Normas Tcnicas complementarias para Diseo y Construccin de Estructuras de Mampostera

1.CONSIDERACIONES GENERALES1.1AlcanceEstas Normas contienen requisitos mnimos para el anlisis, diseo y construccin de estructuras de mampostera.Los Captulos2 a10 de estas disposiciones se aplican al anlisis, diseo, construccin e inspeccin de estructuras de mampostera con muros constituidos por piezas prismticas de piedra artificial, macizas o huecas, o por piedras naturales unidas por un mortero aglutinante. Incluyen muros reforzados con armados interiores, castillos, cadenas o contrafuertes.Los Captulos4 a7 se refieren a los diferentes sistemas constructivos a base de mampostera con piedras artificiales. Si bien el comportamiento de los sistemas constructivos es, en trminos generales, similar, se establece la divisin en captulos para facilitar el proceso de anlisis y diseo.El Captulo 8 se aplica al diseo de estructuras hechas con piedras naturales.Los Captulos 9 y 10 se refieren a la construccin y a la inspeccin y control de obra.El Captulo 11 se aplica a la evaluacin y rehabilitacin de estructuras de mampostera.En el Apndice Normativo A se presenta un criterio de aceptacin de sistemas constructivos a base de mampostera diseados por sismo.1.2UnidadesLas disposiciones de estas Normas se presentan en unidades del sistema internacional, y entre parntesis en sistema mtrico decimal usual (cuyas unidades bsicas son metro, kilogramo fuerza y segundo).Los valores correspondientes a los dos sistemas no son exactamente equivalentes, por lo que cada sistema debe utilizarse con independencia del otro, sin hacer combinaciones entre los dos.1.3Otros tipos de piezas y otras modalidades de refuerzo y construccin de murosCualquier otro tipo de piezas, de refuerzo o de modalidad constructiva a base de mampostera, diferente de los aqu comprendidos, deber ser evaluado segn lo establece el Reglamento y el Apndice Normativo A de estas Normas.2.MATERIALES PARA MAMPOSTERA2.1Piezas2.1.1Tipos de piezasLas piezas usadas en los elementos estructurales de mampostera debern cumplir conla Norma MexicanaNMX-C-404-ONNCCE, con excepcin de lo dispuesto para el lmite inferior del rea neta de piezas huecas sealado en la seccin 2.1.1.2 (fig. 2.1).El peso volumtrico neto mnimo de las piezas, en estado seco, ser el indicado en la tabla 2.1.Tabla 2.1Peso volumtrico neto mnimo depiezas, en estado secoTipo de piezaValores en kN/m (kg/m)

Tabique de barro recocido13 (1300)

Tabique de barro con huecos verticales17 (1700)

Bloque de concreto17 (1700)

Tabique de concreto (tabicn)15 (1500)

En el Captulo 5 de las Normas Tcnicas Complementarias para Diseo por Sismo se fijan distintos factores de comportamiento ssmico,Q, en funcin, entre otros, del tipo de piezas que compone un muro.2.1.1.1Piezas macizasPara fines de aplicacin del Captulo 5 de las Normas Tcnicas Complementarias para Diseo por Sismo y de estas Normas, se considerarn como piezas macizas aqullas que tienen en su seccin transversal ms desfavorable un rea neta de por lo menos75por ciento del rea bruta, y cuyas paredes exteriores no tienen espesores menores de20mm.2.1.1.2Piezas huecasLas piezas huecas a que hacen referencia estas Normas y el Captulo 5 de las Normas Tcnicas Complementarias para Diseo por Sismo son las que tienen, en su seccin transversal ms desfavorable, un rea neta de por lo menos50por ciento del rea bruta; adems, el espesor de sus paredes exteriores no es menor que15mm(fig. 2.1). Para piezas huecas con dos hasta cuatro celdas, el espesor mnimo de las paredes interiores deber ser de13mm. Para piezas multiperforadas, cuyas perforaciones sean de las mismas dimensiones y con distribucin uniforme, el espesor mnimo de las paredes interiores ser de7mm. Se entiende como piezas multiperforadas aqullas con ms de siete perforaciones o alvolos (fig. 2.1).Para fines de estas Normas slo se permite usar piezas huecas con celdas o perforaciones ortogonales a la cara de apoyo.

Figura 2.1Piezas2.1.2Resistencia a compresinLa resistencia a compresin se determinar para cada tipo de piezas de acuerdo con el ensaye especificado en la norma NMX-C-036.Para diseo, se emplear un valor de la resistencia,fp*, medida sobre el rea bruta, que se determinar como el que es alcanzado por lo menos por el98por ciento de las piezas producidas.La resistencia de diseo se determinar con base en la informacin estadstica existente sobre el producto o a partir de muestreos de la pieza, ya sea en planta o en obra. Si se opta por el muestreo, se obtendrn al menos tres muestras, cada una de diez piezas, de lotes diferentes de la produccin. Las30piezas as obtenidas se ensayarn en laboratorios acreditados por la entidad de acreditacin reconocida en los trminos dela Ley Federalsobre Metrologa y Normalizacin. La resistencia de diseo se calcular como(2.1)dondemedia de la resistencia a compresin de las piezas, referida al rea bruta; ycpcoeficiente de variacin de la resistencia a compresin de las piezas.El valor decpno se tomar menor que0.20para piezas provenientes de plantas mecanizadas que evidencien un sistema de control de calidad como el requerido en la norma NMX-C-404-ONNCCE, ni que0.30para piezas de fabricacin mecanizada, pero que no cuenten con un sistema de control de calidad, ni que0.35para piezas de produccin artesanal.El sistema de control de calidad se refiere a los diversos procedimientos documentados de la lnea de produccin de inters, incluyendo los ensayes rutinarios y sus registros.Para fines de estas Normas, la resistencia mnima a compresin de las piezas dela Norma MexicanaNMX-C-404-ONNCCE corresponde a la resistenciafp*.2.2Cementantes2.2.1Cemento hidrulicoEn la elaboracin del concreto y morteros se emplear cualquier tipo de cemento hidrulico que cumpla con los requisitos especificados en la norma NMX-C-414-ONNCCE.2.2.2Cemento de albaileraEn la elaboracin de morteros se podr usar cemento de albailera que cumpla con los requisitos especificados en la norma NMX-C-021.2.2.3Cal hidratadaEn la elaboracin de morteros se podr usar cal hidratada que cumpla con los requisitos especificados en la norma NMX-C-003-ONNCCE.2.3Agregados ptreosLos agregados deben cumplir con las especificaciones de la norma NMX-C-111.2.4Agua de mezcladoEl agua para el mezclado del mortero o del concreto debe cumplir con las especificaciones de la norma NMX-C-122. El agua debe almacenarse en depsitos limpios y cubiertos.2.5Morteros2.5.1Resistencia a compresinLa resistencia a compresin del mortero, sea para pegar piezas o de relleno, se determinar de acuerdo con el ensaye especificado en la norma NMX-C-061-ONNCCE.La resistencia a compresin del concreto de relleno se determinar del ensaye de cilindros elaborados, curados y probados de acuerdo con las normas NMX-C-160 y NMX-C-083-ONNCCE.Para diseo, se emplear un valor de la resistencia,fj*, determinado como el que es alcanzado por lo menos por el98por ciento de las muestras. La resistencia de diseo se calcular a partir de muestras del mortero, para pegar piezas o de relleno, o del concreto de relleno por utilizar.En caso de mortero, se obtendrn como mnimo tres muestras, cada una de al menos tres probetas cbicas. Las nueve probetas se ensayarn siguiendo la norma NMX-C-061-ONNCCE.En caso de concreto de relleno, se obtendrn al menos tres probetas cilndricas. Las probetas se elaborarn, curarn y probarn de acuerdo con las normas antes citadas.La resistencia de diseo ser(2.2)

dondemedia de la resistencia a compresin de cubos de mortero o de cilindros de concreto de relleno; ycjcoeficiente de variacin de la resistencia a compresin del mortero o del concreto de relleno, que en ningn caso se tomar menor que0.2.2.5.2Mortero para pegar piezasLos morteros que se empleen en elementos estructurales de mampostera debern cumplir con los requisitos siguientes:a)Su resistencia a compresin ser por lo menos de4MPa(40kg/cm).b)Siempre debern contener cemento en la cantidad mnima indicada en la tabla 2.2.c)La relacin volumtrica entre la arena y la suma de cementantes se encontrar entre2.25y3. El volumen de arena se medir en estado suelto.d)Se emplear la mnima cantidad de agua que d como resultado un mortero fcilmente trabajable.Si el mortero incluye cemento de albailera, la cantidad mxima de ste, a usar en combinacin con cemento, ser la indicada en la tabla 2.2.Tabla 2.2Proporcionamientos, en volumen, recomendados para mortero en elementos estructuralesTipo de morteroPartes de cemento hidrulicoPartes de cemento de albaileraPartes de cal hidratadaPartes de arena1Resistencia nominal en compresin,fj*, MPa (kg/cm)

I10 aNo menos de 2.25 ni ms de 3 veces la suma de cementantes en volumen12.5 (125)

10 a

II1a7.5 (75)

1a 1

III1a 14.0 (40)

1El volumen de arena se medir en estado suelto.2.5.3Morteros y concretos de rellenoLos morteros y concretos de relleno que se emplean en elementos estructurales de mampostera para rellenar celdas de piezas huecas debern cumplir con los siguientes requisitos:a)Su resistencia a compresin ser por lo menos de12.5MPa(125kg/cm).b)El tamao mximo del agregado no exceder de10mm.c)Se emplear la mnima cantidad de agua que permita que la mezcla sea lo suficientemente fluida para rellenar las celdas y cubrir completamente las barras de refuerzo vertical, en el caso de que se cuente con refuerzo interior. Se aceptar el uso de aditivos que mejoren la trabajabilidad.d)En la tabla 2.3 se incluyen revenimientos nominales recomendados para morteros y concretos de relleno segn la absorcin de las piezas.Tabla 2.3Revenimiento permisible para los morteros y concretos de relleno, en funcin de la absorcinde la piezaAbsorcin dela pieza, %Revenimientonominal1, mm

8 a10150

10 a15175

15 a20200

1Se aceptan los revenimientos con una tolerancia de25mm.En la tabla 2.4 se muestran las relaciones volumtricas recomendadas entre los distintos componentes.Tabla 2.4Proporcionamientos, en volumen, recomendados para morteros y concretos derelleno en elementos estructuralesTipoPartes de cemento hidrulicoPartes de cal hidratadaPartes de arena1Partes de grava

Mortero10 a0.252.25 a3

Concreto10 a0.12.25 a31 a2

1El volumen de arena se medir en estado suelto.2.6AditivosEn la elaboracin de concretos, concretos de relleno y morteros de relleno se podrn usar aditivos que mejoren la trabajabilidad y que cumplan con los requisitos especificados en la norma NMX-C-255. No debern usarse aditivos que aceleren el fraguado.2.7Acero de refuerzoEl refuerzo que se emplee en castillos, dalas, elementos colocados en el interior del muro y/o en el exterior del muro, estar constituido por barras corrugadas, por malla de acero, por alambres corrugados laminados en fro, o por armaduras soldadas por resistencia elctrica de alambre de acero para castillos y dalas, que cumplan con las Normas Mexicanas correspondientes. Se admitir el uso de barras lisas, como el alambrn, nicamente en estribos, en mallas de alambre soldado o en conectores. El dimetro mnimo del alambrn para ser usado en estribos es de5.5mm. Se podrn utilizar otros tipos de acero siempre y cuando se demuestre a satisfaccin dela Administracinsu eficiencia como refuerzo estructural.El mdulo de elasticidad del acero de refuerzo ordinario,Es, se supondr igual a2105MPa(2106kg/cm).Para diseo se considerar el esfuerzo de fluencia mnimo,fy, establecido en las Normas citadas.2.8Mampostera2.8.1Resistencia a compresinLa resistencia de diseo a compresin de la mampostera,fm*, sobre rea bruta, se determinar con alguno de los tres procedimientos indicados en las secciones 2.8.1.1 a 2.8.1.3. El valor de la resistencia en esta Norma est referido a28das. Si se considera que el muro recibir las acciones de diseo antes de este lapso, se deber valuar la resistencia para el tiempo estimado segn la seccin 2.8.1.1.2.8.1.1Ensayes de pilas construidas con las piezas y morteros que se emplearn en la obraLas pilas (fig. 2.2) estarn formadas por lo menos con tres piezas sobrepuestas. La relacin altura a espesor de la pila estar comprendida entre dos y cinco; las pilas se ensayarn a la edad de28das. En la elaboracin, curado, transporte, almacenamiento, cabeceado y procedimiento de ensaye de los especmenes se seguirla Norma Mexicanacorrespondiente.

Figura 2.2Pila para prueba en compresinLa determinacin se har en un mnimo de nueve pilas en total, construidas con piezas provenientes de por lo menos tres lotes diferentes del mismo producto.El esfuerzo medio obtenido, calculado sobre el rea bruta, se corregir multiplicndolo por los factores de la tabla 2.5.Tabla 2.5Factores correctivos para las resistencias de pilas con diferentes relaciones altura a espesorRelacin altura a espesor de la pila12345

Factor correctivo0.750.901.001.05

1Para relaciones altura a espesor intermedias se interpolar linealmente.La resistencia de diseo a compresin se calcular como(2.3)dondemedia de la resistencia a compresin de las pilas, corregida por su relacin altura a espesor y referida al rea bruta; ycmcoeficiente de variacin de la resistencia a compresin de las pilas de mampostera, que en ningn caso se tomar inferior a0.15.2.8.1.2A partir de la resistencia de diseo de las piezas y el morteroLas piezas y el mortero deben cumplir con los requisitos de calidad especificados en las secciones 2.1 y 2.5, respectivamente.a)Para bloques y tabiques de concreto con relacin altura a espesor no menor que0.5, y confp*10MPa(100kg/cm), la resistencia de diseo a compresin podr ser la que indica la tabla 2.6.Tabla 2.6Resistencia de diseo a compresin de la mampostera de piezas de concreto(fm*, sobre rea bruta)fp*,fm*, MPa (kg/cm)

MPa (kg/cm)1Mortero IMortero IIMortero III

10 (100)15 (150)20 (200)5 (50)7.5 (75)10 (100)4.5 (45)6 (60)9 (90)4 (40)6 (60)8 (80)

1Para valores intermedios defp*se interpolar linealmente para un mismo tipo de mortero.Los valoresfm*de esta tabla son vlidos para piezas que cumplen con la resistenciafp*sealada en ella y con la seccin 2.1, y para mampostera con espesores de junta horizontal comprendidos entre10y12mmsi las piezas son de fabricacin mecanizada, o de15mmsi son de fabricacin artesanal. Para otros casos se deber determinar la resistencia de acuerdo con la seccin 2.8.1.1.b)Para piezas de barro con relacin altura a espesor no menor que0.5, la resistencia de diseo a compresin podr ser la que se obtiene de la tabla 2.7.Tabla 2.7Resistencia de diseo a compresin de la mampostera de piezas de barro (fm*, sobre rea bruta)fp*,fm*, MPa (kg/cm)

MPa (kg/cm)1Mortero IMortero IIMortero III

6 (60)7.5 (75)10 (100)15 (150)20 (200)30 (300)40 (400)50 (500)2 (20)3 (30)4 (40)6 (60)8 (80)12 (120)14 (140)16 (160)2 (20)3 (30)4 (40)6 (60)7 (70)9 (90)11 (110)13 (130)2 (20)2.5 (25)3 (30)4 (40)5 (50)7 (70)9 (90)11 (110)

1Para valores intermedios defp*se interpolar linealmente para un mismo tipo de mortero.Los valoresfm*de esta tabla son vlidos para piezas que cumplen con la resistenciafp*sealada en ella y con la seccin 2.1, y para mampostera con espesores de junta horizontal comprendidos entre10y12mmsi las piezas son de fabricacin mecanizada, o de15mmsi son de fabricacin artesanal. Para otros casos se deber determinar la resistencia de acuerdo con la seccin 2.8.1.1.2.8.1.3Valores indicativosSi no se realizan determinaciones experimentales podrn emplearse los valores defm*que, para distintos tipos de piezas y morteros, se presentan en la tabla 2.8.Tabla 2.8Resistencia de diseo a compresin de la mampostera,fm*, para algunos tipos depiezas, sobre rea brutafm*, MPa (kg/cm)

Tipo de piezaMorteroIMortero IIMortero III

Tabique de barro recocido(fp*6 MPa, 60 kg/cm)1.5 (15)1.5 (15)1.5 (15)

Tabique de barro con huecos verticales (fp*12 MPa, 120 kg/cm)4 (40)4 (40)3 (30)

Bloque de concreto (pesado1)(fp*10 MPa, 100 kg/cm)2 (20)1.5 (15)1.5 (15)

Tabique de concreto (tabicn)(fp*10 MPa, 100 kg/cm)2 (20)1.5 (15)1.5 (15)

1Con peso volumtrico neto, en estado seco, no menor que20kN/m(2000kg/m).Los valoresfm*de esta tabla son vlidos para piezas que cumplen con la resistenciafp*sealada en ella y con la seccin 2.1, y para mampostera con espesores de junta horizontal comprendidos entre10y12mmsi las piezas son de fabricacin mecanizada, o de15mmsi son de fabricacin artesanal. Para otros casos se deber determinar la resistencia de acuerdo con la seccin 2.8.1.1.2.8.2Resistencia a compresin diagonalLa resistencia de diseo a compresin diagonal de la mampostera,vm*, sobre rea bruta de la diagonal, se determinar con alguno de los dos procedimientos indicados en las secciones 2.8.2.1 y 2.8.2.2. El valor de la resistencia en esta Norma est referido a28das. Si se considera que el muro recibir las acciones de diseo antes de este lapso, se deber valuar la resistencia para el tiempo estimado segn la seccin 2.8.2.1.2.8.2.1Ensayes de muretes construidos con las piezas y morteros que se emplearn en la obraLos muretes (fig. 2.3) tendrn una longitud de al menos una vez y media la longitud de la pieza y el nmero de hiladas necesario para que la altura sea aproximadamente igual a la longitud. Los muretes se ensayarn sometindolos a una carga de compresin montona a lo largo de su diagonal y el esfuerzo cortante medio se determinar dividiendo la carga mxima entre el rea bruta del murete medida sobre la misma diagonal.

Figura 2.3Murete para prueba en compresin diagonalLos muretes se ensayarn a la edad de28das. En la elaboracin, curado, transporte, almacenamiento, cabeceado y procedimiento de ensaye de los especmenes se seguirla Norma Mexicanacorrespondiente.La determinacin se har sobre un mnimo de nueve muretes construidos con piezas provenientes de por lo menos tres lotes diferentes.La resistencia de diseo a compresin diagonal,vm*, ser igual a(2.4)dondemedia de la resistencia a compresin diagonal de muretes, sobre rea bruta medida a lo largo de la diagonal paralela a la carga; ycvcoeficiente de variacin de la resistencia a compresin diagonal de muretes, que en ningn caso se tomar inferior a0.20.Para muros que dispongan de algn sistema de refuerzo cuya contribucin a la resistencia se quiera evaluar o que tengan caractersticas que no pueden representarse en el tamao del murete, las pruebas de compresin diagonal antes descritas debern realizarse en muros de al menos2mde lado.2.8.2.2Valores indicativosSi no se realizan ensayes de muretes, la resistencia de diseo a compresin diagonal ser la que indica la tabla 2.9. Las piezas huecas referidas en la tabla deben cumplir con lo dispuesto en la seccin 2.1.1.Tabla 2.9Resistencia de diseo a compresin diagonal para algunos tipos de mampostera,sobre rea brutaPiezaTipo de morterovm*1,MPa (kg/cm)

Tabique de barro recocido(fp*6 MPa, 60 kg/cm)III y III0.35 (3.5)0.3 (3)

Tabique de barro con huecos verticales (fp*12 MPa, 120 kg/cm)III y III0.3 (3)0.2 (2)

Bloque de concreto (pesado2)(fp*10 MPa, 100 kg/cm)III y III0.35 (3.5)0.25 (2.5)

Tabique de concreto (tabicn)(fp*10 MPa, 100 kg/cm)III y III0.3 (3)0.2 (2)

1Cuando el valor de la tabla sea mayor que, en MPa(, en kg/cm)se tomar este ltimo valor comovm*.2Con peso volumtrico neto, en estado seco, no menor que20kN/m(2000kg/m).Los valoresvm*de esta tabla son vlidos para piezas que cumplen con la resistenciafp*sealada en ella y con la seccin 2.1, y para mampostera con espesores de junta horizontal comprendidos entre10y12mm. Para otros casos se deber determinar la resistencia de acuerdo con la seccin 2.8.2.1.2.8.3Resistencia al aplastamientoCuando una carga concentrada se transmite directamente a la mampostera, el esfuerzo de contacto no exceder de0.6fm*.2.8.4Resistencia a tensinSe considerar que es nula la resistencia de la mampostera a esfuerzos de tensin perpendiculares a las juntas. Cuando se requiera esta resistencia deber proporcionarse el acero de refuerzo necesario.2.8.5Mdulo de elasticidadEl mdulo de elasticidad de la mampostera,Em, se determinar con alguno de los procedimientos indicados en las secciones 2.8.5.1 y 2.8.5.2.2.8.5.1Ensayes de pilas construidas con las piezas y morteros que se emplearn en la obraSe ensayarn pilas del tipo, a la edad y en la cantidad indicados en la seccin 2.8.1.1. El mdulo de elasticidad para cargas de corta duracin se determinar segn lo especificado enla Norma Mexicanacorrespondiente.Para obtener el mdulo de elasticidad para cargas sostenidas se debern considerar las deformaciones diferidas debidas al flujo plstico de las piezas y el mortero. Optativamente, el mdulo de elasticidad para cargas de corta duracin obtenida del ensaye de pilas se podr dividir entre2.3si se trata de piezas de concreto, o entre1.7si se trata de piezas de barro o de otro material diferente del concreto.2.8.5.2Determinacin a partir de la resistencia de diseo a compresin de la mamposteraa)Para mampostera de tabiques y bloques de concreto:Em= 800 fm*para cargas de corta duracin(2.5)Em= 350 fm*para cargas sostenidas(2.6)b)Para mampostera de tabique de barro y otras piezas, excepto las de concreto:Em= 600 fm*para cargas de corta duracin(2.7)Em= 350 fm*para cargas sostenidas(2.8)2.8.6Mdulo de cortanteEl mdulo de cortante de la mampostera,Gm, se determinar con alguno de los procedimientos indicados en las secciones 2.8.6.1 y 2.8.6.2. Se aplicar la seccin 2.8.6.2 si el mdulo de elasticidad se determin segn la seccin 2.8.5.2.2.8.6.1Ensayes de muretes construidos con las piezas y morteros que se emplearn en la obraSe ensayarn muretes del tipo, a la edad y en la cantidad sealados en la seccin 2.8.2.1. El mdulo de cortante se determinar segn lo especificado enla Norma Mexicanacorrespondiente.