Evaluación experimental del método de puntales y tensores aplicado a muros de concreto de baja altura

Experimental evaluation of the strut-and-tie method applied to low-rise concrete walls

El método de puntales y tensores (P-T) es una herramienta práctica para el diseño sísmico de elementos de concreto reforzado. Con el propósito de evaluar el método de P-T propuesto en el reglamento vigente ACI-318 se llevó a cabo una investigación experimental y analítica con muros de concreto de baja altura. En el programa experimental se incluyeron cuatro especímenes diseñados para fallar por cortante, los cuales se ensayaron dinámicamente en mesa vibradora. Las variables estudiadas fueron el tipo de concreto (peso normal y celular), la cuantía de acero (0,125 y 0,25%) y el tipo de refuerzo a cortante en el alma delos muros (barras corrugadas y malla de alambre soldado). Las propiedades de los muros fueron típicas de viviendas mexicanas de baja altura. Cuando se comparó la resistencia calculada con la resistencia medida se encontró que el método de puntales y tensores del reglamento ACI-318 hace una estimación adecuada de la capacidad a cortante de los muros estudiados. Sin embargo, el modo de falla a cortante del muro, la velocidad de aplicación de carga, el número de ciclos y la energía disipada a-cumulada, pueden afectar significativamente la degradación de resistencia de muros de concreto reforzado de baja altura.

Introducción

A partir del método de puntales y tensores es posible representar la forma como se transmite la carga a través de un miembro mediante un sistema de fuerzas estático que consiste básicamente en tres elementos: puntales, tensores y nudos. En el apéndice A del reglamento ACI-318 (2008) se proporcionan los lineamientos para el diseño de elementos de concreto reforzado utilizando los resultados de un modelo de puntales y tensores. Con el propósito de evaluar la aplicación de la metodología para el diseño sísmico de muros de concreto de baja altura se llevó a cabo una investigación experimental y analítica en el Instituto de Ingeniería de la UNAM, con el patrocinio del Grupo Cemex. Las variables incluidas en la investigación fueron el tipo de concreto (peso normal y celular), la cuantía de acero (0,125 y 0,25%) y el tipo de refuerzo a cortante en el alma de los muros (barras corrugadas y malla de alambre soldado). En general, las propiedades de los muros fueron típicas de viviendas de baja altura en México.

En la literatura actual la mayoría de los estudios orientados a evaluar y validar metodologías de análisis y diseño se basan en resultados experimentales de ensayos cuasi estáticos (monótonos y cíclicos). En esta investigación la evaluación se realiza por medio de la comparación entre las resistencias a cortante probables y medidas en cuatro muros de concreto de baja altura, ensayados bajo excitaciones sísmicas reproducidas por una mesa vibradora.