Diseño para cargas ortogonales al plano del muro

CAPITULO 9 - DISEÑO PARA CARGAS ORTOGONALES
AL PLANO DEL MURO

Artículo 29º.- ESPECIFICACIONES GENERALES
29.1. Los muros portantes y los no portantes (cercos, tabiques y parapetos) deberán verificarse para las acciones perpendiculares a su plano provenientes de sismo, viento o de fuerzas de inercia de elementos puntuales o lineales que se apoyen en el muro en zonas intermedias entre sus extremos superior o inferior.
29.2. Para el caso de fuerzas concentradas perpendiculares al plano de muros de albañilería simple, los muros deberán reforzarse con elementos de concreto armado que sean capaces de resistir el total de las cargas y trasmitirlas a la cimentación. Tal es el caso, por ejemplo, de una escalera, el empuje causado por una escalera cuyo descanso apoya directamente sobre la albañilería, deberá ser tomado por columnas.
Para el caso de muros confinados o muros arriostrados por elementos de concreto, las fuerzas deberán trasladarse a los elementos de arriostre o confinamiento por medio de elementos horizontales, vigas o losa.
29.3. Para el caso de los muros armados, los esfuerzos que generen las acciones concentradas actuantes contra el plano de la albañilería deberán ser absorbidas por el refuerzo vertical y horizontal.
29.4. Cuando se trate de muros portantes se verificará que el esfuerzo de tracción considerando la sección bruta no exceda del valor dado en el Artículo 29 (29.8).
29.5. Los muros o tabiques desconectados de la estructura principal serán diseñados para resistir una fuerza sísmica asociada a su peso, de acuerdo a lo indicado en el capítulo correspondiente de la NTE E.030. Diseño Sismorresistente
29.6. El paño de albañilería se supondrá que actúa como una losa simplemente apoyada en sus arriostres, sujeta a cargas sísmicas uniformemente distribuidas. La magnitud de esta carga (w, en kg/m2) para un metro cuadrado de muro se calculará mediante la siguiente expresión:

w = 0,8 Z . U . C₁  e
(29.6)

Donde:
Z = factor de zona especificado en la NTE E.030.
Diseño Sismorresistente
U = factor de importancia especificado en la NTE E.030. Diseño Sismorresistente
C₁ = coeficiente sísmico especificado en la NTE E.030. Diseño Sismorresistente
e = espesor bruto del muro (incluyendo tarrajeos), en metros
 = peso volumétrico de la albañilería

29.7. El momento flector distribuido por unidad de longitud (M_s , en kg-m/m), producido por la carga sísmica «w» (ver Artículo 29 (29.6)), se calculará mediante la siguiente fórmula:

M_s =m.w.a²
(29.7)

Donde:
m = coeficiente de momento (adimensional) indicado en la Tabla 12.
a = dimensión crítica del paño de albañilería (ver la Tabla 12), en metros.

TABLA 12 VALORES DEL COEFICIENTE DE MOMENTOS «m» y DIMENSION CRITICA «a»
CASO 1. MURO CON CUATRO BORDES ARRIOSTRADOS
a = Menor dimensión
b/a =	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	3,0		--
m =	0,0479	0,0627	0,0755	0,0862	0,0948	0,1017	0,118	0,125	--
CASO 2. MURO CON TRES BORDES ARRIOSTRADOS
a = Longitud del borde libre
b/a =	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,5	2,0
m =	0,060	0,074	0,087	0,097	0,106	0,112	0,128	0,132	0,133
CASO 3. MURO ARRIOSTRADO SOLO EN SUS BORDES HORIZONTALES
a = Alturo del muro m = 0,125
CASO 4. MURO EN VOLADIZO
a = Altura del muro m = 0,5

29.8. El esfuerzo admisible en tracción por flexión (f '_t) de la albañilería se supondrá igual a:

29.9. Los arriostres podrán estar compuestos por la cimentación, las columnas de confinamiento, las losas rígidas de techo (para el caso de muros portantes), las vigas soleras (para el caso de cercos, tabiques y parapetos) y los muros transversales.
29.10 Para el análisis y diseño de los elementos de arriostres se emplearán métodos racionales y la armadura que se obtenga por este concepto, no se sumará al refuerzo evaluado ante acciones sísmicas coplanares, sino que se adoptará el mayor valor respectivo.

Artículo 30º.- MUROS PORTANTES

30.1. Los muros portantes de estructuras diafragmadas con esfuerzo de compresión no mayor que 0,01 f_m se diseñarán de acuerdo al Artículo 31.
30.2. En los muros portantes de edificaciones diafragmadas y que como tales estarán sujetas principalmente a fuerzas coplanares, no se permitirá la formación de fisuras producidas por acciones transversales a su plano, porque éstas debilitan su área de corte ante acciones sísmicas coplanares. Para la obtención del momento flector perpendicular al plano se empleará procedimientos basados en teorías elásticas como se indica en el Artículo 29 (29.7).
Los pisos críticos por analizar son:

1. El primer piso, por flexocompresión.
2. El último piso, por tracción producida por la flexión

30.3. Los muros portantes confinados, así como los muros portantes armados, arriostrados en sus cuatro bordes, que cumplan con las especificaciones indicadas en Artículo 19 (19.1.a) y Artículo 19 (19.1.b), no necesitarán ser diseñados ante cargas sísmicas perpendiculares al plano de la albañilería, a no ser que exista excentricidad de la carga gravitacional. En este paso culminará el diseño de estos muros.
30.4. Al momento flector producido por la excentricidad de la carga gravitacional «M_g» (si existiese) deberá agregarse el momento generado por la carga sísmica «M_s» (ver Artículo 29 (29.69), para de esta manera obtener el momento total de diseño M_t = M_s+M_g , repartido por unidad de longitud.
30.5. EI esfuerzo axial producido por la carga gravitacional (P_g) , se obtendrá como: f_q =P_g/L . t
30.6. El esfuerzo normal producido por el momento flector «M_t», se obtendrá como: f_m = 6M_t / t².
30.7. Se deberá cumplir que:

1. En el primer piso: f_a+f_m  0,25 f'_m
   
2. En el último piso: f_m?f_a  f_t
   
3. En cualquier piso: La compresión resultante será tal que:

   
   (30.7c1)

   En la que:
   f_a = es el esfuerzo resultante de la carga axial
   F_a = es el esfuerzo admisible para carga axial

   
   (30.7c2)

   f_m = es el esfuerzo resultante del momento flector
   F_m = es el esfuerzo admisible para compresión por flexión 0,40 f '_m

Artículo 31º.- MUROS NO PORTANTES Y MUROS PORTANTES DE ESTRUCTURAS NO DIAFRAGMADAS
Adicionalmente a las especificaciones indicadas en el Artículo 29º, se cumplirá lo siguiente:
31.1. Los muros no portantes (cercos, tabiques y parapetos) podrán ser construidos empleando unidades de albañilería sólida, hueca o tubular; pudiéndose emplear la albañilería armada parcialmente rellena.
31.2. El momento flector en la albañilería (M_s) producido por la carga sísmica «w» (ver Artículo 29 (29.6)), podrá ser obtenido utilizando la Tabla 12 o empleando otros métodos como el de líneas de rotura.
31.3. En la albañilería simple el esfuerzo normal producido por el momento flector «M_s», se obtendrá como: f_m = 6M_s / t² y no será mayor que f '_t=0,147 MPa (1,5Kg / cm²) .
31.4. Los muros no portantes de albañilería armada serán reforzados de tal manera que la armadura resista el íntegro de las tracciones producidas por el momento flector «M_s»; no admitiéndose tracciones mayores de 8 kg/cm² (0,754 MPa) en la albañilería. La cuantía mínima de refuerzo horizontal y vertical a emplear en estos muros será 0,0007 (ver Artículo 2 (2.8)).
31.5. Los arriostramientos serán diseñados por métodos racionales de cálculo, de modo que puedan soportar la carga sísmica « w» (especificada en el Artículo 29 (29.6) actuante contra el plano del muro.
31.6. La cimentación de los cercos será diseñada por métodos racionales de cálculo. Los factores de seguridad para evitar la falla por volcamiento y deslizamiento del cerco serán 2 y 1,5, respectivamente.
31.7. Están exonerados de las exigencias de arriostramiento los parapetos de menos de 1,00 m de altura, que estén retirados del plano exterior de fachadas, ductos en los techos o patios interiores una distancia no menor de una vez y media su altura.