Este documento describe los sistemas estructurales de edificios de muros portantes y sus características. Explica que los edificios de muros portantes son una solución eficiente para la vivienda de mediana altura, formados por muros portantes en dos direcciones y diafragmas horizontales rígidos. También destaca la importancia de configurar correctamente los muros y diafragmas para lograr un buen comportamiento sísmico, especialmente asegurando la simetría, continuidad y capacidad torsional.

1. EL EDIFICIO DE MUROS
PORTANTES
Carlos Casabonne
IX Congreso Nacional de
Estudiantes de Ingeniería Civil
Universidad Nacional de
Ingeniería
Agosto 2001

2. Esquema
• El tema
• Sistemas estructurales básicos
• El edificio multifamiliar
• El edificio multifamiliar de muros portantes
• Comportamiento Sísmico
• Ejemplos de proyectos

3. SISTEMAS ESTRUCTURALES
BÁSICOS
Estructuras sin diafragma rígido
Estructuras con diafragma rígido

4. Estructuras con diafragma rígido
Estructuras de esqueleto
• Porticos y
• Porticos + muros = duales

6. Estructuras con diafragma rígido
Estructuras de esqueleto
• Porticos y
• Porticos + muros = duales
Estructuras de muros portantes

7. DIAFRAGMA RIGIDO
FUERZAS LATERALES

8. EDIFICIO DE MUROS
PORTANTES
Estructura celular formada por:
• muros portantes en dos
direcciones y
• diafragmas horizontales
rígidos

9. Diafragmas
Muros

10. Concreto armado Albañilería armada

11. EDIFICIO DE MUROS
PORTANTES
Es posible por la:
• Existencia del diafragma rígido
• refuerzo de los muros

12. EDIFICIOS DE MEDIANA
ALTURA
Solución más eficiente para
resolver el problema de la
vivienda.

13. C. Casabonne

14. Realidad del problema
habitacional
Crecimiento explosivo de las
ciudades
La politica del gobierno ha
favorecido el lote individual
Crecimiento urbano: horizontal a
expensas de la tierra agrícola
Densidad en Lima: 140 hab/Há
bruta

15. Resultado: Alto costo social
• Imposibilidad de proveer
infraestructura, servicios y
equipamiento,
• Genera una urbe
innecesariamente inhumana,
• Con elevados costos
materiales y sociales de
utilización y
• Demandas imposibles de
cumplir.

16. SOLUCIÓN VIABLE
Edificio multifamiliar de
mediana altura

18. EDIFICIO DE MUROS
PORTANTES,
puede ser estructurado con:
• albañilería reforzada
• con concreto armado

21. C. Casabonne

22. C. Casabonne

23. BASES FUNDAMENTALES
DEL PROYECTO
• Vivienda económica
• Densificación y renovación urbana
• Minimizar la inversión inicial
• Minimizar el mantenimiento
• Usar eficientemente la mano de obra.
La construcción en albañilería
permite maximizar su uso
• Utilizar recursos industriales
urbanos

24. METODO CONSTRUCTIVO
• Procedimiento sin retorno: lo que se
construye queda terminado.
• Personal especializado
• Cuadrillas especializadas
• Moldes racionalizados para
conseguir acabados terminados
• Control permanente:ingeniería

25. ESTRUCTURACIÓN
EDIFICACIONES DIAFRAGMADAS
• Muros sujetos prioritariamente a fuerzas
coplanares.
– Cargas de gravedad propias del muro.
– Fuerzas horizontales correspondientes a la
distribución del cortante basal de acuerdo
a las rigideces y a la corrección por torsión

26. REFUERZO DIFUNDIDO
ALBAÑILERÍA ARMADA
C.Casabonne

27. Donde está el costo del edificio??
Estructura: 66%
Resto: 34%

28. Donde está el costo de la
estructura?
Muros: 50%
Losas: 33%
Solado: 10%
Otros: 7%

29. CONFIGURACION
Debe de configurarse para conseguir:
a) Economía Máxima
b) Seguridad Adecuada
c) Estructuras libres de Rajaduras
C. Casabonne

30. En un Edificio muros
portantes, el muro es:
1. Estructura
2. Cerramiento
3. División
4. Acabado
C. Casabonne

31. Comportamiento en los tres
materiales es similar, por lo tanto
los requisitos para su
configuración sísmica son
también similares
C. Casabonne

32. CONFIGURACION SISMICA
(1)
1. Simetria, continuidad,
competencia torsional.
2. Diafragmas
competentes.
C. Casabonne

33. SIMETRIA
OK
MAL
ACEPTABLE
CONTINUIDAD
COMPETENCIA TORSIONAL
OK
ACEPTABLE
C. Casabonne
MAL
ACEPTABLE
MAL
OK

34. Configuraciones conflictivas
C. Casabonne

35. DIAFRAGMA COMPETENTE
• Rigidez
• Continuidad.
• Resistencia.
• Conexión firme y permanente
con los muros.
• Son preferibles losas ↔ que
apliquen carga a todos los
muros.
C. Casabonne

36. Los diafragmas deben ser
simétricos y continuos en planta
Simetría
Ideal Aceptable Mala
Entrepisos
y
Techos
(diafragmas)
C. Casabonne

37. Continuidad
Ideal Aceptable Mala
Conpetencia Torsional
Ideal Aceptable Mala
Largo= Ancho Largo << 4 Anchos Largo >> 4 Anchos
C. Casabonne

38. DIAFRAGMAS DESCONECTADOS
C. Casabonne

39. CONFIGURACION SISMICA
(2)
3. Muros en dos direcciones
principales
4. Disposición de muros
debe lograr simetría de
rigidez
C. Casabonne

40. Disposición de muros típica en un edificio
de muros portantes de albañílería
C. Casabonne

41. CONFIGURACION SISMICA
(3)
• Proveer muros con
esbeltez (h/l) similar
• Proveer igual áreas de muro
en ambas direcciones principales
C. Casabonne

42. Configuración del Edificio
b b
a a a
b
b
a
Muros con igual esbeltez H/L
en c/direcciónC. Casabonne

43. Largos muy
desiguales
Distribución
aceptable
Distribución
Mala
Distribución
ideal Lados iguales:
a+a+a+a= b+b+b
Forma y
distribución
de los muros
C. Casabonne

44. Muros de albañilería
Algunos muros en
concreto armado
Esquema estructural de un edificio de 3 a 6 pisos
en albañileríaC. Casabonne

45. CONFIGURACION SISMICA
(4)
5. Proveer área mínima de muros
Area mínima es función del cortante
basal y de la resistencia corte de la
albañilería o del concreto.
C. Casabonne

46. CONFIGURACION SISMICA
(5)
6. Muros resistentes y dúctiles
C. Casabonne

47. COMPORTAMIENTO DUCTIL
Fisuración
Fluencia
Colapso
Desplazamiento
Fuerza
lateral
C. Casabonne

48. CONFIGURACION DE LOS MUROS
(1)
• Muros continuos hasta el suelo.
• Alfeizares separados.
• Esbeltez controlada y dimensiones
uniformes.
• Sección transversal preferentemente
simétrica.
• Sistema de conexión ó acoplamiento
compuesto por la cimentación,
entrepisos, techo.C. Casabonne

49. Muros continuos hasta el suelo
C. Casabonne

50. Vanos
BIEN BIEN MAL
Debe procurarse que los vanos
sean coincidentes en ubicación piso
a piso para minimizar los cambios
bruscos de resistencia y rigidez
C. Casabonne

51. Muros continuos hasta el suelo
C. Casabonne

52. CONFIGURACION DE LOS MUROS
(2)
• Alfeizares separados de
los muros principales
C. Casabonne

53. C. Casabonne

54. Bien:
Aceptable:
Solera corrida
sobre todos los
muros
Mala:
Bien: Mala:
Dinteles
y
Alféizares
C. Casabonne

55. CONFIGURACION DE LOS MUROS
(3)
• Control de esbeltez (H/L)
PROPORCIONES DE LOS MUROS
SI NO
H/L < 11 < H/L < 5
C. Casabonne

56. C. Casabonne

57. Proporciones
En elevación los muros deben
guardar relaciones razonables
entre su altura y su largo
C. Casabonne

58. SISMO
MUROS
SECCION SIMETRICA
TALÓN COMPRIMIDO
C. Casabonne

59. Alfeizar
separado
MURO ACOPLADOMURO ACOPLADO
C. Casabonne

60. VIGA CORRIDA VS VIGA DINTEL
Alfeizar
separado
MURO ACOPLADOMURO ACOPLADO
C. Casabonne

61. DeflectionDeflection
(b) Perfil de derivas,
Cimentación rígida
(c) Perfil de derivas,
Cimiento Flexible
(a) Tipo de fisuración
Muros en voladizo conectados por losas flexibles
(Priesley)
C. Casabonne

62. (a)Tipo de fisuración (b) Perfil de derivas
Muro acoplado con rotulación de muretes(Priestley)
C. Casabonne

63. (a)Forma de fisuración (b) Momentos de flexión
Muro acoplado con rotulación de vigas (Priestley)
C. Casabonne

64. (a)
Typical
Wall
(b)
In-plane
Acceleration
Envelope
(c)
In-plane
Moment
(d)
Out-of-plane
Moments
C. Casabonne

65. Azotea
Cimentación
Mode 2
T2= 0.34s
Mode 3
T3= 0.31s
Mode 4
T4= 0.21s
Mode 1
T1= 0.45s
Modos de vibración normales al planos and períodos
para un edificio de albañilería de 3 pisos( Priesley)
C. Casabonne

66. MUROS ACOPLADOS
Acoplamiento
– Ventaja: Mayor rigidez inicial.
Mayor ductilidad.
Mayor absorción de energía.
– Desventaja: Mayor costo.
Acoplamiento no es indispensable en edificios
hasta de 6 pisos si hay suficiente densidad de
muros en las dos direcciones principales.
C. Casabonne

67. COMPORTAMIENTO SISMICO DE LA ALBAÑILERIACOMPORTAMIENTO SISMICO DE LA ALBAÑILERIA
1 Nivel1 Nivel : Bien: Bien
2 Niveles2 Niveles : Bien: Bien
3 Niveles3 Niveles : Bien: Bien
4 Niveles4 Niveles : Bien: Bien
5 Niveles5 Niveles : Bien: Bien
6 Niveles6 Niveles : Optimo: Optimo
>6 Niveles>6 Niveles : Indispensable
1 Nivel1 Nivel : Optimo: Optimo
2 Niveles2 Niveles : Optimo: Optimo
3 Niveles3 Niveles : Optimo: Optimo
4 Niveles4 Niveles : Optimo: Optimo
5 Niveles5 Niveles : Posible: Posible
6 Niveles6 Niveles : Posible: Posible
>6 Niveles>6 Niveles : No: Indispensable : No
a) Albañilería armada o albañilería armada confinadaa) Albañilería armada o albañilería armada confinada
C. Casabonne

68. COMPORTAMIENTO SISMICO DE LA ALBAÑILERIACOMPORTAMIENTO SISMICO DE LA ALBAÑILERIA
1 Nivel1 Nivel : Bien: Bien
2 Niveles2 Niveles : Bien: Bien
3 Niveles3 Niveles : Optimo: Optimo
4 Niveles4 Niveles : Optimo: Optimo
5 Niveles5 Niveles : Posible: Posible
6 Niveles6 Niveles : ?: ?
>6 Niveles>6 Niveles : No
1 Nivel1 Nivel : Optimo: Optimo
2 Niveles2 Niveles : Optimo: Optimo
3 Niveles3 Niveles : Posible: Posible
4 Niveles4 Niveles : No: No
: No
b) Albañilería simple confinadab) Albañilería simple confinada
C. Casabonne

69. COMPORTAMIENTO de MUROS DE CONCRETO ARMADOCOMPORTAMIENTO de MUROS DE CONCRETO ARMADO
1 Nivel1 Nivel : Optimo: Optimo
2 Niveles2 Niveles : Optimo: Optimo
3 Niveles3 Niveles : Optimo: Optimo
4 Niveles4 Niveles : Optimo: Optimo
5 Niveles5 Niveles : Posible: Posible
6 Niveles6 Niveles : Posible: Posible
>6 Niveles>6 Niveles : No
1 Nivel1 Nivel : Bien: Bien
2 Niveles2 Niveles : Bien: Bien
3 Niveles3 Niveles : Bien: Bien
4 Niveles4 Niveles : Bien: Bien
5 Niveles5 Niveles : Bien: Bien
6 Niveles6 Niveles : Optimo: Optimo
>6 Niveles>6 Niveles : Indispensable acoplar : No: Indispensable acoplar
C. Casabonne

70. CONFIGURACION
La práctica aceptada de Diseño y
Construcción exige que los muros se
comporten:
Elásticamente para sismos moderados
Dúctilmente para sismos severos.
C. Casabonne

71. COMPORTAMIENTO DUCTIL
Fisuración
Fluencia
Colapso
Desplazamiento
Fuerza
lateral
C. Casabonne

72. ANALISIS
• Hasta 5 pisos. Métodos simplificados.
Distribución de cortante basal de
acuerdo a rigideces. Se puede
prescindir de acoplamientos.
• Más de 5 pisos. Considerar influencia
de acoplamientos. Metodo de rigideces
con análisis matricial. Elementos finitos.

73. DISEÑO
• Condiciones de Servicio. Control de
fisuración.
• Sismos moderados. Comportamiento
elástico.
• Sismos severos. Comportamiento
inelástico. Diseñar muros dúctiles.
Diseño por capacidad. Limitar
derivas a 1/200 para asegurar
reparabilidad.