Simplified calculation of the load-distortion basal capacity curve in low-rise buildings made of confined masonry and located in areas of high seismic danger

Authors

  • Víctor Manuel Godínez Baltazar Estudiante de la Maestría en Ingeniería para la Innovación y Desarrollo Tecnológico de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Guerrero https://orcid.org/0000-0002-1908-350X
  • Sulpicio Sánchez Tizapa Profesor-Investigador del Cuerpo Académico UAGro CA-93 Riesgos Naturales y Geotecnología, FI, en la Universidad Autónoma de Guerrero https://orcid.org/0000-0002-6777-6984

DOI:

https://doi.org/10.3989/ic.77920

Keywords:

curve of capacity, confined masonry, lateral load, distortion, nonlinear analysis

Abstract


The document presents a methodology to evaluate the shear capacity curve in confined masonry structures. The collapse hypotheses are: diagonal stress in the masonry and shear in vertical confining elements (VCE). The masonry and VCE are replaced by springs forming a one degree of freedom system. The simplified curve has 5 points, each one associated with a damage level and was calibrated with experimental results of 3D walls and structures. Accuracy increases for defined ranges of mechanical and geometric properties of masonry and VCE. The application in four constructions between one and three levels shows the capacity of the method in the rapid calculation of the resistant curve, indicating over-resistance factors ranging from 2.20-4.50 in the long direction, 1.40-3.70 in the short direction. The maximum resistant shear occurs with distortions between 0.0025 to 0.0034. The model has a similar approximation to that obtained with nonlinear analysis.

Downloads

Download data is not yet available.

References

(1) Chourasia, A., Bhattacharyya, S., Bhandari, N., Bhargava, P. (2016). Seismic performance of different masonry buildings: full-scale experimental study. American Society of Civil Engenineers, 30(5). https://doi.org/10.1061/(ASCE)CF.1943-5509.0000850

(2) Sánchez Tizapa, S., Villaseñor Franco, A., Guinto Herrera, E., Barragán Trinidad, R., & Mebarki, A. (2017). A Proposal of Reference Values for Diagonal Compressive Strength and Compressive Strength of Masonry Design in Guerrero State, Mexico. Revista ALCONPAT, 7(3), 231 - 246. https://doi.org/10.21041/ra.v7i3.159

(3) Schacher, T. and Hart, T. (2015). General aspects of confined masonry construction. Construction Guidelines for Low-Rise Confined Masonry Buildings (pp. 11-20). Suiza: Confined Masonry Network.

(4) Brzev, S., Meli, R. (2012). International guideline for seismic design of low-rise confined masonry buildings in regions of high seismic risk. 15th World Conference on Earthquake Engineering 2012.

(5) SSN (2017). Reporte especial del sismo del 19 de septiembre de 2017. http://www.ssn.unam.mx/sismicidad/reportes-especiales/2017/SSNMX_rep_esp_20170919_Puebla-Morelos_M71.pdf. Servicio Sismológico Nacional.

(6) CICM (2017). Resumen preliminar de daños de los inmuebles inspeccionados por las brigadas del CICM del sismo del 19/09/2017. Colegio de Ingenieros Civiles de México.

(7) Vizconde, A., Cortes, M., Macas, F. (2017). Daños y comportamiento estructural de edificación irregular en Bahia de Caraquez-Ecuador debido al sismo del 16 de abril de 2016. XXI Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica. Guadalajara, Jalisco.

(8) Valdebenito, G., Alvarado, D., Sandoval, C., Aguilar, V. (2015). Terremoto Iquique Mw=8.2-01 Abril 2014: Daños observados y efectos de sitio en estructuras de albañilería. XI Congreso Chileno de Sismología e Ingeniería Sísmica ACHISINA 2015.

(9) Qiwang, Su, Gaochuang, Cai, Si Larbi A. (2019). Seismic Damage Assesment Indexes for Masonry Structures. Journal of Structural Engineering, 145(7), 04019066. https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0002347

(10) Crisafulli, F., Carr, A., Park, R. (2000). Analytical modelling of infilled frame structures- A general overview. Bulletin of the New Zealand Society for Earthquake Engineering, 33(1). https://doi.org/10.5459/bnzsee.33.1.30-47

(11) Mann, W., Müller, H. (1982). Failure of shear-stressed masonry- An enlarged theory, test and application to shear walls. Proceedings of the British Ceramic Society, 1, 139-149.

(12) Alcocer, S., Hernández, H., Sandoval, H. (2013). Envolvente de resistencia lateral de piso para estructuras de mampostería confinada. Revista de Ingeniería Sísmica, (89), 24-54.

(13) Xu, H., Gentilini, C., Yu, Z., Wu, H., Zhao, S. (2018). A unified model for the seismic analysis of brick masonry structures. Construction and building materiales, (184), 733-751. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.06.208

(14) Tomazevic, M. (2000). Seismic resistance verification of structutral walls. Earthquake-resistant design of masonry buildings London: Editorial Imperial College Press. (pp. 109-123). https://doi.org/10.1142/9781848160835_0007

(15) Sánchez, S., Arroyo, R., Jerez, S. (2010). Modelo de un grado de libertad para evaluar la curva carga lateral-distorsión en muros de mampostería confinada. Revista de Ingeniería Sísmica, (83), 25-42. https://doi.org/10.18867/ris.83.143

(16) Scott, B., Park, R., Priestley, M. (1982). Stress-strain behavior of concrete confined by overlapping hoops at low and high strain rates. ACI Journal, 79(1), 13-27. https://doi.org/10.14359/10875

(17) Zúñiga, O. y Terán, A. (2008). Evaluación basada en desplazamientos de edificaciones de mampostería confinada. Revista de Ingeniería Sísmica, 79, 25-48. https://doi.org/10.18867/ris.79.29

(18) Godínez, V.M. (2019). Propuesta de curva de capacidad carga-distorsión para construcciones de mampostería confinada de baja altura, sujetas a efecto sísmico (Tesis de Maestría). México: FI- UAGro.

(19) Pérez, J., Flores, L., Alcocer, S. (2015). An experimental study of confined masonry walls with varying aspect ratios. Earthquake Spectra, 31(2), 945-968. https://doi.org/10.1193/090712EQS284M

(20) Coral, M. (2004). Revisión de algunas de las hipótesis del método simplificado de análisis sísmico para muros de mampostería confinada (Tesis de Maestría). México: FI-UNAM.

(21) Álvarez, J. (2000). Estudio analítico sobre el comportamiento no lineal de muros de mampostería confinada con y sin aberturas (Tesis de maestría). México: FI- UNAM.

(22) Marques, R., Lourenço, P.B. (2013). A model for pushover analysis of confined masonry structures: implementation and validation. Bull Earthquake Eng, 11: 2133-2150. https://doi.org/10.1007/s10518-013-9497-5

(23) RCMEG (1994). Reglamento de Construcciones para los Municipios del Estado de Guerrero.

(24) NTCM-RCCDMX (2017). Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Mampostería. Reglamento de Construcciones de la Ciudad de México. Gaceta Oficial de la Ciudad de México.

Published

2022-06-07

How to Cite

Godínez Baltazar, V. M. ., & Sánchez Tizapa, S. . (2022). Simplified calculation of the load-distortion basal capacity curve in low-rise buildings made of confined masonry and located in areas of high seismic danger. Informes De La Construcción, 74(566), e441. https://doi.org/10.3989/ic.77920

Issue

Section

Research Articles