Muro de corte

Un muro de corte es más rígido en sus ejes principales X e Y que en su eje Z. Se considera una estructura primaria que proporciona una resistencia relativamente rígida a las fuerzas verticales y horizontales que actúan en su plano. Bajo esta condición de carga combinada, un muro de corte desarrolla deformaciones axiales, cortantes, torsionales y flexionales compatibles, lo que resulta en una distribución compleja de esfuerzos internos. De esta manera, las cargas se transfieren verticalmente a la cimentación del edificio. Por lo tanto, existen cuatro mecanismos de falla críticos, como se muestra en la Figura  1. Los factores que determinan el mecanismo de falla incluyen la geometría, la carga, las propiedades del material, la restricción y la construcción. Los muros de corte también pueden construirse utilizando elementos de arriostramiento diagonal de acero ligero unidos a puntos colectores y de anclaje.

La relación de esbeltez de un muro se define como la relación entre su altura efectiva y su espesor efectivo, o el radio de giro de la sección del muro. Está estrechamente relacionada con el límite de esbeltez, que marca el punto de inflexión entre los elementos clasificados como "esbeltos" y "robustos". Los muros esbeltos son vulnerables a los modos de falla por pandeo, incluyendo el pandeo de Euler en el plano debido a compresión axial, el pandeo de Euler fuera del plano debido a compresión axial y el pandeo lateral torsional debido a momento flector . En el proceso de diseño, los ingenieros estructurales deben considerar todos estos modos de falla para garantizar que el diseño del muro sea seguro bajo diversas condiciones de carga posibles. ^{[ 1 ]}

En los sistemas estructurales reales, los muros de corte pueden funcionar como un sistema acoplado en lugar de muros aislados, dependiendo de su disposición y conexiones. Dos paneles de muro adyacentes se consideran acoplados cuando la interfaz transfiere el esfuerzo cortante longitudinal para resistir la deformación. Este esfuerzo surge cuando una sección experimenta un esfuerzo de flexión o de alabeo restringido, y su magnitud depende de la rigidez del elemento de acoplamiento. Según esta rigidez, el comportamiento de una sección acoplada se situará entre el de un elemento uniforme ideal de sección transversal en planta similar y el comportamiento combinado de las partes componentes independientes. Otra ventaja del acoplamiento es que aumenta la rigidez flexional global de forma desproporcionada con respecto a la rigidez al corte, lo que resulta en una menor deformación por corte.

Los edificios de hoteles o residencias estudiantiles requieren numerosas particiones, lo que permite la inserción de muros de carga. En estas estructuras,  se prefiere la construcción celular tradicional (Figura 2) y se utiliza una disposición regular de muros con muros transversales entre habitaciones y muros longitudinales que flanquean un pasillo central.

Una estructura de muros de corte en el centro de un edificio grande —que a menudo encierra un hueco de ascensor o una escalera— forma un núcleo de corte . En edificios comerciales de varias plantas, los muros de corte forman al menos un núcleo (Figura  3). Desde la perspectiva de las instalaciones del edificio, el núcleo de corte alberga servicios comunes como escaleras, ascensores, aseos y conductos de servicio. Los requisitos de funcionalidad del edificio exigen una disposición adecuada del núcleo de corte. Desde el punto de vista estructural, un núcleo de corte puede reforzar la resistencia del edificio a las cargas laterales, es decir, a la carga de viento y a la carga sísmica, e incrementar significativamente la seguridad del edificio.

Los muros de cortante de hormigón se refuerzan con armadura tanto horizontal como vertical (Figura  4). La relación de armadura se define como la relación entre el área bruta del hormigón y la sección transversal perpendicular a la armadura. Los códigos de construcción definen las cantidades máximas y mínimas de armadura, así como el detallado de las barras de acero. Los métodos constructivos comunes para muros de hormigón armado in situ incluyen el encofrado tradicional, el encofrado deslizante, el encofrado de salto y el encofrado túnel.

El método tradicional de ascensores con contraventanas debe utilizarse cuando el número total de muros es reducido o la disposición es irregular. En este método, los muros se construyen piso por piso junto con las columnas. Si bien es un proceso lento, esta técnica puede proporcionar un acabado y una textura de primera calidad.

El encofrado deslizante es un método de colocación de hormigón que utiliza un encofrado móvil para crear una extrusión continua de la pared. Este método es muy eficiente para estructuras adecuadas, como sistemas de paredes con bridas y núcleos. Se puede lograr un espesor de pared muy preciso, pero la superficie es rugosa debido a la abrasión del encofrado sobre las paredes.

El encofrado por saltos, también conocido como encofrado ascendente, es un método de construcción en el que los muros se construyen en capas discretas. Se trata de un proceso intermitente con juntas de dilatación en cada nivel de capa. Al igual que el encofrado deslizante, el encofrado por saltos solo es eficiente para estructuras con una disposición de muros repetitiva. Además, facilita la adición de conexiones y extrusiones a nivel de piso debido a su diseño discreto. Sin embargo, la inclusión de juntas de dilatación aumenta la probabilidad de defectos e imperfecciones.

La construcción mediante encofrado de túnel utiliza un sistema de encofrado para verter losas y muros en una sola operación. Es adecuada para estructuras celulares con repetición regular de elementos horizontales y verticales. La ventaja de este método radica en que la construcción puede avanzar vertical y horizontalmente al mismo tiempo, lo que aumenta la integridad y la estabilidad de la estructura.