Resistencia a cortante de muros confinados de CCA

Abstract

El concreto celular de autoclave (CCA) es un material ligero compuesto de cemento Portland, cal, arena sílica, yeso, agua y aluminio en polvo. Se produce en clases 2, 4 y 6, con resistencias a compresión axial de 20 kg/cm², 40 kg/cm² y 60 kg/cm², respectivamente. Existen numerosos estudios experimentales de muros de mampostería confinada sujetos a cargas laterales cíclicas reversibles. En estos estudios se consideraron piezas de concreto o arcilla. Pocos estudios experimentales se han realizado con muros de mampostería confinada de CCA. El objetivo de este trabajo fue desarrollar ecuaciones de diseño por cortante y flexo-cortante para muros confinados de CCA sujetos a cargas laterales. Se diseñaron y ensayaron dos muros confinados de CCA a escala natural con relación de aspecto de 1.23 y con esfuerzo axial de compresión de 4.8 kg/cm² y 7.20 kg/cm². La altura y espesor de los muros fueron constantes de 240 cm y 15cm, respectivamente. Se obtuvieron curvas carga lateral-desplazamiento de los muros ensayados. Se modelaron y analizaron seis muros por el Método de Elementos Finitos (MEF). Se determinaron los esfuerzos de compresión y cortante al centro de dichos muros. Con base en los resultados de este trabajo de investigación y los de Alcocer (2017), Chim (2017), Ricalde (2017), Pinto (2018), Naal (2019) y Ricalde (2019) se desarrollaron dos ecuaciones para obtener la resistencia a cortante de muros confinados de CCA. Una basada en la teoría de esfuerzos principales y la otra en la teoría de Mohr-Coulomb. Se desarrollaron dos ecuaciones para obtener la resistencia a flexo-cortante de muros confinados de CCA. Una de las ecuaciones considera la altura real de la grieta y la otra asume una altura de grieta igual a L/2. Se concluyó que las ecuaciones para obtener la resistencia a cortante desarrolladas en este trabajo son función de la relación de aspecto (H/L) y de la relación del esfuerzo axial de compresión entre la resistencia a compresión del CCA (P/[fCCA L t]). Las ecuaciones para obtener la resistencia a flexo-cortante desarrolladas en este trabajo son función de la relación de aspecto (H/L). Las ecuaciones para obtener la resistencia a cortante y flexo-cortante desarrolladas en este trabajo aproximan satisfactoriamente la resistencia experimental de los muros confinados de CCA analizados en esta investigación. De los resultados de los modelos del MEF se concluyó que los esfuerzos de compresión al centro del muro son menores que los esfuerzos axiales aplicados al muro. Esto se debe a que la rigidez axial del panel de CCA es menor que la rigidez axial de los castillos.