Análisis numérico de la interacción tabique de ladrillo pandereta – pórtico de concreto armado utilizando el método de elementos finitos

Abstract

En el Perú, las construcciones de albañilería representan una opción accesible y práctica para abordar el considerable déficit de viviendas (San Bartolome, Quiun, & Silva, 2011). La necesidad de disminuir costos y ofrecer espacios más amplios llevó a una disminución en los espesores de los muros de tabiquería (San Bartolome, Quiun, & Silva, 2011) (Sáenz, 2016). Es así que emplean unidades tubulares, comúnmente llamados ladrillos pandereta, para la construcción de muros portantes y no portantes como relleno de pórticos. Lamentablemente, este tipo de unidades no satisface los requisitos normativos nacionales para su uso como muros portantes, ya que son débiles, frágiles y se trituran ante los sismos (Salinas & Lázares, 2007) (San Bartolome, Quiun, & Silva, 2011). Sáenz (2016) realizó un programa experimental en el que se demostró que los ladrillos pandereta pueden ser usados como tabique de relleno y como elementos de división de ambiente mediante un sistema de pórtico con muros de relleno arriostrado ya que de no ser así estos muros incrementan la rigidez lo que genera problemas de irregularidad que no son contemplados en el cálculo estructural. En este sentido, este estudio de investigación se centra en replicar, mediante el uso de modelos numéricos, los resultados obtenidos del programa experimental. Para esta investigación se realizará una revisión de la literatura existente sobre el comportamiento tabique-pórtico con la finalidad de entender su interacción. Asimismo, se revisarán ensayos de laboratorio, tales como ensayo cíclico co-planar en muros de ladrillo pandereta llevados a cabo en el laboratorio de estructuras de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP). Por otra parte, se revisarán las leyes constitutivas apropiadas para reproducir el comportamiento mecánico y estructural de este tipo de muro. Posteriormente, se construirá el modelo computacional del muro ensayado, en el que se definirán propiedades mecánicas para los diversos elementos tales como pórtico, tabique y su respectiva interacción. Se evaluará la influencia que tiene el refinamiento del modelaje en el comportamiento estructural del muro mediante la aplicación de una carga lateral incremental. Seguidamente, el modelo computacional será sometido a los desplazamientos aplicados en el programa experimental con la finalidad de evaluar su comportamiento cíclico. Finalmente, se comparará los resultados obtenidos experimental y numéricamente en términos de capacidad y mecanismo de colapso.