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Resistencia estructural y sismo resistencia

La estructura reticular de hormigón armado posee una extrema solidez, con un armado adecuado, los muros pueden resistir terremotos y explosiones sin que se produzca ningún desprendimiento en las paredes de CMC.

La posibilidad de introducir armaduras de refuerzo de forma sencilla facilita la ejecución de muros de contención en sótanos o piscinas de forma simple.

Los muros Climablock han de mostrado un excelente comportamiento frente a la explosión en distintos ensayos realizados, lo que hace que el sistema sea ideal para la construcción de estructuras en edificios de seguridad.

Estructura

El reciente terremoto que sucedió en la zona de L'Aquila el 6 de abril de 2009, ha puesto de manifiesto que edificios de reciente construcción con estructura porticada sismoresistente sufrieron graves daños.

Durante el terremoto se observó el colapso de paredes de cerramiento de ladrillo tradicional a causa de la ausencia de unión entre la estructura portante y el cerramiento. En otros casos se produjo el colapso total de la estructura, el resultado final tras el terremoto es la inhabitabilidad del edificio.

Nuestro sistema de muros portantes, prevee en zonas sísmicas la instalación de una armadura horizontal y vertical cada 25 cm, lo que permite resistir terremotos de fuerte intensidad.

Un edificio construido con el sistema Isotex en la zona del Abruzzo castigada por el terremoto, resistió sin ningún tipo de daño por el terremoto.

Las pruebas de laboratorio realizadas y las certificaciones del sistema, demuestran como el sistema puede ser utilizado en zonas de fuerte actividad sísmica.

La imagen de la derecha muestra edificios de estructura porticada construidos con la vigente norma antisísmica tras el terremoto y la inferior inferior muestra un edificio construido con nuestro sistema sin daño alguno tras el terremoto.

Edificio de estructura porticada tras el terremoto
Daños estrucutrales producidos por el terremoto
Edificio construido con ClimaBlock tras el terremoto

La resistencia a la compresión del muro depende del espesor del hormigón y de la excentricidad de la carga.

En la siguiente tabla se muestra la resistencia a compresión para un muro de 2,75 m de altura relleno de hormigón H-25 colocando el bloque a matajunta con las columnas de hormigón no alineadas.

Si el bloque se coloca a peso o se modula la puesta (un alveolo encima de otro) la resistencia es mayor, ya que las columnas de hormigón están alineadas.

Para obtener más información se pueden consultar las tablas de cálculo y la guía técnica para el cálculo estructural.

Resistencia a la compresión de muros
(Muro de
3,00 m de altura )
(Hormigón H-25)
Espesor de bloque
Espesor de velo de hgón, dk
(cm)
Resistencia a compresión
Carga centrada
(KN/m)

Carga descentrada
e/dK=0,075
(KN/m)

20, 25
14
454
327
 
30, 33, 38
14
461
274
16
572
432
18
686
533

La guía ETAG 09 recomienda para el cálculo estructural del muro el uso de la norma ENV 1992-1-1:1991 y ENV 1992-1-6:1994, recogidas dentro de la norma estructural Eurocódigo 2. Para obtener más información sobre como realizar el cálculo se puede consultar la guía técnica, en la sección de descargas.
La parte ENV 1992-1-6, proporciona reglas adicionales a las reglas generales dadas en la norma ENV 1992-1-1, para el proyecto de edificaciones u obras de ingeniería civil y elementos de hormigón en masa compuesto por áridos de peso normal, como se define en la norma ENV 206 (véase apartado 1.1.3 de la parte 1-1).
Esta parte 1-6 se aplica a elementos resistentes en los que el efecto de acciones dinámicas es despreciable.

Elementos de hormigón en masa sometidos principalmente a compresión, excepto la debida al pretinado, por ejemplo, muros, soportes, arcos y bóvedas

Zapatas de cimentación de hormigón en masa

Muros de contención de hormigón

Se entiende por hormigón en masa: un elemento estructural de hormigón sin armaduras de acero o con armaduras en cuantía inferior a la mínima definida en el apartado 5.4 de la norma ENV 1992-1-1.
Los muros climablock, por tanto pueden ser tratados como muros de hormigón armado rigiéndose por las normas ENV 1992-1-1, en caso de que se cumpla la cuantía mínima de acero, o como muros de hormigón en masa, que suele ser el caso más habitual siguiendo las prescripciones particulares dadas en la norma ENV 1992-1-6.

El esfuerzo axil que puede resistir un muro esbelto de hormigón en masa, puede calcularse de modo aproximado mediante:

NRd=-b hw a fcd Φ

NRd es el valor de cálculo el esfuerzo axil resistente de compresión<

b       es el ancho total de la sección transversal

hw    es el espesor de la sección transversal

a       es el coeficiente de reducción por efectos de larga duración de las cargas (valor habitual a =0,85)

La función Φ, que permite considerar la influencia de los efectos de segundo orden sobre la capacidad resistente de los elementos a compresión en edificaciones intraslacionales viene dada por:

Φ=1,14 (1-2 etot/hw)-0,02 l0/hw
  • 0≤ Φ ≤1-2etot/hw
  • etot=e0+ea
  • e0     es la excentricidad de primer orden que incluye, si procede, los efectos de los forjados y de las acciones horizontales
  • ea     es la excentricidad adicional equivalente de las imperfecciones geométricas. En ausencia de información más precisa puede adoptarse ea=0,5 l0/200

Determinación de la esbeltez

La esbeltez de un muro viene dada por:

λ=l0/i
  • i         radio de giro mínimo
  • l0        Longitud eficaz del elemento

Donde

l0=β Iw
  • lw       altura libre del muro
  • β        coeficiente que depende de las condiciones de sustentación
    A continuación se muestra una tabla que permite obtener el valor β en función del tipo de arriostramiento del muro.

 

Tipo de arriostramiento Factor β
Muros en voladizo
β =2
Muro arriostrado en 2 lados (con forjado en cabeza y pie)
β =1
Muro arriostrado en 3 lados (forjado en cabeza y pie unido a muro transversal)
β= 1/(1+(lw/3 lh)2)
lh longitud del muro
Muro arriostrado en 3 lados (con forjado en cabeza y pie unido a dos muros transversales)
Si lw≤lh β= 1/(1+(lw/lh)2)
Si lw>lh β= 1/(2(lw/lh))
lh longitud del muro

Se supone que el muro a arriostrar no tiene huecos de altura superior a 1/3 de lw o de área superior a 1/10 de su área, en caso de muros arriostrados en 3 o 4 lados, con huecos que excedan dichos limites, las partes de estos entre los huecos se considerarán arriostradas en dos lados.
Los muros transversales pueden considerarse como elementos de arriostramiento si:

  • su espesor no es inferior a 0,5hw, siendo hw el espesor total del muro arriostrado

  • Tienen la misma altura lw que el muro arriostrado

  • Su longitud lht es al menos igual a lw/5, siendo lw la altura del muro arriostrado

  • en una longitud lht, el muro transversal no tiene ningún hueco

  • En muros arriostrados en dos lados, empotrados rígidamente en su base y coronación con hormigón in situ y armaduras que resistan los momentos de empotramiento, puede adoptarse
    β =0,85, si lw<lh
    La esbeltez de muros de hormigón en masa ejecutado in situ, en general no debe ser mayor que λ=86 (es decir lw/hw=25, siendo hw el canto de la sección transversal).

    Comprobaciones a cortante

     

    En los elementos de hormigón en masa se considerará la resistencia a tracción del hormigón en el estado límite último de cortante, siempre que, bien por cálculo o bien por experiencia, pueda excluirse la rotura frágil y garantizarse una resistencia adecuada.
    Para muros sometidos a una combinación de esfuerzo cortante, flexión y esfuerzo axil, se verificará que:

    • tsd      es el valor de cálculo de la tensión tangencial aplicada
    • scm     es la tensión media de compresión del hormigón
    • fctd=fctk 0,05/gc
    • fctk          Resistencia característica inferior a tracción (percentil 5%)
    • gc        se adopta para tener en cuenta la diferente resistencia del hormigón en una probeta de ensayo y el de obra (valor habitual gc=1,5)
    • h        es el coeficiente de reducción (generalmente  h=1)

    En ausencia de datos más precisos, el valor característico de la resistencia a tracción del hormigón se deduce de las siguiente ecuación

    fctk0,05=0,21 fck2/3
    • fck      resistencia característica a compresión del hormigón

    Véase la siguiente tabal con los valores más habituales

    fck [N/mm2]

    20

    25

    30

    fctk0,05 [N/mm2]

    1,5

    1,8

    2,0

    De acuerdo con el estado real de tensiones,TSd se calculará con la sección no fisurada, o con la sección efectiva Ac,eff.
    Un elemento de hormigón puede considerarse no fisurado en el estado límite último si está sometido en su totalidad a compresión, o si la tensión principal a tracción sctl no rebasa el valor fctd= fctk;0,05/gc con fctk;0,05

    El personal técnico de climablock realiza los cálculos y recomendaciones de refuerzos en los muros. No obstante en la guía técnica se da información sobre las armaduras mínimas a instalar.

    Los refuerzos típicos se instalan en esquinas y marcos de huecos, aunque el armado se define en función de la resistencia del muro en cada proyecto.

    La armadura mínima es de un refuerzo de 8 mm cada 50 cm en vertical y en horizontal en estructura convencional, y cada 25 cm para la estructura antisísmica.


    Normalmente en esquinas y encuentros, se coloca cada dos tendeles un refuerzo plegado en ángulo recto de 60x60 cm , de este modo se asegura un trabado perfecto de los muros.

    A continuación se muestra un esquema de las armaduras típicas:

    Aramduras