2.1.1 Tipo de piezas
La distinción entre muros construidos con piezas macizas o huecas es im- portante para el diseño por sismo. Las piezas macizas, ante esta solicitación, tienen un comportamiento menos frágil que las huecas y es por eso que en el capítulo de diseño sísmico, para los elementos estructurales formados con piezas macizas, se considera un factor de ductilidad mayor que para los construidos con piezas huecas. Lo anterior da lugar a que las estructuras con muros de mampostería de piezas macizas se deban diseñar para fuerzas laterales menores que las de muros con piezas huecas.
2.1.2 Resistencia a compresión
requiere para fines de control de calidad o para la determinación de la resistencia en compresión de la mampostería cuando no se cuente con datos previos para el material en cuestión.
Las normas especifican que la determinación de la resistencia a compresión debe efectuarse sobre la pieza entera; en algunas ocasiones la máquina de ensaye puede no ser de la suficiente capacidad para llevar a .la pieza a la falla; en esos casos, puede ensayarse la mitad siempre y cuando la pieza sea simétrica.
La resistencia a compresión que debe considerarse en el diseño debe fijarse con el criterio general especificado en el Reglamento. Este criterio, que se empleará en todas las demás propiedades, tiene por objeto tomar en cuenta la variabilidad de las propiedades del material y definir un valor que tenga una probabilidad constante de no ser alcanzado; para esto es necesario determinar el valor medio de la resistencia y la variabilidad de los resultados, la cual puede medirse por el coeficiente de variación; ambas propiedades se deben determinar mediante el ensaye de muestras de la fábrica que produce el material.
Cuando no sea posible efectuar el muestreo o conocer la procedencia exacta del material, se recomiendan factores con los que hay que afectar las resistencias promedio, los cuales se derivan suponiendo valores del coeficiente de variación que han sido determinados, en forma conservadora, a partir de un amplio muestreo realizado sobre la producción de piezas para mampostería en el Distrito Federal. El límite inferior de 0.15 que se ha fijado para el coeficiente de variación de la resistencia se debe a que se considera poco probable que, con los procedimientos de fabricación actuales, pueda conseguirse mayor uniformidad.
2.2 Morteros
La función del mortero es permitir la sobreposición de las piezas formando un conjunto que tenga una liga fuerte y duradera.
Sus propiedades más importantes son: manejabilidad, resistencia a compre- sión y tensión y adherencia con las piezas. Estas propiedades varían según el tipo de cementante empleado, la relación entre arena y cementante y cantidad de agua en la mezcla, aunque esto último no se controla en obra.
La resistencia a compresión es el índice de calidad del mortero generalmente aceptado y se determina según la norma ASTM C 91. Debe tenerse en cuenta que esta resistencia no corresponde a la del material colocado entre las piezas de un muro, ya que se tienen condiciones de confinamiento y de curado que es práctica- mente imposible reproducir. Además la resistencia a compresión no es generalmente la propiedad más importante del mortero, sino que las características de comportamiento estructural de la mampostería se relacionan más directamente con la fluidez y con el proporcionamiento del mortero. Así, un mortero de poca fluidez da mayor resistencia, pero es poco manejable y tendrá probablemente un grado de adherencia bajo. Sin embargo, el ensaye en compresión tiene valor en cuanto a que constituye un procedimiento sencillo para comparar calidades de morteros.
Los proporcionamientos admitidos descartan el uso de la cal como único ce- mentante del mortero en elementos que tengan función estructural debido a la baja resistencia y poca durabilidad que se obtiene en los morteros a base únicamente de cal.
con el fin de poder lograr una mezcla compacta donde la pasta llene los vacíos del agregado y alcanzar así una adherencia máxima entre pieza y mortero.
En la tabla del inciso 2.2 se consignan resistencias mínimas que debe cumplir el mortero en obra para diferentes proporcionamientos; estos valores son fácilmente alcanzados si se efectúa un control razonable en la elaboración del mortero.
2.3 Acero de refuerzo
Este inciso se refiere al refuerzo que debe colocarse en castillos y dalas o como refuerzo interior en piezas huecas. Se admite el uso de malla doblada formando refuerzo prefabricado para castillos y dalas.
2.4 Mampostería
En esta sección se especifica cómo deben determinarse las propiedades me- cánicas de la mampostería y cómo relacionarlas con las propiedades de los materiales componentes, piezas y morteros.
2.4.1 Resistencia a compresión
Se presentan diversas alternativas para determinar la resistencia a compresión de la mampostería que debe usarse en el diseño. Debido a la gran variedad de combinación de piezas y morteros que pueden emplearse no es posible especificar en las recomendaciones valores representativos para todos los casos. Cuando no se cuente con datos previos para los materiales en cuestión será necesario hacer determinaciones a partir de ensayes en pilas o a partir de las propiedades de los materiales componentes.
La forma más confiable para determinar la resistencia a compresión de la mampostería es mediante el ensaye de pilas formadas con las piezas y morteros que
se van a emplear en la construcción. Las otras alternativas que se presentan son menos confiables y obligan, por tanto, a fijar valores más conservadores de la resistencia nominal a compresión.
Cuando se haga la determinación de la resistencia a partir del ensaye de pilas es aconsejable emplear especímenes con relación de altura a espesor del orden de cuatro; para esbelteces menores se presenta el efecto de confinamiento de los apoyos de la máquina de ensaye; para relaciones mayores de cuatro comienzan a ser importantes los efectos de esbeltez. Cuando no sea factible este tamaño, puede recurrirse al ensaye de pilas con otra esbeltez, multiplicando los resultados obtenidos por los factores que se tienen en la tabla del capítulo 2.4.1 de las recomendaciones.
No se pretende que estos ensayes se empleen para fines de control de cali- dad en obra; su función es obtener un índice de resistencia de la mampostería for- mada con una combinación de piezas y mortero para la cual no se tenga una determinación previa.
La resistencia nominal a compresión de la mampostería se determina con el criterio estadístico ya mencionado y toma en cuenta la variabilidad de la resistencia de las pilas.
Se pide que las piezas con que se formen las pilas para ensaye se obtengan con muestras de lotes diferentes para tomar en cuenta la variabilidad de la resistencia de uno a otro lote. Se considera que el ensaye de nueve especímenes es la cantidad mínima de pruebas que permiten hacer una determinación confiable de la resistencia promedio y de la mampostería ensayada.
Cuando no se tiene una determinación directa del coeficiente de variación de la resistencia de la mampostería, puede tomarse como tal una fracción del corres- pondiente a las piezas solas. Esto es debido a que se tiene menor variabilidad de la resistencia en pila. El coeficiente de variación de la resistencia en pilas es aproxi- madamente igual al 75% del coeficiente de variación de la resistencia de las piezas.
La alternativa presentada en el inciso b) permite determinar la resistencia de la mampostería a compresión a partir de tablas que están en función de las propiedades de los materiales componentes.
La resistencia de la mampostería depende principalmente de la resistencia de la pieza y en menor grado de la del mortero. Se ha observado de ensayes de labo- ratorio, que la relación entre la resistencia de la pila y la pieza es aproximadamente lineal. El factor de proporcionalidad es, sin embargo, variable para las distintas piezas, dependiendo principalmente de su forma, del material de que están hechas y de la regularidad de sus dimensiones. Este factor de proporcionalidad es mayor para bloques que para tabiques debido a un número menor de juntas en el muro de bloque.
En la alternativa c) la resistencia a compresión se fija directamente para tipos de piezas y mortero para los cuales existe un número suficiente de ensayes que per- miten fijar valores conservadores en forma confiable.
Los procedimientos y los valores que se recomiendan se refieren a la resis- tencia de muros de mampostería construidos en forma usual de piezas cuatrapeadas sin refuerzo. En caso de tener formas constructivas especiales en cuanto a la colocación de las piezas o cuando se trate de muros con refuerzo uniformemente distribuido en su longitud, como refuerzo en el interior de los huecos de las piezas o
mallas de refuerzo colocadas en las caras de los muros dentro de un aplanado, la resistencia del conjunto deberá determinarse en muros de tamaño suficiente para reproducir íntegramente la modalidad del refuerzo. Para muros con refuerzo interior de acuerdo con 4.5.1 c) es conservador suponer que la resistencia en compresión se incrementa en 50%. También se considera, aunque en forma conservadora, la contribución de los castillos a la resistencia de la mampostería confinada.
2.4.2 Resistencia de aplastamiento 2.4.3 Resistencia a tensión
Para las piezas y morteros usuales, la adherencia en la junta da lugar a re- sistencias en tensión que no exceden de 2 kg/cm²; además, esta propiedad es muy variable, por lo que es conveniente para cálculo de la resistencia en flexión despreciar el esfuerzo resistente en tensión perpendicular a las juntas.
2.4.4 Módulo de elasticidad
Este puede obtenerse del ensaye en pila como el valor de la tangente que une el origen con el punto que corresponde al 50% de la resistencia de la pila en una curva esfuerzo-deformación unitaria. Esto en pilas con una relación de esbeltez del orden de cuatro.
Se proporcionan expresiones que relacionan el módulo de elasticidad con la resistencia de la pila a compresión. Aunque la aproximación de esta fórmula no es plenamente satisfactoria, constituye una forma sencilla de estimar dicha propiedad.
2.4.5 Módulo de cortante
minación directa puede hacerse en un ensaye de muretes sujetos a compresión diagonal (ver 3.3). Su cálculo a partir del módulo de elasticidad y de la relación de Poisson no resulta confiable ya que proporciona valores de G demasiado altos que no se asemejan a los medidos experimentalmente. Se presenta una fórmula obtenida de datos experimentales para la determinación del módulo de elasticidad en cortante en función del de elasticidad en compresión.
3. MÉTODO SIMPLIFICADO DE DISEÑO