Estudio experimental de muros rectangulares acoplados con viga de hormigón armado mediante instrumentación de LVDT

Abstract

En edificaciones residenciales chilenas de elevada altura es muy común la implementación de sistemas estructurales de muros de hormigón armado acoplados tanto por viga para los muros de fachada, como por losa en los interiores para así resistir las cargas laterales que frecuentemente generan los sismos sobre estas estructuras en Chile, disipando energía por medio de estos elementos de acople. Tras el terremoto de la región del Maule del año 2010, se evidenciaron falencias en los diseños de muros, en particular debido a la falta de confinamiento en los bordes, provocando pandeo en las barras de refuerzo verticales de dichas zonas en múltiples edificaciones. Por esto último, se impulsaron reformas a las normativas de diseño y se han realizado estudios de diversos sistemas estructurales para comprender la respuesta de estos ante eventos sísmicos, motivación por la cual se lleva a cabo esta investigación. Para esto se realiza un ensayo experimental tipo pushover controlado por desplazamiento sobre una probeta de dos muros rectangulares esbeltos (MR1 y MR2) de hormigón armado acoplados con vigas, característicos de la tipología chilena de edificios, esta probeta se somete a cargas laterales cíclicas a nivel del techo del muro MR1. El principal objetivo de la investi gación es caracterizar el comportamiento de la probeta ante este régimen de desplazamientos impuestos, monitoreando sus deformaciones y desplazamientos por medio de múltiples trans ductores de desplazamiento lineal variable dispuestos en la probeta, y las cargas por medio de dos celdas de carga. El muro MR1 es de mayor largo, y sobre este se aplica una carga vertical de 0.08f ′ cAg por medio de gatos hidráulicos, además de la carga horizontal en el techo de este. Sobre el muro MR2 no se aplican cargas. Los resultados mostraron mayores deformaciones a la altura de la base de ambos muros, predominando el comportamiento por flexión de los muros. Globalmente, se observó mayor resistencia de la probeta en la dirección de las derivas positivas, y una asimetría en los des plazamientos de techo del muro MR2. La fisuración del hormigón se evidenció en el 0.3 % de drift en el muro MR1 y en las vigas. Se pierde recubrimiento en las vigas al alcanzar el 1.35 % de drift, mientras que en los muros se pierde recubrimiento en el lado izquierdo de la base del muro más largo al alcanzar el 2 % de drift. La falla se produce por pandeo local, lo cual se identifica al alcanzar el 3 % de drift por una fractura en las barras de refuerzo verticales del borde izquierdo del muro más largo. El cálculo de desplazamiento por corte de los pisos indica que su valor es mayor en los pisos inferiores. En el caso de las vigas, se observan grietas diagonales en ambas, por lo que su tipo de falla es a corte, presentando mayor daño en la viga superior. Se comparan además resultados experimentales de largos de rótulas plásticas con expresiones calibradas para obtener dicho valor, adquiriendo resultados similares.