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TESIS CG FINAL - Maestria Ing. Carlos Gonzalez R. 2

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    DEDICATORIA

    A la memoria de mi padre.

    A mí querida madre.

    A mi esposa.

    A mis hijos.

    A mis nietos.

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    ii

    AGRADECIMIENTO

    A mi hijo, Oscar por su ayuda invalorable en la culminación de esta tesis.

    A mi director Dr. Vinicio Suarez Chacón.

    A los profesores de la Maestría en Ingeniería Estructural.

    A mis amigos y compañeros de profesión.

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    RESUMEN

    El objetivo general del presente trabajo es realizar un análisis comparativo entre

    el comportamiento estructural de los marcos resistentes a momentos de concreto

    reforzado en dos escenarios: 1) comportamiento dinámico de los marcos en el

    rango elástico e inelástico cuando no se considera la mampostería no reforzada

    en la modelación, y 2) comportamiento dinámico de los marcos en el rango

    elástico e inelástico cuando si se considera la mampostería no reforzada en la

    modelación.

    • Investigar las diversas técnicas de modelación de la mampostería no

    reforzada, con la finalidad de reflejar su influencia en el comportamiento

    elástico e inelástico de la estructura.

    • Finalmente, realizar diversas modelaciones matemáticas con la intención de

    evaluar la repuesta elástica e inelástica de las estructuras propuestas y la

    incidencia de la mampostería no confinada en la respuesta estructural, para

    finalmente determinar si la misma debería ser o no incluida en los análisis

    estructurales.

    Palabras Claves:

    Marcos especiales resistentes a momentos, mampostería no reforzada, método

    del puntal diagonal equivalente para la modelación elástica e inelástica de

    paredes de mampostería.

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    ABSTRACT

    The purpose of this report is to develop a comparative analysis between the

    structural behaviors of reinforced concrete special moment resisting frames in two

    scenarios: 1) dynamic behavior of the frames in the elastic and inelastic range

    when the non-reinforced masonry is not considered in the modeling stage, and 2)

    dynamic behavior of the frames in the elastic and inelastic range when the non-

    reinforced masonry is considered in the modeling stage.

    • Research about the different modelling techniques available in order to

    represent the non-reinforced masonry, in order to understand its influence in

    the elastic and inelastic structural behavior.

    • Finally, develop several mathematical models with the purpose of evaluate the

    elastic and inelastic response of the proposed structures and the influence of

    the non-reinforced masonry in the structural response, to conclude If is

    recommended or not to consider it during the structural analysis.

    Keywords:

    Reinforced concrete special moment resisting frames, non-reinforced masonry,

    equivalent diagonal strut method in order to represent infill wall during the elastic

    and inelastic modeling.

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    ÍNDICE GENERAL

    1. GENERALIDADES....................................................................................................................1

    1.1. Introducción............................................................................................... 1

    1.2. Objetivo General ....................................................................................... 2

    1.3. Objetivos Específicos ................................................................................ 2

    1.4. Alcance ..................................................................................................... 3

    2. MAMPOSTERÍA NO ESTRUCTURAL .....................................................................................4

    2.1. Generalidades........................................................................................... 5

    2.2. Tipos de relleno de mampostería. ............................................................. 7

    2.2.1. Rellenos Existentes ............................................................................ 7

    2.2.2. Rellenos nuevos ................................................................................. 8

    2.2.3. Rellenos rehabilitados ........................................................................ 9

    2.3. Materiales.................................................................................................. 9

    2.3.1. Piezas............................................................................................... 10

    2.3.2. Morteros ........................................................................................... 11

    2.3.3. Mampostería..................................................................................... 11

    2.4. Tipos de muros no estructurales en edificios. ......................................... 12

    2.4.1. Muros divisorios................................................................................ 13

    2.4.2. Muros de fachada ............................................................................. 13

    2.5. Tipos de fallas en muros de Mampostería no estructurales. ................... 15

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    ÍNDICE DE FIGURAS

    Figura 1 Falla de marcos de concreto reforzado con paredes de relleno de

    mampostería, después del sismo de Argelia, 2003 (Murty et al., 2006)................. 5

    Figura 2 Desprendimiento de las unidades de mampostería. (Carrillo, 2004)... 15

    Figura 3 Caída de los paneles de relleno. (Carrillo, 2004) ................................ 16

    Figura 4 Falla en el plano de los rellenos de mampostería. (Carrillo, 2004)...... 17

    Figura 5 Comportamiento de la mampostería ante eventos sísmicos. (Carrillo,

    2004).................................................................................................................... 22

    Figura 6 Deformada bajo cargas laterales. (Al-Chaar, 2002) ............................ 33

    Figura 7 Puntal diagonal equivalente. (Al-Chaar, 2002) ................................ .... 34

    Figura 8 Geometría del puntal. (Al-Chaar, 2002)................................ ............... 35

    Figura 9 Posición del puntal. (Al-Chaar, 2002) .................................................. 37

    Figura 10 Clasificación visual del daño. (Al-Chaar, 2002) ................................. 38

    Figura 11 Geometría del ángulo θ puntal . (Al-Chaar, 2002) .................................. 39

    Figura 12 Comportamiento carga-deformación. (Al-Chaar, 2002)..................... 40

    Figura 13 Falla a cortante de la mampostería. (Al-Chaar, 2002)....................... 43

    Figura 14 Localización de las rótulas plásticas. (Al-Chaar, 2002) ..................... 44

    Figura 15 Localización de las zonas rígidas. (Carrillo, 2004) ............................ 45

    Figura 16 Espectro de Respuesta Inelástico considerado en los análisis. ........ 52

    Figura 17 Planta Escenario 1 ............................................................................ 54

    Figura 18 Alzado Escenario 1................................................................ ............ 55

    Figura 19 Geometría considerada en el análisis (sin mampostería no reforzada)

    ............................................................................................................................. 56

    Figura 20 Planta Escenario 2 ............................................................................ 57

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    Figura 40 Máximo desplazamiento sísmico en Y. (Estructura con relleno de

    paredes) ............................................................................................................... 78

    Figura 41 Máximo drift en X. (Estructura con relleno de paredes)..................... 79

    Figura 42 Máximo drift en Y. (Estructura con relleno de paredes)..................... 80

    Figura 43 Máximo cortante basal en X. (Estructura con relleno de paredes) .... 81

    Figura 44 Máximo cortante basal en Y. (Estructura con relleno de paredes) .... 82

    Figura 45 Momento de volteo en X. (Estructura con relleno de paredes).......... 83

    Figura 46 Momento de volteo en Y. (Estructura con relleno de paredes).......... 84 Figura 47 Planta Tipo – Piso 1. ......................................................................... 88

    Figura 48 Planta Tipo – Piso 2. ......................................................................... 89

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