Estudio experimental y analítico de detallamiento alternativo para muros de baja relación de aspecto sometidos a una demanda de carga cíclica

Abstract

Un muro corto, definido por una relación de aspecto generalmente menor a 1.5, exhibe una capacidad de deformación lateral limitada, lo que se puede traducir en un colapso axial. Esta última se ve significativamente comprometida durante la actividad sísmica, lo que puede llevar a una rápida pérdida de estabilidad y eventual colapso. El estudio realizado involucra la prueba de dos muros de hormigón armado: uno con diseño convencional y otro con un diseño alternativo. El primero incluye armaduras en los bordes y una doble malla en el alma, mientras que el segundo, conservando las armaduras básicas del convencional, incorpora estribos a lo largo de ambas diagonales, cubriendo aproximadamente el 25% del puntal diagonal del muro. Ambos muros tienen una relación de aspecto baja (1:1), con una altura y longitud de 1.4 m y un espesor de 120 mm. Durante las pruebas, los muros se someten a una carga axial constante de 0.1f’cAg y un desplazamiento lateral cíclico en la parte superior. Los resultados muestran que el diseño alternativo mejora la ductilidad en un 25%, con un impacto marginal en la capacidad de carga lateral. El muro con el diseño alternativo logra mantener ciclos histeréticos completos hasta una deriva del 2.5%, momento en el cual se produce la fractura de las barras longitudinales del borde. En contraste, el muro convencional sufre fallas en el primer ciclo de deriva del 2%, experimentando una rápida degradación debido al aplastamiento en la parte inferior del puntal diagonal de compresión. La formación de grietas y la propagación del daño que tuvieron los muros denotaron un cambio en el tipo de fallo, que pasó de uno frágil afecto al corte a otro más flexural, en el que los extremos se vieron más solicitados. Se emplea un modelo para capturar la respuesta global utilizando los mismos parámetros de los ensayos. Se lleva a cabo un análisis paramétrico en el que se varía la cantidad de refuerzo tanto vertical como horizontal, así como la relación de aspecto. En combinaciones con una alta cantidad de armadura en el alma y/o borde (1% y 5% respectivamente), y una relación de aspecto baja (1:1), el diseño alternativo aumenta la ductilidad sobre un 70% Sin embargo, la efectividad del diseño alternativo disminuye a medida que se reduce la armadura en el borde y aumenta la relación de aspecto (de 1:1 a 2:1). Esto destaca la eficacia del diseño alternativo en configuraciones con una alta armadura longitudinal en los extremos, junto con un confinamiento efectivo en el borde y una relación de aspecto reducida del muro.