Reparación de estructuras de concreto y mampostería Versión preliminar Jesús Iglesias J. Francisco Robles F. V. José de l a Cera A. Oscar, M. González C.
DlVlSlON DE CIENCIAS BASlCkS E INGENIERIA Departamento de Materiales Méx,co.
193 5
2.
IDCIiTIFICACIOhi Y EVALUACION PRELIMINAR DE DAROS
11
2.1
Objetivos
11
2.2
Inspección preliminar
12
2.3
Daños estructurales
14
2.4
Daños no estructurales
19
2.5
Clasificación y evaluación preliminar de l o s d a ñ o s
19
3.
REHABILITACION TEMPORAL
23
3.1
Ctjetivos
23
3.2
Acciones
24
3.3
Apuntalamiento vertical
25
3.4
Soporte lateral
33
3.5
Métodos de acuñar
41
4.
EVALUACION DEFINITIVA Y 2EPARACIOIJ
45
4.1
Objetivos
45
4.2
Inspección detallada
46
4.3
Información comp1emcntar;a
46
4.4
Verificación d e la i n f o r n ó c i ó n
47
4.5
Evaluación de la estri.ctura
51
4.6. Proyecto d e reparación
55
57
57
5.1
Consideraciones generales
5.2
Resinas
57
5.3
Lechadas y morteros
58
5.4
Concretos
59
5.5
Soldadura y anclajes mecánicos
61
8.
REESTRUCTURACION
63
6.1
Consideraciones generales
63
6.2
Muros d e rigidez
64
6.3
Muros de relleno
67
6.4
Marcos, armaduras y contraventeo
70
6.5
Contrafuertes
73
6.6
Muros d e mampostería
74
7.
RES’I’AURACION Y RSFUERZO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES
75
7.1
Consideraciones generales
75
7.2
Restauración
76
7.3
Refuerzo d e columnas
83
7.4
Refuerzo d e vigas
88
7.5
Refuerzo d e uniones viga-columna
90
7.6
Refuerzo de muros d e concreto
93
7.7
Refuerzo de m u r o s de manposterla
95
8. 8.1
RESTAURACION Y REFUERZO DE ELEi-IEZJTOS N O ESTRUCTURALES
Consideraciones generales
’O1
8
,
8.2
Yurc,s d i v i s o r i o s
8.3
R e c u b r 3 ?1 i e r;tos
8.4
Ventanas
8.5
Plafones
9.
-
S G P E R V I C I O N Y V Y R I F I C A C I O N DE LA REPARACION
107
9.1
Objetivos
107
9.2
Supervisión del proyecto
107
9.3
Supervisión de la construcción
107
9.4
Verificacion de la reparación
108
REFERENCIAS
111
RECONOCIMIENTO
121
APENDICE A
123
E l p r e s e n t e docurr,ento f o r m a p a r t e d e l a c o n t r i b u -
c i ó n d e l a U A M a l a r e c o n s t r u c c i ó n d e los d a ñ o s c a u s a d o s p o r
e l sismo d e l 1 9 d e S e p t i c n b r e d e 1 9 8 5 , q u e d e j ó un s a l d o d e v a
r i o s m i l e s d e e s t r u c t u r a s 2 a i i a d a s e n l a C i u d a d d e México, p r i n c i p a l m e n t e e n e d i f i c a c i o n e s de ccncreto y mampostería. E l prop b s i t o que motivó este t r z b a j o ,
f u e l a p r e p a r a c i ó n de una g u í a
q u e a y u d e a n o r m a r e l c r i t e r i o d e los p r o f e s i o n i s t a s q u e t e n g a n q u e e n f r e n t a r s e c o n e l p r o b l e m a d e l a e v a l u a c i 6 n d e los da
ños d e u n a e s t r u c t u r a y c o n e l d e l p r o y e c t o y l a e j e c u c i ó n d e su reparación. D e b i d o a l a p r e m u r a p r o p i a d e l a l a b o r d e rcconst r u c c i ó n se d e c i d i ó i n t e g r a r e s t e e s c r i t o e n e l m e n o r t i e m p o p o s i b l e , a ú n a c o s t a d e cometer o m i s i o n e s e n a l g u n o s temas;
por e l m i s m o motivo se l i m i t ó e l a l c a n c e a e s t r u c t u r a s d e c o n o creta y m a m p o s t e r í a y n o se t r a t a l a r e p a r a c i ó n fle c i m e n t a c i n e s n i d e e s t r u c t u r a s d e acero. E l t r a b a j o se e f e c t u ó c o n base e n una r e v i s i ó n
bi
b l i o g r á f i c a b a s t a n t e e x t e n s a , q u e a b a r c a n o s o l a m e n t e numeros a s p u b l i c a c i o n e s e x t r a n j e r a s , s i n o t a m b i E n una v a l i o s a s e r i e de documentos d e i n v e s t i q a d o r c s n a c i o n a l e s que r e f l e j a n l a s e x p e r i e n c i a s cie sisiiios a n t e r i o r e s . F . i g u r a n e n t r e é s t o s l a s refs.
2,
6, 7 , 10, 4 9 y 9 2 . Lo a n t e r i o r se c o m p l e m e n t a c o n
una i n v e s t i g a c i b n e n e l m e r c a d o n a c i o n a l sobre l o s m a t e r i a l e s
1
d e r c _ r , a r o c i ó n 516s coTi;uncs. E l r e s u l t a d o e s u n a c3cscripcifn 3vz -
n e r a l d e l p r o c e s o de e v a l u a c i ó n d e e s t r u c t u r a s dañadas y d e 1::s d i v e r s a s t é c n i c a s para s u reparación, adaptadas a n u e s t r a práct i c a p r o f e s i o n a l a t r a v é s de l a e x p e r i e n c i a p e r s o n a l de l o s aut o r e s . Para l o s a s p e c t o s de d e t a l l e se r e m i t e a l l e c t o r a la b i b l i o g r a f í a , d e l a q u e se t i e n e n j u e g o s completos d i s p o n i b l e s p a r a s u c o n s u l t a e n e l Departamento d e M a t e r i a l e s d e l a UAM Az c a p o t z a l c o , a s í cono e n l a b i b l i o t e c a d e l a s t r e s u n i d a d e s d e l a misma Universidad: Unidad Azcapotzalco, Av. San P a b l o N o .
180,
México 0 2 2 0 0 , D . F . Unidad I z t a p a l a p a , Av. Michoacdn y L a P u r í s i m a , México 0 9 3 4 0 , D.F. Unidad Xochimilco, Calz. d e l H u e s o N o .
1100,
México 0 4 9 6 0 , D.F. En e l c a p í t u l o 2 s e proponen l o s l i n e a m i e n t o s que
debe s e g u i r l a i n s p e c c i ó n de una e s t r u c t u r a dañada p a r a poder formular una e v a l u a c i ó n p r e l i m i n a r , d e l a c u a l podrá despren-
d e r s e l a n e c e s i d a d de una demolición i n m e d i a t a , o b i e n l a posi b i l i d a d d e r e p a r a c i ó n . En e s t e ú l t i m o c a s o s e r á n e c e s a r i o proc e d e r a l a r e h a b i l i t a c i ó n t e n p o r a l e n l a forma d e s c r i t a e n el c a p í t u l o 3 , con el f i n d e d e t e n e r e l d e t e r i o r o d e la e s t r u c t u r a y p r o t e g e r l a c o n t r a o t r o s sismos, en t a n t o s e d e f i n e s i pro cede l a r e p a r a c i ó n y se determinan las c a r a c t e r í s t i c a s conve-
- -
nientes de é s t a . E l c a p í t u l o 4 d e s c r i b e el p r o c e s o d e l a e v a l u a c i ó n
d e f i n i t i v a d e l a e s t r u c t u r a dañada y e l e s t u d i o de l a s a l t e r n a 8
t i v a s para su reparsción,
l a s c u a l e s p o d r á n ser f o r m u l a d a s con
base e n l a s t é c n i c a s d e s c r i t a s e n l o s c a p í t u l o s 5, 6, 7 y 8 ,
q u e c u b r e n l a d e s c r i p c i ó n d e l o s m a t e r i a l e s d e r e p a r a c i ó n dis p o n i b l e s e n e l m e r c a d o , a s í como l o s p r o c e d i m i e n t o s d e r e s t a u r a c i ó n y r e f u e r z o d e l a e s t r u c t u r a y sus c o m p o n e n t e s . F i n a l m e n t e e l c a p í t u l o 9 i n c l u y e a l g u n a s recomend a c i o n e s para c o n t r o l a r l a z a l i d a d d e l a r e p a r a c i ó n , t a n t o e n e l n i v e l d e p r o y e c t o como e n e l d e e j e c u c i ó n . P o r l a s c i r c u n s t a n c i a s que o r i g i n a r o n este traba-
jo,
f r e c u e n t e m e n t e se hace r e f e r e n c i a a l a s n o r m a s d e e m e r g e n
tia e x p e d i d a s e 1 18 d e o c t u b r e d e 1 9 8 5 ( r e f . 2 8 ) ,
s i n embargo,
los c o n c e p t o s e x p u e s t o s p o d r á n u t i l i z a r s e e n c u a l q u i e r o t r a o c a s i ó n , adaptando s u manejo a l a s normas v i g e n t e s . .-”-
2.
I D E S i T I F I C A C I O N Y EVALUACION FRELIi-lINAR DE D k S O S
Objetivos
2.1
E l primer p a s o p a r a p l a n t e a r l a p o s i b l e repara-
c i ó n d e una e s t r u c t u r a e s e l r e c o n o c i m i e n t o d e l o s d añ o s e x i s t e n t e s e n e l l a . La i n f o r m a c i ó n q u e c o n e s t o se p u e d a r e u n i r
s e r v i r á para e l d e s a r r o l l o de l a s s i g u i e n t e s a c t i v i d a d e s : a)
E v a l u a c i ó n p r e l i m i n a r d e l a e s t r u c t u r a , q u e permita d e f i n i r s i s e r e q u i e r e su d e m o l i c i ó n i n m e d i a t a o s i p r o cede considerar su reparación.
b)
D e t e r m i n a c i ó n de l a e s t r a t e g i a y los d e t a l l e s d e l a r e h a b i l i t a c i ó n temporal. Así,
e n esta primera etapa d e l proceso de repara-
c:ii>n, se d e b e r á d e f i n i r s i se j u s t i f i c a i n t e n t a r é s t a o s i p o r
e l p e l i g r o d e u n d e r r u m b e i n m e d i a t o q u e p u e d a a f e c t a r l a s c o ns t r u c c i o n e s o v í a s d e c i r c u l a c i ó n v e c i n a s e s n e c e s a r i a l a demol i c i ó n . En c a s o s d u d o s o s , y c u a n d o l a s c o n s e c u e n c i a s d e un posible derrumbe no s e a n p e l i g r o s a s , puede c o n v e n i r r e t r a s a r l a
d e c i s i ó n d e d e m o l e r h a s t a c o n t a r c o n i n f o r m a c i ó n mds completa que l a que r e s u l t a d e l a e v a l u a c i ó n preliminar. .-
S i se d e c i d e n o d e m o l e r , '
t e n d r á que procederse in
mediatamente a tomar l a s medidas d e a p u n t a l a m i e n t o n e c e s a r i a s
q u e g a r a n t i c c n .-adecuadamente l a s e g u r i d a d temporal d e l a es-
tructura.
11
La evaluación p r e l i m i n a r de e s t a p r i m e r a e t c p a de berd complementarse p o s t e r i o r m e n t e con una r e v i s i ó n más d e t a l l a d a que s e r v i r á de base p a r a l a r e a l i z a c i ó n d e l p r o y e c t o d e reparacidn definitiva.
L
2.2
inspección preliminar La i n s p e c c i ó n p r e l i m i n a r c o n s i s t e e n una r e v i s i ó n
o c u l a r de t o d a l a e s t r u c t u r a para l o g r a r l a i d e n t i f i c a c i ó n de
los daños e x i s t e n t e s , a s í como p a r a poder comprender e l s i s t e ma e s t r u c t u r a l y s u comportamiento a n t e e l sismo. E s t a a c t i v-i dad d e b e r á s e r coordinada p o r un e s p e c i a l i s t a e n e s t r u c t u r a s . Durante l a i n s p e c c i ó n deberán tomarse l a s medidas de s e g u r i d a d e l e m e n t a l e s , procurando e v i t a r l a s zonas de c o l a p so i n m i n e n t e . E l uso de casco e s o b l i g a d o .
P a r a una c o r r e c t a e v a l u a c i ó n d e l o s daños y s u s causas es n e c e s a r i o i d e n t i f i c a r e l sistema e s t r u c t u r a l u t i l i z a do en el e d i f i c i o e n e s t u d i o . Deberá por l o t a n t o i n v e s t i g a r s e cual fue e l sistema
enpleado: marcos r í g i d o s c o n o s i n c o n t r a
v i e n t o s , c o n s i s t e m a s d e p i s o d e v i g a s y l o s a s o de l o s a s p l a n a s s i n v i g a s , m a c i z a s o a l i g e r a d a s ; m u r o s de concreto r e f o r z a do; muros d e mampostería con o s i n c o n t r a v i e n t o s ; elementos p r c c o l a d o s ; o alguna combinación d e l o s s i s t e m a s a n t e r i o r e s . También es importante tomar n o t a d e l s i s t e m a d e cimentación empleado: z a p a t a s a i s l a ü a s o c o r r i d a s ; s i s t e m a s r e t i c u l a r c s tc t a l o p a r c i a l m e n t e compensados: pilotes de f r i c c i ó n o de apoyo
d i r e c t o , o a l c u n a coT.binación 'de e s t o s s i s t e a a s . P a r a l o c a l i z a r l o s daños y c u a n t i f i c a r l o s , d u r a n t e l a i n s p e c c i b n s e r á n e c e s a r i o r e v i s a r los desplomes y e f e c t u a r mediciones s o b r e l o s elementos m%s dañados, l o que puede i m p l-i c a r r e t i r a r p a r t e de l o s acabados. La r e a l i z a c i ó n d e e s t a s ope r a c i o n e s de i n s p e c c i b n r e q u i e r e e l s i g u i e n t e equipo: c i n t a m é t r i c a , plomada o n i v e l , m a r t i l l o y c i n c e l o desarmador, l i n t e-r na, g r i e t ó m e t r o p a r a medir el ancho d e g r i e t a s ( f i g . 2 . 1 1 ,
cá-
mara f o t o g r á f i c a y b i n o c u l a r e s ( t a b l a 2 . 1 ) .
P
00s
0.1
a2 o3 a4
os
06
J
a7 08
r
09
II Fig. 2 . 1
10
ii
iz
13
1s
-
1.5
.
Grietdmetro p a r a medir anchos d e g r i e t a s ( r e f . 11)
P a r a s i s t e m a t i z a r e l - a c o p i o de l a información, es i n d i s p e n s a b l e e l u s o de formas p r e d i s e ñ a d a s p a r a t a l e f e c t o s e m e j a n t e s a l a s de l a s r e f s . 3 , 6 , 7, 8 y 3 3 . E s t a s formas deben i n c l u i r l o s s i g u i e n t e s conceptos: a)
Identificación del edificio-
b)
1denti:ichción
d e l sistema e s t r u c t u r a l
c)
IZcntif icación de daños en elementos e s t r u c t u r a l e s
d)
I d e n t i f i c a c i 6 n d e d a ñ o s e n e l e m e n t o s no e s t r u c t u r a l e s
e)
I d e n t i f i c a c i 6 n de problemas d e e s t r u c t u r a c i ó n
f)
I d e n t i f i c a c i ó n de problemas e n l a cimentación
g)
E s t i m a c i ó n d e l a ' p o s i b l e c a u s a de los d a ñ o s
En l a t a b l a 2 . 1 se p r e s e n t a un resumen d e l e q u i p o
c mínimo c o n q u e se d e b e c o n t a r p a r a l a r e a l i z a c i ó n d e l a i n s p eción preliminar.
TABLA 2.1
EQUIPO M I N I M O REQUERIDO PARA LA INSPEC-
C I O N PRELIMINAR ( r e f . 6)
Casco Tabla de apoyo y f o r m a s d e i n s p e c c i ó n
C i n t a metrica Plomada o n i v e l Martillo y c i n c e l o desarmador
Linterna Grietómetro ( f i g . 2.1) Cámara f o t o g r á f i c a
Binoculares
2.3
.
Daños e s t r u c t u r a l e s
En l a t a b l a 2 . 2 se resumen l o s d a ñ o s e s t r u c t u r a l e s
!-
n;6s c o n u n e s sobre
~ O q Sue
se deberá h a c e r e n f a s i s d u r a n t e la
i n s p e c c i 6 n . Los daños se h a n c l a s i f i c a d o por t i p o d e e l e . :rito estructural,
.
í n d i c d n d o s e t a m b i é n l a causa p r i n c i p a l de los
mismos. ,
-Elemento Estructural
Columnas (fig. 2 . 2 )
Vigas (fig 2.3)
Tipo de Daño
Causa
Grietas diagonales Grietas verticales Desprendimiento del recubrinien to Aplastamiento del concreto y pandeo de barras
Cortante o torsión Flexocompresión Flexocompresión
Grietas diagonales Rotura de estribos Grietas verticales Rotura del refuerzo Aplastamiento del concreto
Cortante o torsión Cortante o torsión Flexión Flexidn Flexidn
.
Flexocompresi6n
-Cortante
ni6n viga-colum a (fig. 2.3)
Grietas diagonales Falla por adherencia del refuerzo de vigas
istemas de p i s o (fig. 2 . 4 )
Grietas alrededot de columnas en losas o placas planas Grietas longitudinales
uros de concreo (fig. 2 . 5 )
Grietas diagonales Grietas horizontales Aplastamiento del concreto y pandeo de barras
Cortante Flexocompresión
Grietas diagonales Grietas verticales en las esquinas y centro Grietas como placa perimetraimente apoyada
Cortante
uros de mamposerfa (fig. 2 . 6 )
16 i
Flexi6n
Penetración Flexidn
Flexocompresión
Flexión y volteo Flexidn
P
a) G r i e t a s diagonales
18 L
b) G r i e t a s h o r i z o n t a l e s , aplastamiento d e concreto y pandeo de b a r r a s .
Fig. 2 . 5
Daños en muros d e concreto
Fig. 2 . 6
Daños en muros de mampostería (ref. 2)
2.4
Daños no e s t r u c t u r a l e s
Generalmente los daños a elementos no e s t r u c t u r a -
l e s se d e b e n a l a u n i ó n i n a d e c u a d a d e e s t o s e l e m e n t o s c o n l a e s t r u c t u r a , o a una f a l t a d e r i g i d e z d e l a m i s m a . I
Los d a ñ o s más comunes s o n ( r e f . 6 ) : a)
A p l a s t a m i e n t o de l a s u n i o n e s e n t r e l a e s t r u c t u r a y los elementos divisorios A g r i e t a m i e n t o de los e l e m e n t o s d i v i s o r i o s d e mampostería
R o t u r a de v i d r i o s Desprendimiento de aplanados, r e c u b r i m i e n t o s y elementos de fachada -..
2.5
e)
Desprendimiento de p l a f o n e s
f)
R o t u r a de t u b e r 5 a s . e i n s t a l a c i o n e s d i v e r s a s
C l a s i f i c a c i ó n y e v a l u a c i ó n p r e l i m i n a r d e los d a ñ o s En l a t a b l a 2.3 se p r e s e n t a n a l g u n o s c r i t e r i o s re-
comendables para l a c l a s i f i c a c i ó n y l a e v a l u a c i ó n p r e l i m i n a r
de l o s d a ñ o s d e u n a e s t r u c t u r a . Se s u g i e r e n t a m b i é n l a s medidas c o n v e n i e n t e s s e g ú n l o s r e s u l t a d o s d e l a e v a l u a c i ó n .
La i n s p e c c i a n preliminar d e b e e f e c t u a r s e d e a c u e l
do con l o s c r i t e r i o s d e l a t a b l a 2.3.
A l l l e v a r a czbo l a e v a l u a c i 6 n p r e l i m i n a r , d e b e n i n t e r p r e t a r s e los c r i t e r i o s e x p u e s t o s c o n c i e r t a f l e x i b i l i d a d ,
con base e n l a e x p e r i e n c i a y e l b u e n j u i c i o de l a p e r s o n a q u e la r e a l i z a . Es e v i d e n t e q u e n o es l o m i s m o observar g r i e t a s d e d e t e r m i n a d o ancho e n a l g u n o s e l e m e n t o s a i s l a d o s , gue e n c o n t r a r
el mimo d a ñ o g e n e r a l i z a d o . En l a s m e d i d a s i r e c o m e n d a d a s s e d i s t i n g u e e n t r e l a
s i m p l e r e s t a u r a c i ó n e n t e n d i d a como l a r e c u p e r a c i ó n d e la resis t e n c i a o r i g i n a l , y el r e f u e r z o q u e c o n s i s t e e n i n c r e m e n t a r l a r e s i s t e n c i a de l o s e l e m e n t o s o de la e s t r u c t u r a .
TABLA 2.3
T i p o d e Daño
CLASIFICACION Y EVALUACION PRELIMiNAR DE DAROS (refs. 6 , 7 y 8 )
Evaluación Preliminar
Descripción
N o e x i s t e r e d u c c i ó n en la capa - 1 cidad s i s m o - r e s i s t e n t e . N o se r e q u i e r e d e s o c u p a r . L a r e p a r a c i 6 n c o n s i s t i r á en l a r e s t a u r a c i ó n de los e l e m e n t o s I estructurales.
Daños ú n i c a m e n t e e n e l e m e n t o s
No e s t r u c t u r a l
no e s t r u c t u r a l e s .
I
I
E st r u c t u r a i l i g e r o
,
Estructural fuerte l
Grietas de menos de 0 . 5 mm de ancho en elementos de concreto. F i s u r a s y caídq de a p l a n a d o s e n pa redes y techo. Grietas de menos de 3 mm de a n c h o e n m u r o s de manpostería, ,
N o e x i s t e r e d u c c i ó n en la c a p a cidad s i s m o - r e s i s t e n t e . N o se r e q u i e r e d e s o c u p a r . J,a r e p a r a c i ó n c o n s i s t i r á en l a r e s t a u r a c i d n de los e l e m e n t o s dañadoe.
G r i e t a s de 0.S a 1 rnm d e a n c h o e n e l e m e n t o s de c o n c r e t o . Grietas de 3 a 1 0 mm de a n c h o e n muros de m a m p o s t e r í a .
E x i s t e una r e d u c c i ó n i m p o r t a n t e en l a capacidad sismo-recistente.
-
i
-.
.
.
T i p o d e Daño
Descripci6n
Evaluacidn Preliminar
f
l I
E s t r u c t u r a l grave
Grietas de m á s de 1 mm de a n c h o e n
e l e m e n t o s de c o n c r e t o . Desprendimiento d e l r e c u b r i m i e n t o e n columnas. Aplastamiento del concreto, r o t u r a de e s t r i b o s y pandeo d e l r e f u e r z o e n columnas y muros de c o n c r e t o . A g r i e t a m i e n t o de l o s a s p l a n a s a l r e dedor de l a s columnas. A b e r t u r a s e n muros de m a m p o s t e r í a . Desplomes e n columnas d e m á s de 1:lOO de s u a l t u r a . Desplome d e l e d i f i c i o de m á s de 1:lOO de s u a l t u r a .
L
E x i s t e una r e d u c c i ó n importac t e e n la c a p a c i d a d sismo-resistente. Debe d e s o c u p a r s e y suprimirse e l acceso y l a c i r c u l a c i ó n e n l a vecindad. E s n e c e s a r i o p r o t e g e r l a cal l e y los e d i f i c i o s v e c i n o s mediante l a r e h a b i l i t a c i b n t e m p o r a l , o p r o c e d e r a l a demolición urgente. D e ser p o s i b l e deberá r e c u rrirse a una e v a l u a c i 6 n defin i t i v a que permita d e c i d i r s i procede l a demolición o b i e n e l r e f u e r z o g e n e r a l i z a d o de la estructura.
1
I I
!
. .. -.-
3.
REHkE3ILITACION TEN30RAL
3.1
Objetivos S i como r e s u l t a d o de l a e v a l u a c i ó n p r e l i m i n a r d e
daños se concluye que no é s n e c e s a r i a l a demolición inmediata de l a e s t r u c t u r a , deberán d e f i n i r s e l a s medidas d e emergencia a p r o p i a d a s p a r a g a r a n t i z a r p r o t e c c i ó n temporal m i e n t r a s se 112 va a cabo e l e s t u d i o de l a r e h a b i l i t a c i 6 n d e f i n i t i v a . E s t a s medidas t i e n e n por o b j e t o a l i v i a r l a c a r g a v e r t i c a l s o b r e l o s componentes e s t r u c t u r a l e s dañados y p r o t e ger l a e s t r u c t u r a contra l a s acciones l a t e r a l e s debidas a p o s i b l e s r é p l i c a s d e l sismo, disponiendo elementos d e apoyo y de contraventeo p r o v i s i o n a l e s . E l p r o p ó s i t o de l a r e h a b i l i t a c i 6 n temporal e s pro-
p o r c i o n a r r e s i s t e n c i a p r o v i s i o n a l a a q u e l l o s elementos y conexiones de l o s c u a l e s depende l a s e g u r i d a d d e l s i s t e m a e s t r u c t u r a l t o t a l . Ademds,la p r o t e c c i ó n temporal d e b e r á i n c l u i r medi das que g a r a n t i c e n l a s e g u r i d a d d e l a s p e r s o n a s e n l a s zonas
adyacentes a l e d i f i c i o dañado y de l o s t r a b a j a d o r e s que r e a l i -
cen l a s l a b o r e s de r e h a b i l i t a c i ó n . .-
E l d i s e ñ o d e los s i s t e m a s d e p r o t e c c i ó n temporal
debe e f e c t u a r s e con premura, por l o que no se s u e l e d i s p o n e r de s u f i c i e n t e tiempo p a r a a p l i c a r los métodos c o n v e n c i o n a l e s
de dimensionarniento. A s í , deberá r e c u r r i r s e a métodos aproxi-
13
mados d e a n á l i s i s p a r a Z e t e r m i n a r l a s m a g n i t u d e s d e l a s c a r g a s y d e sus e f e c t o s .
Debido a l a u r g e n c i a d e l a s m e d i d a s a to;;,ar,
e l ingenio, l a i n t u i c i ó n y l a experiencia deberán s u p l i r l a falta de Un a n á l i s i s d e t a l l a d o . o En l a s s e c c i o n e s s i g u i e n t e s se h a c e n c o n s i d e r a c i n e s s o b r e . l a s f u e r z a s o a c c i o n e s q u e d e b e n tomarse e n c u e n t a en e l d i s e ñ o d e l o s s i s t e m a s d e p r o t e c c i ó n temporal, se d e s c r-i ben a l g u n o s e l e m e n t o s a u x i l i a r e s ú t i l e s y se s u g i e r e n d i v e r s o s procedimientos de apuntalamiento v e r t i c a l y d e c o n t r a v e n t e o .
3.2
Acciones En e l a r t í c u l o 180 d e l d e c r e t o por e l q u e se e s t a
b l e c e n l a s n o r m a s d e e m e r g e n c i a e n m a t e r i a de c o n s t r u c c i ó n p a
ra e l D i s t r i t o Federal ( r e f . 2 8 ) ,
se e s t i p u l a q u e " m i e n t r a s
se l l s v z n a cabo obras d e r e f u e r z o y r e p a r a c i ó n l o s e d i f i c i o s
d a ñ a d o s d e b e n e s t a r a p u n t a l a d o s d e m a n e r a que g a r a n t i c e n l a e s t a b i l i d a d de l a e s t r u c t u r a para l a s cargas v e r t i c a l e s e s t i ma d a s y 2 5 por c i e n t o de l a s l a t e r a l e s e s t i m a d a s q u e se o b t e n d r í a n a p l i c a n d o l a s p r e s e n t e s normas c o n l a s c a r g a s v i v a s prg v i s t a s d u r a n t e l a e j e c u c i ó n d e l a s obras". Podrá p r e s c i n d i r s e d e los s o p o r t e s o a p u n t a l a m i e q
t o s l a t e r a l e s e n a q u e l l o s casos e n q u e l o s d a ñ o s a reparar s e a n l o c a l e s y se c o n s i d e r e e v i d e n t e q u e l a e s t a b i l i d a d g e n e -
ral d e l a e s t r u c t u r a es adecuada.
3.3
Apuntalamiento verticai 3.3.1
Consideraciones generales
Zl prcporcionar apoyo vertical auxiliar a l a s co-
1i;mnas y muros de carga seriamente dañados es la primera medi ia a tomar al
. instalar un sistema de protección tempcral.
-
Evidentemente se requiere apoyo vertical en el pi so correspondiente al elemento dafiado. En algunas situaciones
es posible limitar el apuntalamiento a un s o l o piso como se muestra en la fig. 3.1. En tales casos debe revisarse la resistencia a cortante en las secciones t-t de la f i g . 3.1 para garantizar que el apuntalamiento vertical sea efectivo.
C
O
]
Fig. 3.1
o~ muro ~ donado
.
Apuntalamiento vertical en un piso (ref. 1)
Una alternativa más confiable consiste en proporcionar soporte provisional a todos l o s niveles además del corresponaicnte al elemento dañado, como s e ilustra en l a fig. 3.2.
25
l
..
I
D e e s t a manera ,se reducen considerablemente l a s f u e r z a s c o r t a n
t c s e n l a s s e c c i o n e s t - t a axbos l a d o s d e l elemento v e r t i c a l
dañado ( r e f . 1). Cuando l o s e l e n e n t o s de s o p o r t e p r o v i s i o n a l
se apoyan s o b r e l o s a s ' d e b e c u i d a r s e que no se p r e s e n t e n
p r o b le
mas d e p e n e t r a c i ó n . P a r a e v i t a r e s t o , l o s e l e m e n t o s d e s o p o r t e deben a p o y a r s e s o b r e p i e z a s h o r i z o n t a l e s , que pueden ser t a b l o n e s o v i g a s d e madera a c o s t a d o s , que d i s t r i b u y a n l a c a r g a . E s t a s p i e z a s pueden combinarse c o n p l a c a s de a c e r o p a r a c a s o s de c a r g a s g r a n d e s o s i s t e m a s d e p i s o d é b i l e s . Debe p r o c u r a r s e que l o s p u n t a l e s sean c o l i n e a l e s en t o d o s los niv'eles. Generalmente
s e r á n e c e s a r i o t r a n s m i t i r c a r g a s h a s t a l a cimentación e i n c l u -
so
puede r e q u e r i r s e l a c o n s t r u c c i ó n d e un c i m i e n t o p r o v i s i o n a l
para l l e v a r l a s h asta e l suelo.
Columna o muro d i ñ o d o
Fig. 3.2
Apuntalamiento e n v a r i o s p i s o s ( r e f . 1)
L a diczincia e n t r e l o s e l e r e n t o s C e a p c y o y r o v i -
c i o n a l e s y e l e i e r e n t o d a ñ a d o debe s e r l a mínima p o s i b l e , ? un q u e d e j a n d o e s p a c i o s u f i c i e n t e p a r a los t r a b a j o s d e r e p a r a c i ó n ( r e f . 1). 3.3.2
S o p o r t e s d e madera
L a madera e s q u i z á e l m a t e r i a l para a p u n t a l a m i e n -
,.
t o v e r t i c a l más f d c i l d e c o n s e g u i r , p u e s t o q u e e s e l g e n e r a l -
i
m e n t e u t i l i z a d o e n l a s o b r a s f a l s a s y c i m b r a s r e q u e r i d a s para l a c o n s t r u c c i ó n d e e s t r u c t u r a s d e c o n c r e t o . L a s s e c c i o n e s mbs
comunes s o n e l p o l í n d e 4 x 4 p u l g , l a v i g a de 4 x 8 p u l g , e l t a b l 6 n d e 2 p u l g 6 e g r o s o r y l a s t a b l a s o d u e l a s d e 3/4 p u l g a 1 1/2 p u l g ( r e f s . 12 y 32). E s t a s medidas s o n n o m i n a l e s ; l a s m e d i d a s r e a l e s suelen s e r a l g o m e n o r e s . L o s t a b l o n e s y t a b l a s se c o n s i g u e n e n v a r i o s a n c h o s . P u e d e n t a m b i é n a p r o v e c h a r s e l o s p o s t e s comunmente u t i l i z a d o s e n l í n e a s de t r a n s m i s i ó n d e e n e-r
g í a e l é c t r i c a . L a madera g e n e r a l m e n t e a s e q u i b l e es p i n o . En e l a p é n d i c e A se p r o p o r c i o n a n v a l o r e s d e e s f u e r z o s p e r m i s i b l e s
c o n s e r v a d o r e s para madera de p i n o y se s u g i e r e n m é t o d o s s i m p l-i f i c a d o s p a r a d i m e n c i o n a r e l e m e n t o s de madera s u j e t o s e s e n c i a l -
m e n t e a c a r g a s a x i a l e s de c o m p r e s i ó n , q u e s o n l a s p r e d o m i n a n t e s en elementos de soporte v e r t i c a l e s . .-
L a s s e c c i o n e s o e s c u a d r í a s mencionadas pueden c o m -
b i n a r s e de d i v e r s a s f o r m a s p a r a s o p o r t a r c a r g a s de a l g u n a Lnportancia. Con c a r g a s l i g e r a s p u e d e n u t i l i z a r s e p o l i n e s o v i 27
I
.
.
gas s i n a r r i o s t r a r . P a r a r e p a r t i r l a carga y e v i t a r los p r o -
blemas d e p e n e t r a c i ó n mencionbdos a n t e r i o r m e n t e es n y c e s a r i o colocar e n los a p o y o s t a b l o n e s o v i g a s a c o s t a d o s . En u n o d e
los e x t r e m o s d e b e r á n c o l o c a r s e c u ñ a s e n l a f o r m a i n d i c a d a e n e l i n c i s o 3.5
(fig. 3.3a).
P u n t a l e s simples
FLEJE
b) P u n t a l e s formados por d o s
/---
.,
W c) P u n t a l e s a r r i o s t r a d o c Fig. 3 . 3
28
L
A p u n t a l a m i e n t o v e r t i c a l con p i e z a s d e madera
-
Pueden f o r m a r s e elementos c o m p u e s t o s c o m 2 a c t o s u-
n i e n d o d o s v i g a s p o r medio d e c l a v o s , p e r n o s o f l e j e s ccfnio s e i n d i c a e n l a f i g . 3.3b.
f
t
ti
La e f i c i e n c i a d e l o s miembros a i s l a d o s p u e d e i n c r e
i I
m e n t a r s e por m e d i o d e a r r i o s t r a m i e n t o s t r i a n g u l a r e s q u e d i s m i nuyan l a s l o n g i t u d e s e f e c t i v a s d e pandeo como s e m u e s t r a e n l a f i g . 3 . 3 ~ . E l a r r i o s t r a m i e n t o puede h a c e r s e ú n i c a m e n t e e n e l s e n t i d o d e s f a v o r a b l e e n caso d e s e c c i o n e s r e c t a n g u l a r e s como
l a s v i g a s . En c a s o d e secciones c u a d r a d a s como l o s p o l i n e s , e l a r r i o s t r a m i e n t o d e b e r á h a c e r s e e n ambos s e n t i d o s p a r a q u e sea e f e c t i v o . L a s p i e z a s p a r a a r r i o s t r a r deben t e n e r un g r o s o r mPnimo d e una p u l g a d a y u n ancho m í n i m o d e 1 0 c m . Deben c l a v a r s e con c l a v o s d e 2% p u l g . E l número d e c l a v o s e n cada u n i ó n debe
ser e l máximo p o s i b l e e n e l e s p a c i o d i s p o n i b l e , s i n q u e se e x cedan l o s e s p a c i a m i e n t o s q u e e s t a b l e c e n l a s normas ( r e f . 1 0 3 ) . Los d e t a l l e s de apoyo deben ser s e m e j a n t e s a l o s m e n c i o n a d o s
para m i e m b r o s s i m p l e s aislados. Cuando l a s
p o r c i o n e s d e muros e n t r e a b e r t u r a s se
han a g r i e t a d o d e manera q u e su c a p a c i d a d d e carga y su e s t a b-i
,
l i d a d l a t e r a l son d u d o s a s , puede r e c u r r i r s e a r e f u e r z o s con
i
p i e z a-s d e madera como l o s m o s t r a d o s e n l a f i g . 3.4.
Una solu-
c i d n s c x c j a n t e e s a p r o p i a d a cuando se han p r e s e n t a d o daños e n l o s d i n t e l e s y m u r o s sobre a b e r t u r a s ( r e f . 1).
*
29
,
1 . muro d ~ í i a J o ; Z . ~ p i t n t a l y n / c n t o
Fig.
3.3.3
3.4
Apuntalamiento d e a b e r t u r a s ( r e f . 1)
P e r f i l e s de acero
Cuando l a s c a r g a s que deben s o p o r t a r s e son g r a n d e s debe r e c u r r i r s e a l empleo d e p e r f i l e s s i m p l e s d e a c e r o o a k o ~ b i n a c i o n e s d e e l l o s p a r a formar d i f e r e n t e s t i p o s d e secciones 1
compuestas. T a n t o l o s p e r f i l e s s i m p l e s como l a s secciones com-
p u e s t a s deben e s t a r p r o v i s t o s de p l a c a s de apoyo. Deben acuñar se debidamente,
e n forma s e m e j a n t e a l a u t i l i z a d a p a r a l o s. elg .
mentos d e s o p o r t e d e madera. El dimensionamientb se l l e v a ' a cg bo por l o s ' p r o c e d i m i e n t o s u s u a l e s ( r e f . 1 0 4 ) . Una a l t e r n a t i v a a i n t e r e s a n t e consiste e n un r e f u e r z o formado p o r á n g u l o s c o l o c -
da6 en l a s e s q u i n a s d e l a columna dañada y u n i d o s por placas de m e t a l comq se muestra e n la f i g . 3.5.
E s t e ti'po de soporte
puede a p r o v e c h a r s e p a r a e l r e f u e r z o d e f i n i t i v o de l a coluinna y
como se d e s c r i b e e n e l i n c i s o 7,3.2.
-.
En l o s 'extremos d e loa 6 1
gulos deben c o l o c a r s e p l a c a s d e - a c e r o con el f i n d e g a r a n t k z h r
un apoyo adecuado. Los huecos e n t r e los á n g u l o s y la s u p e r f i -
f i c i e d e l a colurnna p o r r c f o r z a r d e b e n r e l l e n a r s e c o n un m o r -
1
tero con a d i t i i o s ex2ansorcs.
.
SOLERAS DE ACERO CADA
30 Ó 60 cm
------7
ANGLLOS
Fig. 3.5
' \
Apuntalamiento con zngulos y soleras de acero
3.3.4
P u n t a l e s telescópicos y e l e m e n t o s t u b u l a r e s diversos
Existen diversos elementos estdndar producidos ind x s t r i a l m e n t e para ser u s a d o s e n c i m b r a s y o b r a s f a l s a s p a r a
l a c o n s t r u c c i ó n d e e s t r u c t u r a s d e c o n c r e t o que pueden a p r o v e charse para apuntalar (ref. 43). P a r a c a r g a s muy l i g e r a s p u e d e n u t i l i z a r s e soportes
t e l e s c ó p i c o s i n d e p e n d i e n t e s como e l m o s t r a d o e n l a fig. 3 . 6 a .
f
i
La c a p a c i d a d d e e s t o s elementos e s d e l o r d e n d e d o s t o n e l a d a s y su a l t u r a máxima e s d e a p r o x i m a d a m e n t e t r e s metros.
La a l t g
f a p u e d e a j u s t a r s e p o r m e d i o d e u n d i s p o s i t i v o a b a s e d e rosca. E s t a n p r o v i s t o s ' d e p l a c a s de apoyo e n los e x t r e m o s , pero
en caso üe q u e l o s e s f u e r z o s de p e n e t r a c i ó n sean e x c e s i v o s , 31
d e b e r á n d i s p o n e r s e t a b l o n e s o v i g a s a d i c i o n a l e s e n anbos e x t r e
m s para lograr una mejor r e p a r t i c i ó n d e la carga. P a r a soportar s i s t e m a s d e p i s o o t e c h o s l i g e r o s
que h a y a n s u f r i d o d a ñ o s , p u e d e r e c u r r i r s e a c o m b i n a c i o n e s d e e l e m e n t o s t u b u l a r e s cano e n e l c a s o i l u s t r a d o e n l a f i g . 3.6b.
.
La a l t u r a d e e s t o s e l e m e n t o s p u e d e a j u s t a r s e por medio d e d i-s p o s i t i v o s d e r o s c a como e l d e la f i g . 3 . 6 ~ . A l igual q u e en
e l caso d e los s o p o r t e s t e l e s c ó p i c o s i n d e 2 e n d i e n t e s deben c u-i d a r s e l o s d e t a l l e s d e apoyo e n ambos extremos.
Los d a t o s sobre c a p a c i d a d ú t i l d e los e l e m e n t o s es t á n d a r d e s c r i t o s deben o b t e n e r s e de. l o s f a b r i c a n t e s (ref
. 43).
.::
Fig.
32
3.6
Puntales telescópicos y elementos t u b u l a r e s d i v e r s o s (ref. 1)
3.4
Soporte l a t e r a l
3.4.1
Consideraciones g e n e r a l e s
Como se s e ñ a l 6 e n e l i n c i s o 3.2, e n l a s normas d e emergencia ( r e f . 2 8 ) se e x i g e que e n los e d i f i c i o s dañados se
< E
prevea u n s o p o r t e l a t e r a l adecuado d u r a n t e l a s o p e r a c i o n e s d e r e p a r a c i ó n . La determinación d e l a capacidad y l a d i s t r i b u c i 6 n de l o s s o p o r t e s l a t e r a l e s es uno d e los a s p e c t o s más d i f í c i l e s
-
d e l d i s e ñ o d e s i s t e m a s d e p r o t e c c i ó n temporal. E n t r e o t r o s f a c t o r e s e s n e c e s a r i o c o n s i d e r a r l a r e s i s t e n c i a y l o c a l i z a c i ó n de
l a s p o r c i o n e s de l a e s t r u c t u r a o r i g i n a l que no hayan s u f r i d o da -
ños g r a v e s . Además debe p r o c u r a r s e que e l sistema d e a p u n t a l a miento e s t o r b e l o menos p o s i b l e , t a n t o e l uso normal d e l e d i f i c i o como los t r a b a j o s de l a r e p a r a c i ó n d e f i n i t i v a . 21 s o p o r t e l a t e r a l puede l o g r a r s e con p u n t a l e s i -n
.
c l i n a d o s y con s i s t e m a s de c o n t r a v e n t e o d e d i v e r s o s t i p o s . En l o s s i g u i e n t e s i n c i s o s s e d e s c r i b e n a l g u n a s a l t e r n a t i v a s p o s-i b l e s ( r e f s . 1, 1 2 y 1 3 ) .
3.4.2
Soporte l a t e r a l de muros
Debe p r o p o r c i o n a r s e s o p o r t e l a t e r a l
9 ,l
o s muros de
c a r g a d e mampostería o c o n c r e t o a f i n de que no c a i g a n h a c i a a f u e r a d e b i d o a p o s i b l e s r é p l i c a s d e l sismo o a o t r a s a c c i o n e s I
1
h o r i z o n t a l e s , l o que o c a s i o n a r í a e l derrumbe de l o s p i s o s o
te
chos que s o s t i e n e n . E s t o puede h a c e r s e mediante un a p u n t a l a m i e n t o e x t e r i o r semejante a l i l u s t r a d o e n l a f i g . 3 . 7 .
Los pug 33
t a l e s p u e d e n e s t a r f o r m a d o s por d o s v i g a s u n i d a s p o r p e r n o s
O
flejes, colocadas a distancias convenientes según l a s f u e r z a s
q u e se estima q u e deben r e s i s t i r . Deben a p o y a r s e a l a a l t u r a d e l o s p i s o s sobre p i e z a s v e r t i c a l e s d e madera, u n i d a s a l m u r o por e l e m e n t o s de c o n e x i d n a d e c u a d o s p a r a resistir l a componen -
t e v e r t i c a l d e l p u n t a l o i n c l i n a d o . E l e x t r e m o i n f e r i o r debe te n e r a p o y o , e m p o t r d n d o l o o por a l g ú n o t r o p r o c e d i m i e n t o para q u e r e s i s t a f u e r z a s l a t e r a l e s . La i n c l i n a c i ó n de l o s p u n t a l e s con respecto a l a h o r i z o n t a l n o debe ser s u p e r i o r a 4 5 ' y p r g f e r i b l e m e n t e debe ser de aproximadamente .25O
. El
apoyo s o b r e
e l s u e l o d e b e ser adecuado. P a r a su a j u s t e s u e l e n d i s p o n e r s e
c u ñ a s e n e l extremo i n f e r i o r . El a p u n t a l a m i e n t o puede h a c e r s e t a m b i é n c o n p e r f i l e s l a m i n a d o s o c o n t u b o s de a c e r o ( r e f . 1 ) .
Fig. 3.7
Apuntalamiento e x t e r i o r
* C'jando n o se Cis?one
d e e s p a c i o s u f i c i e n t e p a r a co -
locar p u n t a l o tensores i n c l i n a d o s e x t e r i o r e s , p u e d e n u t i l i z a r se t i r a n t e s d e acero q u e u n a n l o s muros e x t e r i o r e s c o n los i n -
t e r i o r e s p e r p e n d i c u l a r e s a e l l c s . En l a s f i g s . 3 . 8 y 3.9 se i l u s t r a n d o s a l t e r n a t i v a s posibles. Tanbien se pueden l i g a r I
los muros e x t e r i o r e s a e l e m e n t o s d e l s i s t e m a d e p i s o como e n
l a f i g . 3.10,o colocar t i r a n t e s d e muro a muro como e n l a f i g . 3.11
( r e f . 1).
1 . muro e x t e r i o r ; 2.niuro i n t e r i o r ; : . g r i e t a ; 4 . t c n c o r ; S.canales; 6 . p l 3 c i i s
Fig. 3.8
S o p o r t e i n t e r i o r con t i r a n t e s . A l t e r n a t i v a A ( r e f . 1)
35
.
t----t
muro e x t e r i o r ; 2.muro i n t e r i o r ; S . g r i e t a ; t e n s o r ; S . c a n a l c s ; 6 . p l a c . s ; 7.terpladores; 8 . ángulos
Fig. 3.9
S o p o r t e i n t e r i o r con t i r a n t e s A l t e r n a t i v a B ( r e f . 1)
CPNAL
Fig. 3.10
A n c l a j e de muro exterior a v i g a s d e los sistemas d e p i s o
F i g . 3.11
A n c l a j e d e muro a muro
Debe o b s e r v a r s e que n o sienpre estos s i s t e m a s d e
s o p o r t e d e los muros e x t e r i o r e s s o n s u f i c i e n t e s para g a r a n t i z a r
t
l a e s t a b i l i d a d g e n e r a l d e una e s t r u c t u r a . A s í en a l g u n a s s i t u g
c i o n e s d e b e n c o m p l e m e n t a r s e c o n c o n t r a v e n t e o s s e m e j a n t e s a los que se d e s c r i b e n e n e l s i g u i e n t e i n c i s o .
3.4.3
C o n t r a v e n t e o de marcos
Los e d i f i c i o s a base de marcos p u e d e n r i g i d i z a r s e p o r medio de c o n t r a v e n t e o s f o r m a d o s por miembros d i a g o n a l e s d e madera o d e acero que t r a b a j e n e n c o m p r e s i b n , d i s p u e s t o s e n l a forma i n d i c a d a e n l a f i g . 3.12.
1%
P a r a q u e sean e f e c t i v o s d e b e n
-
a c u ñ a r s e adecuadamente e n ambos e x t r e m o s . Debe también r e v i s a r
se q u e l a r e s i s t e n c i a a c o r t a n t e t a n t o d e l a v i g a como d e la columna e n los a p o y o s de l o s p u n t a l e s i n c l i n a d o s sea s u f i c i e n -
te p a r a r e s i s t i r las c o m p o n e n t e s d e b i d a s a d i c h o s e l e m e n t o s r i g i d i z a n t e s ( r e f . 1 y 1 3 ) . Si l a s c o l u m n a s n o son capaces de re-
sistir l a s componentes v e r t i c a l e s i n t r o d u c i d a s por e l contra37
-
v e n t e o , s e r á n e c e s a r i o c o m p l e t a r l o con . e l e m e n t o s a d i c i o n a l e s v e r t i c a l e s . Una forma d e l o g r a r l o a n t e r i o r se m u e s t r a e n l a a l t e r n a t i v a d e c o n t r a v e n t e o de l a f i g . 3.13.
W U S DE O ACERO
MADERA
Fig. 3 . 1 2
1
Contraventeo con p u n t a l e s e n compresión
+.Ir
-- -1Fig.
3.13
-
A l t e r n a t i v a d e c o n t r a v e n t e o con p e r files metálicos (ref. 4 )
r
E l c o n t r a v e n t e o p u e d e t a m b i é n r e a l i z a r s e con m i e m
bros s u j e t o s a t e n s i ó n como se i n d i c a e s q u e m á t i c a m e n t e en la f i g . 3.14.
:
L o s m i e m b r o s pueden c o n s i s t i r en cables o e n perfk
l e s l a m i n a d o s d e acero ( r e f . 1 3 ) . L a v e n t a j a d e e s t e t i p o de c o n t r a v e n t e o e s q u e l o s m i e m b r o s no e s t á n e x p u e s t o s a pandeo. L
Los p e r f i l e s l a m i n a d o s se d i m e n s i o n a n p o r l o s m é t o d o s u s u a l e s
de e s f u e r z o s p e r m i s i b l e s o d e r e s i s t e n c i a ú l t i m a . L o s cables suelen dimencionarse por r e s i s t e n c i a última ya que e l d a t o que acostumbran d a r l o s f a b r i c a n t e s e s l a c a r g a d e r o t u r a . Un faz t o r de s e g u r i d a d d e t r e s p a r e c e r a z o n a b l e . En l a r e f . 39 se dan r e s i s t e n c i a s ú l t i m a s d e c a b l e s t í p i c o s . P a r a q u e s e a n e f ec t i v o s l o s c a b l e s deben e s t a r l i g e r a m e n t e t e n s a d o s con t e m p l a d o r e s . C o m o e n e l caso d e l o s e l e m e n t o s r i g i d i z a n t e s e n compre s i ó n , deben r e v i s a r s e l o s e f e c t o s q u e l o s t i r a n t e s p r o d u c e n e n l a s v i g a s y c o l u m n a s . Los d e t a l l e s d e u n i ó n d e l o s t i r a n t e s a l a e s t r u c t u r a e n proceso de r e p a r a c i ó n deben e s t u d i a r s e c u i d a -
dosamente. En e l caso d e c a b l e s deben t e n e r s e e n c u e n t a l a s r e n comendaciones d e l o s f a b r i c a n t e s .
TENSORES O T R A N m
r -- -
l
!
Fig. 3 . 1 4
C o n t r a v e n t e o con tensores o t irari t e s 39
En a l g u n a s s i t u a c i o n e s p u e d e r e s u l t a r c o n v e n i e n t e
p r o p o r c i o n a r soporte a u n a e s t r u c t u r a por medio d e t i r a n t e s e x t e r i o r e s e n l a f o r m a i l u s t r a d a e n l a f i g . 3.15.
En t a l e s casos
es n e c e s a r i o d i s e ñ a r un m u e r t o d e a n c l a j e a p r o p i a d o . E l d i s e ñ o d e l m u e r t o debe
h a c e r s e de m a n e r a q u e se c u e n t e c o n u n f a c t o r
d e s e g u r i d a d mínimo d e 10.5 p a r a l a s s i g u i e n t e s c o n d i c i o n e s (Ref.
13): la.
E l p e s o d e l m u e r t o debe ser s u p e r i o r a l a com -
ponente vertical del t i r a n t e . 2a.
L a s u p e r f i c i e d e l m u e r t o q u e a c t ú a sobre e l
s u e l o d e b e ser l o s u f i c i e n t e m e n t e g r a n d e p a r a q u e e l e m p u j e p a s i v o sea s u p e r i o r a l a componente horizontal del tirante. 3a.
L a l o c a l i z a c i 6 n d e l a n c l a j e d e l t i r a n t e debe
ser t a l q u e n o o c a s i o n e e l v o l t e o d e l m u e r t o .
\ HUERTO
F i g . 3.15
YUERTO
/
Soporte l a t e r a l con t i r a n t e s res e x t e r i o r e s .
O
tenso-
3.5.
M E todos de .-.z=.?ar P a r a t r a c s i s r i r c a r g a s d e l o s e l e m e n t o s e s t r u c t u ra
l e s dañados a l s i c t e r 3 de s o p o r t e temporal es n e c e s a r i o a c u ñ a r adecuadamente l o s m i e r . k r O s d e l s i s t e m a q u e t r a b a j a n e n cornpresión. E s t o puede hacerse p o r medio d e d i v e r s o s d i s p o s i t i v o s : cuñas de madera; g a t c s rnecdnicos; g a t o s h i d r á u l i c o s o r d i n a r i o s
y g a t o s h i d r á u l i c o s planos ( r e f . 1) L a s cuñas D e madera deben f a b r i c a r s e de madera du-
r a , s e c a y l i b r e d e n r C o s . Las f i b r a s deben q u e d a r o r i e n t a d a s como se m u e s t r a e n l a fig. 3.16.
Una vez a j u s t a d a s deben e v i -
t a r s e p o s i b l e s movimientos c l a v á n d o l a s ( f i g . 3.17a).
No deben
u s a r s e c u ñ a s s u e l t a s como en l a f i g . 3.17b.
8
/'/ 0
i /
/
Fig. 3 - 1 6 O r i e n t a c i 6 n de l a s f i b r a s e n c u ñ a s d e madera. 41
al
b).
CLAVAR PARA EVITAR hWiVJECITbS.
USO INCORRECfO.
Fig. 3 . 1 7 Uso de cuñas d e madera
Los gatos mecánicos deben t e n e r una s u p e r f i c i e d e apoyo p r o p o r c i o n a l a l a c a r g a que t r a n s m i t e n , de manera que
-
no haya problemas d e p e n e t r a c i ó n e x c e s i v a , además d i c h a super f i c i e debe e s t a r e n r e l a c i ó n con l a a l t u r a d e l g a t o d e manera que n o haya r i e s g o d e v o l t e o . Como r e g l a g e n e r a l se s u g i e r e
süz se c u e n t e con 50 cm2 de apoyo por cada t o n e l a d a d e c a r g a . V a r i o s g a t o s h i d r á u l i c o s pueden c o n e c t a r s e de man e r a que a p l i q u e n i g u a l c a r g a simultáneamente e n v a r i o s e l e m en
t o s d e l s i s t e m a d e apoyo. Los g a t o s h i d r á u l i c o s deben e s t a r ca l i b r a d o s d e manera que e l o p e r a d o r
pueda r e l a c i o n a r l a pre-
L
-
s i ó n d e l a c e i t e con l a c a r g a a p l i c a d a .
Una v e n t a j a d e l o s ga-
t o s h i d r á u l i c o s es que pueden m a n e j a r s e a d i s t a n c i a , s i n que
los o p e r a r i o s c o r r a n p e l i g r o d u r a n t e e l acuñado.
.'
-
Cuando l a base d e l o s g a t o s no p r o p o r c i o n a un apoy o adecuado puede i n t e r c a l a r s e una p i e z a de madera
O
una p l a c a
de a c e r o e n t r e l a b a s e y l a s u p e r f i c i e t e apoyo p a r a l o g r a r una mejor r e p a r t i c i 6 n d e l a c a r g a .
Los q a t o s p l a n o s c o n s t i t u y e n un medio e f i c a z d e a c u ñ a r y pueden o p e r a r s e a d i s t a n c i a a l i g u a l que los g a t o s
.
h i d r á u l i c o s o r d i n a r i o s . Generalmente funcionan i n y e c t s n d o l e s agua o a c e i t e . S i se d e s e a h a c e r permanente l a deformación d e l c g a t o puede i n y e c t a r s e l e c h a d a de cemento) l a p r e s i ó n d e i n y ec i ó n d e b e r á mantenerse m i e n t r a s la l e c h a d a e n d u r e c e . Los ga-
t o s p l a n o s s u e l e n ser d e forma c i r c u l a r aunque también se fab r i c a n con o t r a s formas. En l a fig. 3.18a se m u e s t r a un g a t o p l a n o a n t e s y después d e l a i n y e c c i d n de l í q u i d o . A veces es c o n v e n i e n t e c o l o c a r l e c h a d a , madera d u r a o p l a c a s d e plomo e n
t r e l a e s t r u c t u r a s o p o r t a d a y el gato p l a n o p a r a mejorar l a s c o n d i c i o n e s d e apoyo ( f i g . 3.18b).
Una vez t e r m i n a d a la o p e r o
c i b n de g a t e o e s c o n v e n i e n t e i n s t a l a r cuñas de madera corno me d i d a d e s e g u r i d a d e n c a s o d e una p é r d i d a d e p r e s i 6 n ( f i g . 3.18~).
F' +;~ /
/,, <, ; ;
,' . /, ',/,', '
, , ,'. '. ,.' , * -
L
'
mortero de cemento o madera dura
b)
. cuñas de madera
A-A
L gatos
pianos
C)
Fig. 3 . 1 8 Gatos p l a n o s ( r e f . 1).
4.
ZVALUACION DEFINITiVA Y REPARACION
4.1
Objetivos E l o b j e t i v o de la e v a l u a c i ó n d e f i n i t i v a e s d e t e r -
.
m i n a r s i l a e s t r u c t u r a d a ñ a d a es r e p a r a b l e ; e s t o es, s i e s posible r e c u p e r a r p a r t e d e l a i n v e r s i ó n q u e r e p r e s e n t a b a a n t e s d e l sismo. En g e n e r a l e s t o será a s í c u a n d o e l c o s t o d e l a re-
p a r a c i ó n sea r a z o n a b l e m e n t e m e n o r d e l q u e i m p l i c a demoler y v o l v e r a c o n s t r u i r una e s t r u c t u r a ( r e f s . 1, 5 , 55 y 63). Como y a se i n d i c 6 e n e l i n c i s o 2.5,
l a determina-
a c i 6 n d e l a i m p o r t a n c i a d e los d a ñ o s e s l a base p a r a e l p l a n t emiento
d e l a r e p a r a c i ó n , q u e p o d r á l l e v a r s e a cabo e n d o s n i -
veles: a)
R e s t a u r a c i ó n : R e c u p e r a c i ó n d e l a c a p a c i d a d s is mo-resistente original
b)
Refuerzo:
I n c r e m e n t o d e l a c a p a c i d a d sismor e s i s t e n t e o r i g i n a l y mejoramien to de l a estructuración.
E l e s t u d i o de l a s a l t e r n a t i v a s de reparación y l a s
limitaciones del caso, permitirá finalmente e l e g i r l a solucidn a d e c u a d a p a r a p r o c e d e r a s u diseño y c o n s t r u c c i ó n ( r e f s . 62, 75,
9 6 y 102).
45
4.2
Inspecci6n detallada E s t a ú l t i m a e t a p a d e l a i d e n t i f i c a c i ó n d e l o s da-
ños e n l a e s t r u c t u r a , se d e b e r á e f e c t u a r d e s p u é s d e su r e h a b i l i t a c i d n t e m p o r a l . P a r a su r e a l i z a c i ó n , t e n d r á n q u e ser r e t i r a d o s t o d o s l o s a c a b a s o s d e los e l e m e n t o s e s t r u c t u r a l e s q u e se s o s p e c h e puedan e s t a r d a ñ a d o s c o n base e n l a i n s p e c c i ó n p r e l i minar. L a i n s p e c c i ó n d e t a l l a d a c o n s i s t e e n r e g i s t r a r la
d e s c r i p c i 6 n d e l e s t a d o e n q u e se e n c u e n t r a c a d a e l e m e n t o d a ña
do. P a r a e s t o se recomienda e l u s o d e f i c h a s i n d i v i d u a l e s que incluyan f o t o g r a f í a s d e l elemento e n cuestión. La información q u e a s í se r e c a b e , d e b e r á l l e v a r s e a c o p i a s r e d u c i d a s d e l o s p l a n o s p a r a f a c i l i t a r s u manejo d e n t r o d e l p r o y e c t o d e r e p a r a c i ó n (refs. 4 y 11).
4.3
información complementaria Para r e a l i z a r l a e v a l u a c i d n d e f i n i t i v a d e l a es-
t r u c t u r a y e l p r o y e c t o d e r e p a r a c i b n , además de l a i d e n t i f i c a c i ó n de l o s d a ñ o s , c o n v i e n e c o n t a r con i n f o r m a c i ó n a d i c i o n a l c sobre e l d i s e ñ o o r i g i n a l d e l e d i f i c i o , su proceso d e c o n s t r uc i ó n 'y e l u s o y a d a p t a c i o n e s q u e h a y a t e n i d o d u r a n t e su vida ú t i l . E s t a i n f o r m a c i ó n se p u e d e a g r u p a r e n l o s s i g u i e n t e s conc e p t o s ( r e f s . 1 y 11): a)
k
Planos e s t r w t u r a l e s
Planos arquitectónicos Planos de i n s t a l a c i o n e s Memorias de cdlculo Estudio de mecánica de suelos Normas de diseño u t i l i z a d a s Normas de’ diselio vigentes para l a reparación a i t á c o r a de l a construcción Informes d e l control de calidad de l o s materia l e s empleados
uso a c t u a l Be l a e s t r u c t u r a Remodelaciones o reparaciones previas Cuando no se tenga disponible l a información anter i o r , sobre todo l a correspondiente a l o s puntos a , b, c y e , será necesario r e c o n s t r u i r l a a p a r t i r de l a propia e s t r u c t u r a . Para e s t e o b j e t o , ” s e puede hacer uso de l o s métodos de v e r i f-i
cacibn d e información que se describen en e l siguiente inciso.
4.4
Verificación de l a información
Es indispensable v e r i f i c a r l a v a l i d e z de l a información disponible, pues t a n t o l a e s t r u c t u r a c i 6 n como l a s prop i e d a d e s de l o s n a t e r i a l e s de una construcción pueden haber s u f r i d o cambios con e l tiempo, ‘o cabe l a posibilidad de que no se hayan cumplido l a s especificaciones d e l proyecto desde
un
47
cados son los siguientes: 4-4.1
Planos estructurales, arquitectónicos y de instalaciones-
Deberá revisarse la coincidencia entre los planos en cuafito a: Existencia y ubicación de los elementos estruc rales Dimensiones y armado de los elementos estructu rales Existencia, ubicación y tipo de los elementos divisorios Existencia y ubicación de aberturas Tipos de acabados y elementos de fachada Rellenos en azoteas Uso actual de la estructura Existencia y ubicación de ductos Para la localización del refuerzo o de ductos de acero en elementos de concreto, así como para la verificación de sus dimensiones, se puede recurrir al’uso de l o s siguientes sistemas de detección: a)
Sistemas electromagnéticos (refs 3 , 11, 4 4 y 45).
Estos sistemas utilizan un instrumento
que g e n e r a un campo e l e c t r o m a g n é t i c o y q u e re-
g i s t r a l a s a l t e r a c i o n e s q u e é s t e s u f r e en pres e n c i a d e c u a l q u i e r o b j e t o que c o n t e n g a h i e r r o . Además d e d e t e c t a r l a p o s i c i ó n d e l r e f u e r z o e n e l e m e n t o s d e c o n c r e t o , e s t e procedimiento perI
m i t e d e t e r m i n a r e l d i h e t r o de l a s b a r r a s c u a n d o se c o n o c e su r e c u b r i m i e n t o . b)
R a d i o g r a f í a s ( r e f s . 3 y 11). Una a l t e r n a t i v a menos p r á c t i c a y más costosa que la a n t e r i o r ,
c o n s i s t e e n l a torna d e r a d i o g r a f í a s d e l o s ele mentos de c o n c r e t o .
4.4.2
Características de lcs materiales
P a r a l a v e r i f i c a c i ó n d e l a s c a r a c t e r í s t i c a s m e c d n-i
cas d e l o s m a t e r i a l e s se p u e d e h a c e r uso d e l o s s i g u i e n t e s equipos:
a)
E x t r a c t o r d e c o r a z o n e s ( r e f s . 11, 17, 3 4 y 4 5 ) . La e x t r a c c i ó n y prueba de c o r a z o n e s permite es -
t i m a r l a r e s i s t e n c i a d e l c o n c r e t o e n la e s t r u c
t u r a y su módulo d e e l a s t i c i d a d ; t a m b i é n apor-
ta: i n f o r m a c i ó n
sobre s u c o r n p o s i c i 6 n g r a n u l o n l é -
t r i c a , d e n s i d a d a p a r e n t e y e s t a d o de c a r b o n a ta ción.
b)
S q u i p o de u l t r a s o n i d o ( r e f s . 11, 1 7 y 4 5 ) . Es-
49
t e s i s t e m a ' d e v e r i f i c a c i ó n se basa en e l uso d e un i n s t r u m e n t o que k e g i s t r a l a v e l o c i d a d d e un p u l s o u l t r a s 6 n i c o a t r a v é s d e l concreto, l a que depende de l a densidad d e l mimo. C o n esta t e c n i c a se pueden h a c e r e s t i m a c i o n e s de l a res i s t e n c i a d e l concreto y de
SLI
mddulo de e l a s -
t i c i d a d , a s í como d e l e s t a d o de agrietamiento interno, ~ a c l e r b m e t r o( r e f s . 1 7 ,
35 y 4 5 ) .
El esclerbme-
t r o es un d i s p o s i t i v o que mide e l rebote d e un sistema masa-resorte c o n t r a la s u p e r f i c i e de
un elemento d e c o n c r e t o . Con base e n r e l a c i o n e s e m p í r i c a s se puede estimar l a r e s i s t e n c i a
-
d e l concreto e n f u n c i d n d e l a l e c t u r a d e l í n d i
ce d e r e b o t e . E s t a s r e l a c i o n e s deberán c o r r e s -
ponder a l t i p o de curado y a l a clase d e agregados d e l elemento e n c u e s t i ó n . P i s t o l a de Windsor ( r e f s . 17, 36, 45, 4 6 y 4 7 ) .
-
Con e s t e i n s t r u m e n t o se puede estimar l a i-esis
t e n c i a d e- l c o n c r e t o a p a r t i r de l a p e n e t r m i b n de un dardo metálico e n un e l e m e n t o p a r t i c u l a r .
-
Tainbién e n e s t a prueba se recurre a l u s o de r e laciones empíricas penetración-- resistencia,
-
-
que deberán c o r r e s p o n d e r a l m i s m o t i p o d e a g r e gados usado en e l e l e m e n t o e n e s t u d i o . i F
e)
E x t r a c c i ó n y p r u e b a d e b a r r a s ( r e f . 1 0 5 ) . Par a v e r i f i c a r l a c a l i d a d d e l a c e r o e m p l e a d o se
p u e d e r e c u r r i r a l a e x t r a c c i ó n d e a l g u n a s mues -
t r a s y a su prueba e s t d n d a r a t e n s i ó n .
R e s u l t a r e c o n e n d a b l e r e c u r r i r a más d e u n a d e las
a l t e r n a t i v a s previamente d e s c r i t a s p a r a t e n e r r e d u n d a n c i a en l o s r e s u l t a d o s ; a s í p o r ejemplo, s e r í a c o n v e n i e n t e c o m b i n a r las p r u e b a s d e mayor p r e c i s i ó n y costo como a y d c o n a q u e l l a s
d e menor p r e c i s i ó n pero de empleo más s e n c i l l o y e c o n ó m i c o com o b y c ( r e f . 18).
4.4.3
N - i v e l a c i ó n y m e c á n i c a d e -s-u e l o s
Cuando se t e n g a n i n d i c i o s d e d e s p l o m e s o h u n d h i e n t o s , s e r á n e c e s a r i o e f e c t u a r u n a n i v e l a c i 6 n g e n e r a l d e la est r u c t u r a , e i n c l u s o se d e b e r á n h a c e r n u s v o s s o n d e o s y p r u e b a s d e l a b o r a t o r i o para l a v e r i f i c a c i ó n d e l a s c a r a c t e r í s t i c a s d e l s u e l o . Es a c o n s e j a b l e d e t e r m i n a r un p e r f i l q u e m u e s t r e l a var i a c i ó n d e l o s d e s p l a z a m i e n t o s l a t e r a l e s d e l e d i f i c i o c o n su a l t u r a , y r e a l i z a r n i v e l a c i o n e s p e r i ó d i c a s h a s t a cerciorarse d e q u e ya n o h a y m o v i m i e n t o s s i g n i f i c a t i v o s . -
4.5
Evaluación dg-la e s t r u c t u r a P a r a poder e v a l u a r e l E s t a d o d e una e s t r u c t u r a da
f i a d a , es n e c e s a r i o
r-r.i:-rcr
SU
r3r;sridad s i s m o - r e s i s t e n t e
ini-
c i a l y c o n e l l a corno b a s e , tratar de comprender su comporta-
51
m i e n t o d u r a n t e e l sismo y l a s c a u s a s d e los daños q u e se h a y a n p r e s e n t a d o . En este p r o c e s o , . l a e x p e r i e n c i a y e l buen j u i c i o d e l d i s e ñ a d o r pueden complementarse con l a s s i g u i e n t e s h e rra mie n ta s :
a)
A n á l i s i s aproximado (refc. 4,
5,
1 9 , 75 y 9 4 ) .
A p l i c a b l e e n e s t r u c t u r a s r e g u l a r e s y d e poca altura,
. este procedimiento c o n s i s t e e n l a
com-
p a r a c i d n d e l a f u e r z a c o r t a n t e en c a d a e n t r e p i so c a l c u l a d a c o n l a s normas v i g e n t e s , c o n t r a l a f u e r z a c o r t a n t e r e s i s t e n t e promedio. b)
A n á l i s i s c o n v e n c i o n a l ( r e f s , 3, 1 6 y 8 2 ) . E l an á l i s i s c o n v e n c i o n a l de l a e s t r u c t u r a según l a s normas e n v i g o r ( r e f s . 28 y 2 9 ) , permite conocer su capacidad r e s i s t e n t e i n i c i a l y l o c a l i -
z a r l o s e l e m e n t o s m á s c r í t i c o S . En e s t e c a s o , g e n e r a l m e n t e será p r e f e r i b l e r e c u r r i r a un a ná l i s i s d i n á m i c o c o n base e n un e s p e c t r o d e d i s e -
ño , c)
Análisis no-lineal
(refs. 4 ,
5 , 6 9 , 71 y 78).
Con e s t e método se p u e d e i n t e n t a r r e p r o d u c i r e l esquema d e d a ñ o s m e d i a n t e el a n á l i s i s p a s o
a p a s o d e l a e s t r u c t u r a , c o n s i d e r a n d o e l com-_ p o r t a m i e n t o n o - l i n e a l d e s u s e l e m e n t o s . Deber á n e m p l e a r s e v a r i o s acelerograriias. En buena p a r t e d e los c a s o s p o d r á u s a r e l a n á l i s i s
e s t r u c t u r a s d e g r a n c o m p l e j i d a d será n e c e s a r i o r e c u r r i r a l an á l i s i s no
-
lineal.
.
Debe r e s a l t a r s e l a n e c e s i d a d d e l o c a l i z a r l o s pun-
!
t o s d é b i l e s d e l a e s t r u c t u r a . Los más comunes s u e l e n ser l o s
t
s i g u i e n t e s ( r e f . 2) : a)
d e b i d a s a muros d e a l t u r a i n
Columnas c o r t a s completa
b)
Cambios abruptos de rigidez y estructuración
en elevación c)
T o r s i ó n e x c e s i v a por u n a d i s t r i b u c i ó n i n a d e c u a da de la rigidez en planta
-
d)
C o n e x i o n e s columna
losa p l a n a
e)
I n c o m p a t i b i l i d a d de d e f o r m a c i o n e s e n t r e marcos y muros di a f r a gma
f)
Conexiones e x c é n t r i c a s viga
-
columna
S i e l e s t u d i o c o n c l u y e que l a c a p a c i d a d de l a es-
t r u c t u r a o r i g i n a l cumple con l a s normas v i g e n t e s ( r e f s 28, 29, 30 y 31), los d a ñ o s s o n l i g e r o s y se o r i g i n a r o n e n pocos e l e m e n t o s , e n t o n c e s e l c a m i n o a s e g u i r será l a r e s t a u r a c i ó n d e d i c h o s elementos procurando aumentar su d u c t i l i d a d . S i por l o c o n t r a r i o ,
l a e s t r u c t u r a o r i g i n a l no cun~
n p l e c o n l a s normas v l g e n t e s ( r e f s . 2 8 , 2 9 , 3 0 y 3110 se p r e s e t a r o n d a ñ o s a e n e r a i i z a d o s f u e r t e s o g r a v e s y se e n c o n t r a r o n p r o b l e m a s ae e s t r u c t u r a c i 6 n r e n t o n c e s la r e p a r a c i ó n d e b e r á ten
53
cier a l r e f u e r z o d e l a e s t r u c t u r a . En e s t o s c a s o s , a d e n d s d e l a
r e s t a u r a c i h y el r e f u e r z o d e los e l e m e n t o s d a ñ a d o s , será reco mendable i n t r o d u c i r n u e v o s e l e m e n t o s r i g i d i z a n t e s , sobre t o d o s i se t i e n e una.e s t r u c t u r a c i ó n d e f i c i e n t e .
.
E s importante tener en cuenta que l a restauración
d e un e l e m e n t o d a ñ a d o , e n g e n e r a l sblopermite r e c u p e r a r e n t r e 7 0 % y 80% d e l a r i g i d e z o r i g i n a l , d e t a l forma que c u a n d o más
d e l 2 5 % de l o $ e l e m e n t o s d e u n a e s t r u c t u r a d e b e n r e s t a u r a r s e ,
e s n e c e s a r i o r e c u r r i r t a m b i é n a l r e f u e r z o de l a m i s m a (refs. 1, 2 y 7 4 ) .
Con base e n l a s t é c n i c a s d e r e s t a u r a c i 6 n y r e f u e r -
zo d e s c r i t a s e n l o s s i g u i e n t e s c a p í t u l o s , d e b e r á n p l a n t e a r s e t o d a s l a s a l t e r n a t i v a s p o s i b l e s d e r e p a r a c i ó n , l a s c u a l e s pod r á n i n c l u i r d e m o l i c i o n e s p a r c i a l e s . L a s o l u c i d n d e f i n i t i v a se rd aquella que logre conciliar
l a s l i m i t a c i o n e s d e c a d a caso
e n p a r t i c u l a r y q u e en g e n e r a l s e r á n l a s s i g u i e n t e s ( r e f s . 3 , 5,
55, 6 4 y 8 1 ) :
a)
Costo
b)
Funcionalidad
c)
Espacio
d)
Estética
e)
importancia social
f)
Dificultad técnica
4.6
Proyecto de reparación S i d e a c u e r d o con l a e v a l u a c i d n d e f i n i t i v a d e l a
e s t r u c t u r a se c o n s i d e r a q u e e s r e p a r a b l e , d e b e r á p r o c e d e r s e a l d i s e n o d e l a a l t e r n a t i v a e l e g i d a d e a c u e r d o con l a s normas e n v i g o r ( r e f s . 2 8 , 2 9 , 30 y 3.1). Será n e c e s a r i o t e n e r e n c u e n t a p a r a e l d i s e ñ o del
r e f u e r z o de l a e s t r u c t u r a , q u e e n l a m a y o r í a d e l o s c a s o s é s t e c o n t r i b u i r á s o l a m e n t e a tomar l a c a r g a v i v a y l a a c c i d e n t a l . E s p e c i a l a t e n c i ó n deberá o t o r g a r s e a l d i s e ñ o d e l a s c o n e x i o n e s e n t r e l a e s t r u c t u r a o r i g i n a l y los elementos d e refuerzo, a s í como a l a t r a n s m i s i ó n d e l a s c a r g a s d e é s t o s a l a c i m e n t a c i ó n .
í
5.
MATERIALES DE REPARACION
5.1
Cpnsideraciones generales L a r e p a r a c i d n d ? e s t r u c t u r a s de c o n c r e t o y mampos -
t e r í a n e c e s i t a m a t e r i a l e s adecuados p a r a e l r e s a n e de g r i e t a s
y l a s u s t i t u c i ó n d e morteros y c o n c r e t o s dañados, q u e s e a n ca p a c e s d e a l c a n z a r r á p i d a m e n t e s u r e s i s t e n c i a y m a n t e n e r s u ad h e r e n c i a i n d e f i n i d a m e n t e ( r e f s . 2 2 , 23 y 2 4 ) . En c o m b i n a c i ó n , t a m b i é n se r e q u i e r e acero de r e f u e r z o , placas y p e r f i l e s m e td l i c o s , s o l d a d u r a y c o n e c t o r e s m e c á n i c o s (refs, 106, 107, 1 0 8 ,
110 y 111). A l g u n o s p r o d u c t o s se c o m e r c i a l i z a n y a d o s i f i c a d o s y c o n i n s t r u c c i o n e s p r e c i s a s para s u a p l i c a c i ó n . así,
Cuando n o sea
será n e c e s a r i o r e s p a l d a r s u u s o c o n p r u e b a s de l a b o r a t o -
rio. En l a e l e c c i 6 n d e l o s m a t e r i a l e s de u n a r e p a r a c i ó n , debe p r o c u r a r s e que e x i s t a c o m p a t i b i l i d a d e n t r e s u r e s i s t e n c i a y r i g i d e z y l a de l o s m a t e r i a l e s o r i g i n a l e s .
5.2
R e sinas -
-
L a s r e s i n a s se e m p l e a n por l o g e n e r a l e n l a i n y ec
'
c i d n de g r i e t a s en concreto d e m e n o s de 0 . 5 mm d e a n c h o , o b i e n
como p e g a m e n t o p a r a u n i r e l e m e n t o s m e t á l i c o s a l c o n c r e t o . E s t o s m a t e r i a l e s s o n por l o g e n e r a l sistemas con57
puestos por una r e s i n a (epoxi, p o i i e s t e r , a c r í i i c o , e t c . ) y
su endurecedor (refs 1 4 , 2 0 y 51). Ambos se pueden conseguir e n forma l í q u i d a o sólida. Una vez mezclados, e l endurecimien t o se produce después d e unos cuantos minutos, lapso que debe s e r aprovechado para su aplicación. La r e s i s t e n c i a f i n a l se I
alcanza e n unas cuantas horas ( r e f s . 1, 37, 38 y 4 8 ) . Para l a preparación y e l empleo de l a s r e s i n a s deben seguirse l a s trucciones
iris
especificadas por e l f a b r i c a n t e ( r e f s . 4 0 8 4 1 y
61).
Las propiedades más r e l e v a n t e s d e l a s r e s i n a s son: excelente capacidad adhesiva; a l t a r e s i s t e n c i a y dureza; resis tencia a l o s ácidos, á l c a l i s y solventes; baja contracción y gran durabilidad. Su p r i n c i p a l inconveniente e s s u b a j a resistencia a l c a l o r , pues pierden su r e s i s t e n c i a a temperaturas por encima d e l o s 100° C ( r e f s . 1 , 2 y 8 6 ) .
5.3
Lechadas y morteros La lechada d e cemento es una mezcla muy f l u í d a de
agua y cemento, que se puede emplear e n l a inyeccidn de griet a s menores de 0 . 5 mm de ancho en elementos de concreto o m+ p o s t e r l a y e n l a preparación d e l a s u p e r f i c i e d e contacto en-
-
-
t r e concreto n u e v o y v i e j o para mejorar- l a adherencia. En g r i e tas de más d e 0 . 5 mm de ancho e s p r e f e r i b l e r e c u r r i r al uso d e lechadas de morteros de cemento-arena +
( r e f s 1 y 11). Para
reducir l a contracci6n y aumentar l a f l u i d e z de l a lechada, es
.
r e 5 y plastificantes (refs. 1 y 4 2 ) .
Existen en el mercado productos especiales ("grouts") a base de cemento, aditivos y arenas seleccionadas, que se distribuyen en dosificaciones específicas para lograr lechadas de baja contraccióq que desarrollan altas resistencias
a
edad temprana (refs 1 y 4 2 ) . Estos nateriales son muy
útiles para el anclaje de conectores metálicos en el concreto. Para el r e s m e de huecos, tanto en concreto cono en manpostería, es conveniente recurrir al uso de morteros Se cemento-arena en combinaci6n con aditivos expansores que minimicen la contracción ( r e f s . 4 2 y 58). Asimismo, se pueden eaplear morteros epóxicos a base de resinas, de gran adherencia, alta resistencia y baja contracción, que también proporcionan excelentes resultados en el anclaje de
conectores metálicos
en el concreto (refs. 1, 3, 11,14, 15 y 42).
5.4
Concretos Concreto colado in
5.4.1
-
citu
L o s principales obstáculos que enfrenta el uso ciel
concreto colado in-situ en reparaciones son la contracción y -
l a falta de adherencia que producen la pérdida de contacto con
el concreto viejo. Para evitar la contracci6n se puede recurrir a l uso de algún aditivo estabilizador (refs. 1 y 4 2 ) y para mejorar la adherencia, a la preparación de l a superficie de cmtacto con lechada o con algún adhesivo ( r e f s . í 1 y 4 2 ) .
Es 'posible acelerar e l fraguado y m e jcrar la traba
-
j a b i l i d a d del concreto por medio de a d i t i v o s a c e l e r a n t e s y plas t i f i c a n t e s ( r e f s . 15 y 4 2 ) . E l colado debe efectuarse por capas d e menos de
20 cm, compactadas con vibrador (ref
. 11). cura -
Un buen curado es importante para mininizar las con
tracciones. Para efectuarlo pueden u t i l i z a r s e membranas de do
(ref. 4 2 ) .
5.4.2
Concreto lanzado
E l concreto lanzado presenta muchas v e n t a j a s como
material de reparación, sobre todo para muros de concreto o mampostería: buena adherencia; a l t a r e s i s t e n c i a y Recesidades m í n i m a s d e cimbra [refs. 1 , 9 , 1 5 y 1 0 9 ) .
El equipo utilizado me
&
neumdticamente l a are-
na y e l cemento con e l agua en el momento de l a expulsión y proporciona l a cantidad mínima necesaria para l a h i d r a t a c i h , logrando asX a l t a s r e s i s t e n c i a s ( r e f s . 2 5 y 5 4 ) . Para minimizar l a contracción es necesario efect u a r un curado apropiado. E l u s o de a d i t i v o s a c e l e r a n t e s ( r e f . 4 2 ) permite a l c a n z a r l a r e s i s t e n c i a especificada
5.4.3
con rapidez.
Concreto a base de r e s i n a s
Este material se obtiene a l sustituir el cemento
J
por r e s i n a s ( e p o x i , p o i i e s t e r ,
a c r í i i c o , m e t a c r i i a t o , etc.
l a f a b r i c a c i 6 n de c o n c r e t o , R e s u l t a
Ú t i l
en
i
para r e e m p l a z a r p e q ue
l
ños voltunenes d e c o n c r e t o dañado, por su g r a n a d h e r e n c i a , a l t a r e s i s t e n c i a y b a j a c o n t r a c c i ó n ( r e f s . 1, 3 , 9 , 11, 1 5 y 2 1 ) . Además d e su b a j a r e s i s t e n c i a a l c a l o r , los c o n c re
.
-
tos a base d e r e s i n a s t i e n e n el i n c o n v e n i e n t e d e t e n e r un módu l o de e l a s t i c i d a d mucho menor que l o s c o n c r e t o s d e c e m e n t o
P o r t l a n d ( r e f s . 1, 3 y 9).
5.5
Soldadura y a n c l a j e s mecánicos La r e p a r a c i 6 n . d e e l e m e n t o s d e c o n c r e t o y mamposte-
:j
r í a r e q u i e r e c o n f r e c u e n c i a l a a d i c i ó n d e acero de r e f u e r z o y l a f i j a c i ó n de conectores metálicos.
Debido a l a s altas t e m p e r a t u r a s q u e g e n e r a , e l uso d e s c l d a d u r a p a r a u n i r e l acero d e r e f u e r z o nuevo c o n e l v i e j o p u e d e p r o d u c i r cambios e n s u s c a r a c t e r í s t i c a s m e c á n i c a s . P o r e s t a r a z b n , se debe e f e c t u a r l a s o l d a d u r a de a c u e r d o con las
normas ( r e f s . 1 0 6 y 107), p o n i e n d o especial a t e n c i ó n e n p r e c a l e n t a r e l a c e r o y e n e v i t a r s u e n f r i a m i e n t o r á p i d o . Una a l t e r n a t i v a p a r a l a u n i ó n de barras s o n l o s sistemas d e e x t r u s i ó n (ref. 112).
-
L a n e c e s i d a d d e a n c l a r e l e m e n t o s conectores metd-
licos e n e l c o n c r e t o se puede resolver a h o g á n d o l o s c o n l e c h a -
2 a s o morteros d e 10.5 d e s c r i t o s en 5 . 3 .
O t r a opción c o n s i s t e
n e n r s c u r r i r a a n c l a j e s n e c á n i c o s como los c l a v o s o pernos h i -
I
cados por disparo; l a s barrenanclas y los taquetes (refs. 110 y 111).
.,
6.
REESTñüCTURACIOK
6.1
C o n s i d e r a c i o n e s g e n e r a l e-s Será n e c e s a r i o m o d i f i c a r l a e s t r u c t u r a c i ó n d e un
n e d i f i c i o d a ñ a d o , c u a n d o d e l a e v a l u a c i d n d e f i n i t i v a se d e s p r e d a q u e n o es s u f i c i e n t e e l r e f u e r z o d e s u s e l e m e n t o s p a r a cump l i r c o n l a c a p a c i d a d s i s m o - r e s i s t e n t e e x i g i d a por l a s normas e n v i g o r , o b i e n , q u e l a c a u s a p r i n c i p a l de l o s d a ñ o s se d e b i ó a u n a e s t r u c t u r a c i ó n d e f i c i e n t e , por e x c e s o d e asimetría e i-
rregularidades e n planta o en elevacibn. L a forma d e c o r r e g i r l a e s t r u c t u r a c i ó n e s p r i n c i -
p a l r í i e n t e m e d i a n t e l a i n c l u s i ó n d e n u e v o s e l e m e n t o s q u e aument e n y b a l a n c e e n l a r i g i d e z y l a r e s i s t e n c i a . E s t o s pueden ser: a)
Muros de r i g i d e z
b)
Muros de r e l l e n o
c)
Marcos, a r m a d u r a s y c o n t r a v e n t e o
d)
Contrafuertes
e)
Muros d e m a m p o s t e r í a
La e l e c c i ó n d e l p l a n d e r e e s t r u c t u r a c i ó n d e b e r á e f e c t u a r s e p a r a c a d a problema p a r t i c u l a r e n f u n c i ó n d e s u s lin i t a c i o n e s . En l a s refs. 2 , 1 6 y 8 8 se i n c l u y e n a l g u n a s recon e n d a c i o n e s y c r i t e r i o s q u e s e pueden u s a r p a r a componer l a s d i s t i n t a s a l t e r n a t i v a s q u e d e b e r á n ser a n a l i z a d a s d u r a n t e e l p r o c e s o de e v a l u a c i ó n d e s c r i t o e n el c a p í t u l o 4 .
Es h p c r t a n t e
t e a e x en
c u e n t a la c o n p a t i b i l i d a d
e n t r e l a r i g i d e z de la C s t r i k c t u r a o r i g i n a l y l a de los n u e v o s e l e m e n t o s ; si ambas son d e l mimo o r d e n de m a g n i t u d , como s e -
r í a e l caso d e a ñ a d i r m a r c o s a una e s t r u c t u r a t a m b i é n a base de e l l o s , p u e d e c o n s i d e r a r s e un t r a b a j o d e c o n j u n t o , p e r o si
.
p o r e l c o n t r e r i o s o n muy d i s p a r e s , como e n e l caso d e i n c l u i r muros de r i g i d e z e n u n a e s t r u c t u r a d e marcos, p u e d e r e s u l t a r
más c o n v e n i e n t e d i s e ñ a r los e l e m e n t o s n u e v o s para tomar t o d a l a carga l a t e r a l , s i n d e s c u i d a r l a r e v i s i 6 n d e Las f u e r z a s q u e
se i n t r o d u c e n e n l a e s t r u c t u r a o r i g i n a l .
.
De p a r t i c u l a r i m p o r t a n c i a r e s u l t a q u e e l d i s e ñ o d e l a s conexiones e n t r e los nuevos elementos y l a e s t r u c t u r a o r i g i n a l , g a r a n t i c e l a c o n t i n u i d a d . Deberá t a m b i é n c o n s i d e r a r s e que es i n d i s p e n s a b l e r e v i s a r l a transmisión a l a cbnentacidn .
. de l a s c a r g a s q u e a c t G e n e n l o s n u e v o s e l e m e n t o s , l o q u e puede
l l e v a r a l a n e c e s i d a d de m o d i f i c a r l a , o b i e n d e c o n s t r u i r u n a c i m e n t a c i ó n e s p e c i a l para ellos. En l o s s i g u i e n t e s i n c i s o s se d e s c r i b e n con más det a l l e s l o s d i s t i n t o s t i p o s de e l e m e n t o s q u e se p u e d e n u t i l i z a r en l a reestructuración.
6.2
Muros d e r i u i d e z
-
L a i n c l u s i ó n d e muros de c o n c r e t o r e f o r z a d o es una de l a s s o l u c i o n e s m á s e f e c t i v a s par? r e d u c i r l a s e x c e n t r i c i d a -
d e s d e una e s t r u c t u r a y a u m e n t a r s u c a p a c i d a d s i s m o - r e s i s t e n -
te. La a l t e r n a t i v a m á s cómoda c o n s i s t e e n c o l o c a r l o s muros e n l a p e r i f e r i a d e l e d i f i c i o s i n i n t e r f e r i r c o n e l func i o n a m i e n t o d e l m i s m o . En e s t e caso, l a c o n e x i ó n c o n l a e s t r u c
-
t u r a o r i g i n a l se puede e f e c t u a r m e d i a n t e e s t r i b o s a n c l a l o s e n e l sistema de p i s o , o b i e n a t r a v é s d e l colado d e u n a l o s a a d i
-
c i o n a l de u n i ó n ( r e f . 1) ( f i g . 6.1).
1. 2.
3. 4. 5.
Fig; 6.1
muro de r i g i d e z a d i c i o n a l concreto v i e j o c o n c r e t o nuevo r e f u e r z o nuevo estribor adicionales
Muros d e r i g i d e z p e r i f é r i c o s ( r e f . 1)
Cuando e s n e c e s a r i o c o l o c a r l o s m u r o s e n e l i n t e -
r i o r de l a e s t r u c t u r a , l a c o n e x i ó n c o n l a s l o s a s se e f e c t c i a a t r a v é s d e o r i f i c i o s e n e l l a s q u e p e r m i t e n e l paso d e l refue:
zo l o n g i t u d i n a l d e l o s e x t r e m o s d e l muro y p a r t e d e l r e f u e r z o
i n t e r m e d i o ; asirhismo, e s t o s o r i f i c i o s f a c i l i t a n l a o p e r a c i ó n d e c o l a d o (ref. 1) ( f i g . 6 . 2 ) .
1. 2. 3. 4.
5.
Fig. 6 . 2
muro d e r i g i u e z a d i c i o n a l estructura original c o n c r e t o nuevo r e f u e r z o nuevo estribos adicionales
Muros de r i g i d e z i n t e r i o r e s ( r e f - 1 )
6.3
Muros Z e r e l l e n o
Los m u r o s de r e l l e n o s o n m u r o s d e c o n c r e t o r e f o r zado o d e m a m p o s t e r í a , u b i c a d o s e n los ejes d e c o l u n n a s d e una e s t r u c t u r a ( r e f s . 1, 768 77,
.
798 85,
91, 98 y 9 9 ) ( f i g . 6.3).
l
I
F i g . 6.3
Muros d e r e l l e n o ( r e f . 3 )
E l comportamiento d e los muros d e r e l l e n o puede
ser s e m e j a n t e a l d e m u r o s d e r i g i d e z c u y o r e f u e r z o e n l o s extremos l o c o n s t i t u y e r a n l a s c o l u m n a s d e l a e s t r u c t u r a o r i g i -
n a 1 , s i e m p r e q u e l a u n-i ó n e n t r e l o s m u r o s y l a s v i g a s y column a s g a r a n t i c e l a c o n t i n u i d a d . Ln c a s o contrario, e l muro se c o m p o r t a como un d i a f r a g m a q u e i n t r o d u c e granZes f u e r z a s cort a n t e s en l a s c o l u m n a s y e n l a s v i g a s , l o q u e además p u e d e ha-
cer n e c e s a r i o el r e f u e r z o d e e s t o s e l e m e n t o s .
En l a s f i q - , r a s 6 . 4 , 6 . 5 y 6 . 6 se m i i e s t r a n a l c u n a s
-
a l t e r n a t i v a s de c 0 n e x i C . n de muros de relleno d e cc,,ncreto refor zado ( r e f s . 1 , 2 , 5, 6S, 70 y 90).
.
1 . m u r o dc r e l l e n o ; 2.c2lumna o r i g i n a l ; 3 . p ~ s 3 d o r d e c o n c r e t o ; 4 . t o n e c t o r soldado; 5.sstribos s o l d a d o s a d i c i o n n l e s ; 6 . soldadura.
-
Fig. 6 . 4
M-iros de r e l l e n o con conectores sol
,
?'
:I
! . t
pa s a dor
cno
a) s i e x i s t e s u f i c i e n t e refuerzo en l a colwani
s i c s n e c e s a r i o afiadir r e f u c r í o v e r t i c a l
Fig. 6.5
Fig. 6.6
Muros de relleno c o n conectores ahogados e n mortero epdxico (ref. 1)
Muro de r e l l e n o u n i d o a una columna por e n c a m i s a d o (ref. 1)
E3
Una v a r i a n t e d e l o s muros d e r e l l e n o q u e no i-a;lpide
31 pas’o por l a c r u j í a , l a c o n s t i t u y e e l u s o d e muros a a . Los
I a d o s de un s ó l o e j e d e c o l u m n a s ( r e f s . 1 y 2 )
(fig. 6.7).
En
2ste caso d e b e t e n e r s e e s p e c i a l c u i d a d o d e r e v i s a r e l e f e c t o sobre l a s v i g a s que ven r e d u c i d o su c l a r o s i g n i f i c a t i v a m e n t e .
.
Fig. 6.7
6.4
Muros d e r e l l e n o p a r c i a l ( r e f . 1)
Marcos, a r m a d u r a s y c o n t r a v e n t e o Cuando l a s n e c e s i d a d e s de c i r c u l a c i ó n e i l u m i n a -
c i ó n , l i m i t a n l a u t i l i z a c i ó n d e muros r i g i d i z a n t e s ,
se p u e d e
r e c u r r i r a l u s o d e marcos o a r m a d u r a s v e r t i c a l e s , t a n t o d e con sreto r e f o r z a d o ( f i g . 6.8)
como metálicos ( f i g . 6 . 9 ) . En e l
primer caso, l a s a l t e r n a t i v a s d e s c o n e x i b n c o n l a e s t r u c t u r a e x i s t e n t e son l a s mismas q u e para los muros de r i g i d e z
O
del in
ciso 6.2, en el segundo se puede recurrir a conectar los c.lenentos horizontales de la armadura mediante elementos metáli-
cos ahogados en perforaciones hechas previamente en l a s l o s a s ( r e f s . 1 y 92) ( f i g . 6.9).
t +
E
E ~
t-
--
c-3
c
n
J-
estructura o r i g i n a l . .
marcos adicionales
1
l--!--l marco tipo F-2
Fig.
6.8
‘4 parco tipo F-1
Inclusión de marcos de concreto
l
qc-c
4
1. 2. 3. 4. 5. 6.
7.
Fig. 6.9
armadura de a c e r o a d i c i o n a l estructura origizal pasador de a c e r o p e r f i l de acero k 3 r i z o n t a l p e r f i l de acero Ciagonal placa de conexión c o n c r e t o nuevo
I n c l u s i ó n d e armaduras v e r t i c a l e s de acero
S i l a resistencia d e v i g a s y c o l u m n a s d e l a e s t r uc
t u r a o r i g i n a l e s s u f i c i e n t e , sobre t o d o p o r c o r t a n t e , se puede r e c u r r i r a l a i n c l u s i ó n únicamente d e l c o n t r a v e n t e o para r i g i d i z a r l a e s t r u c t u r a ( r e f s . 4 9 , 7 7 , 8 9 , 92 y 93) ( f i g . 6 . 1 0 ) .
!
r i
!
I
'
*
l Fig. 6.10
6.5
I
Estructura r i g i d i z a d a mediante contrav e n t e o d i a g o n a l metálico ( r e f . 8 9 )
Contrafuertes Cuando n o se t i e n e n l i m i t a c i o n e s d e espacio e n e l
c x t e r i o r d e l e d i f i c i o dañado, e s posible u t i l i z a r c o n t r a f u e r Les q u e tomen l a s f u e r z a s l a t e r a l e s e n e s t r u c t u r a s
de poca a-l
tura. D e m a n e r a s i m i l i a r que con la u t i l i z a c i d n de m u r o s
y marcos d e c o n c r e t o , d e b e r á a t e n d e r s e a la r e v i s i ó n de l a s
z o f i c x i o n e s c o n l a e s t r u c t u r a o r i g i n a l (ref. 7 2 )
(fig. 6.11).
Fig. 6.11 Riaidizacibn mediante contrafuertes
73
E s t a s o l u c i 6 n t i e n e l a v e n t a j a de q u e su c o n s t r uc c i d n i n t e r f i e r e muy poco con l a u t i l i z a c i ó n
6.6
del edificio.
Muros d e m a m p o s t e r í a La r e e s t r u c t u r a c i ó n d e e d i f i c a c i o n e s c o n s t r u i d a s a
base d e m u r o s d e mampos
:O
.
existente
.
refuerzo horizontal
l
- .---
Fig.
6.12
Conexidn e n t r e m u r o s d e m a m p o s t e r í a
Debe r e v i s a r s e e l r e f u e r z o d e l m u r o si e s t e es d e
mampostería hueca,
O
e s B e piezas m a c i z a s .
s u c o n f i n a m i e n t o c o n da1a.s y c a s t i l l o s s i
7.
RtCTAUiGiCXON Y REFUERZO DE L’LEMEN?OS ESTRUCTURALES .. !
7.1
$1
Consideraciones g e n e r a l e s
.
Zn e l p r o y e c t o d e r e p a r a c i ó n se p o d r á o p t a r por i n t e n t a r r e s t a u r a r l a r e s i s t e n c i a o r i g i n a l d e los e l e m e n t o s est r u c t u r a l e s , o b i e n p o r r e f o r z a r l o s d e s p u é s de su r e s t a u r a c i d n i n i c i a l . E n ambos c a s o s es c o n v e n i e n t e aumentar l a d u c t i l i d a d . S e d e b e p o n e r e s p e c i a l c u i d a d o a l m o d e l a r para su
a n á l i s i s e l t i p o d e r e f u e r z o u t i l i z a d o , p u e s s i e s t e es ~ 6 1 0 p a r a f u e r z a c o r t a n t e , l a r i g i d e z por f l e x i 6 n s e g u i r á s i e n d o la d e l elemento o r i g i n a l . Igualmente habrá que t e n e r en cuenta l a h i s t o r i a de c a r g a , c o n s i d e r a n d o e n g e n e r a l q u e l a s c a r g a s m u e-r
t a s s o n t o m a d a s por los e l e m e n t o s o r i g i n a l e s , m i e n t r a s q u e l a s c a r g a s v i v a s y las d e sismo s o n r e s i s t i d a s por e l e l e m e n t o y
su r e f u e r z o . E l r e f u e r z o de e l e m e n t o s p r o v o c a cambios i m p o r t a n -
t e s e n su r i g i d e z , q u e i n c i d e n e n l a m a g n i t u d d e l a s f u e r z a s s í s m i c a s y e n su d i s t r i b u c i d n e n l a e s t r u c t u r a . Para e v a l u a r
e s t o s e f e c t o s , b a s t a e n l a m a y o r í a d e l o s casos c o n e f e c t u a r un a n á l i s i s e s t r u c t u r a l que suponga e l c o m p o r t a m i e n t o rnonolít i r o del e l e m e n t o o r i g i n a l y su r e f u e r z o .
Será necesario r e v i s a r l a r e l a c i ó n de r e s i s t e n c i a
y r i g i d e z e n t r e v i g a s y c o l u m n a s d e s p ú e s d e l r e f u e r z o , para czzprobar q u e l a a p a r i c i ó n d e a r t i c u l a c i o n e s plásticas ocurra
75
Il
R L C T A U I U C I O N Y REFUERZO DE ZLEMENTOS ESTRUCTURALES
1.
7.1
7,
I
Consideraciones g e n e r a l e s
.
Zn e l p r o y e c t o de r e p a r a c i ó n se p o d r á optar por i n : t e n t a r r e s t a u r a r l a r e s i s t e n c i a o r i g i n a l d e l o s e l e m e n t o s es1 1 ! t r u c t u r a l e s , o b i e n por r e f o r z a r l o s d e s p u é s de su r e s t a u r a c i 6 n i n i c i a l . En ambos cosos es c o n v e n i e n t e a u m e n t a r l a d u c t i l i d a d . Se debe p o n e r especial cuidado a l modelar para s u
a n á l i s i s e l t i p o d e r e f u e r z o u t i l i z a d o , p u e s si éste es sólo para f u e r z a c o r t a n t e , l a r i g i d e z por f l e x i ó n seguirá siendo l a d e l e l e m e n t o o r i g i n a l . I g u a l m e n t e habrá q u e t e n e r e n c u e n t a l a h i s t o r i a d e c a r g a , c o n s i d e r a n d o e n g e n e r a l que las c a r g a s n u er
t a s s o n tomadas por l o s e l e m e n t o s o r i g i n a l e s , m i e n t r a s q u e l a s c a r g a s v i v a s y l a s d e sismo s o n r e s i s t i d a s por e l e l e m e n t o y
su r e f u e r z o .
El r e f u e r z o de e l e m e n t o s p r o v o c a cambios i m p o r t a n tes e n su r i g i d e z , que i n c i d e n e n l a magnitud d e l a s f u e r z a s
s í s m i c a s y e n s u d i s t r i b u c i ó n e n l a e s t r u c t u r a . Para e v a l u a r e s t o s e f e c t o s , b a s t a en l a mayoría de l o s casos c o n e f e c t u a r un a n á l i s i s e s t r u c t u r a l q u e suponga e l c o m p o r t a m i e n t o m o n o l í -
t i c 0 del e l e m e n t o o r i g i n a l y su r e f u e r z o .
Será necesario r e v i s a r l a r e l a c i ó n d e r e s i s t e n c i a y r i g i d e z e n t r e v i g a s y c o l u m n a s d e s p ú e s del r e f u e r z o , para czzprobar q u e l a a p a r i c i ó n d e a r t i c u l a c i o n e s p l á s t i c a s o c u r r a
.
e n las v i g a s a n t e s que en i a s coiunnas. 7.2
Restauración 7.2.1
Inyección d e g r i e t a s
La i n y e c c i ó n d e r e s i n a s o l e c h a d a s e n l a s g r i e t a s ,
.
e s un p r o c e d i m i e n t o adecuado p a r a l a r e s t a u r a c i ó n d e e l e m e n t o s d e c o n c r e t o o mampostería con daños no muy s e v e r o s . Con este p r o c e d i m i e n t o se puede l l e g a r a r e c u p e r a r l a r e s i s t e n c i a o r i g i n a l , p e r o sdlamente d e l 70% a l 8 0 % d e l a
r i g i d e z , debido a l a imposibilidad de i n y e c t a r l a t o t a l i d a d de l a s g r i e t a s (refs. 1, 2 y 7 4 ) . En e l e m e n t o s de c o n c r e t o se r e c u r r e a l a i n y e c c i ó n d e l a s g r i e t a s cuando no se ha producido e l a p l a s t a m i e n t o d e l c o n c r e t o y son pequeñas. En g r i e t a s d e 0.5 mm d e ancho se em-
plea l a i n y e c c i d n d e r e s i n a s . P a r a g r i e t a s de 0 . 5 a 5 mm d e a n c h o es n e c e s a r i o mezclar l a s r e s i n a s con a l g ú n a g r e g a d o ( r e f . 1)
P a r a e f e c t u a r l a i n y e c c i ó n se d e b e r á p r o c e d e r a l i m p i a r d e ' p o l v o l a s g r i e t a s con c h o r r o de aire y a s e l l a r l a s s u p e r f i c i a l m e n t e con y e s o o c i n t a a d h e c i v a , d e j a n d o ahogadas b o q u i l l a s m e t á l i c a s d e 1 c m d e d i b n e t r o e g p a c i a d a s d e 20 a 50
cm ( r e f s . 1, 11, 1 4 , 15, 20 y 40) ( f i g . 7 . 1 ) .
'6
1
Fig.
7.1
'
.-:
Inyección d e g r i e t a s e n columnas ( r e f , 1)
L a s r e s i n a s se i n t r o d u c e n a p r e s i ó n p r i n c i p i a n d o
por l a b o q u i l l a m6s b a j a y avanzando h a c i a a r r i b a ( r e f s . 5 2 , 53, 59 y 6 0 ) . L a p r e s i ó n n e c e s a r i a d e p e n d e d e l a n c h o d e l a g r i e t a y d e l a viscosidad d e l producto. Para g r i e t a s Se m á s de 0 . 5 rn de a n c h o se puede i n t e r . t a r l a i n y e c c i 6 n p o r g r a v e d a d
iref, 11).
El e q u i p o d e i n y e c c i ó n p u e d e ser t a n simple como una p i s t o l a d e c a l a f a t e o , o t a n complejo como un sistema q u e e f e c t ú e l a d o s i f i c a c i ó n y l a mezcla d e l o s componentes d e l a r e s i n a e n forma a u t o m á t i c a e n e l momento d e l a i n y e c c i d n ( r e f s . 1, 2 5 y 4 0 ) .
En muros d e m n p c s t e r í a con g r i e t a s e n t r e 0 . 5 y
3 inm de a n c h o se puede recurí-ir a l a i n y e c c i ó n d e r e s i n a s , aun que r e s u l t a más p r á c t i c o el u s o d e una l e c h a d a d e mortero de cemento-arena.
Para grletas d e 3 a 1 0 n,n d e a n c h o será n e c e s a -
rio Emplear a l g ú n a d i t i v o cxpancor con la lechada ( r e f . 4 2 ) .
71
El procedimiento de inyección (refs.1, 11 y 4 0 ) es semejante al descrito para elementos de concreto (fig. 7 . 2 ) .
-------------
.
r G r i e t r i r scllodos despies de limpiar y ontes de i n . 7
1
I
CAplonodo elirninodo
yc
I I
I
I I
L Boquillas
Fig. 7 . 2
7.2.2
poro lo inyección
Inyección de grietas en muros de mampostería (ref. 9)
Sustitución de materiales -
Esta técnica de restauración se recomienda cuando se tienen daños severos. Consiste en la reconstrucción del ele mento, reemplazando l o s materiales dañados por otros en buen estado. Para lograr lo anterior, será indispensable liberar de carga al elemento en reparación mediante apuntalamiento. La preparación de las superficies de unión entre
los materiales viejos y l o s nuevos requiere de una limpieza previa mediante chorro de arena o en su defecto cc>n cepillo de
alambre y chorro d e aire, a continuación de la cual, será nece saria la saturacion con agua o la aplicación de lcchac!a
a
o de
t
!1
I a l g ú n a d h e s i v o a b a s e d e r e s i n a s (refs. 1, 11, 1 5 y 26).
En e l e m e n t o s d e c o n c r e t o se r e c u r r e a este
E
~
cuando se h a p r o d u c i d o e l a p l a s t a m i e n t o d e l c o n c r e t o o e :
’
san-
deo d e l r e f u e r z o . Se d e b e r á p r o c e d e r a remover e l concrt:i*’ da-
,.p i e
ñado d e j a n d o una s u p e r f i c i e ’ r u g o s a , y e n caso d e que se
r a , se s u s t i t u i r á n los t r a m o s d e refuerzo p a n d e a d o s por * ‘ * L - c s
e n buen e s t a d o , m e d i a n t e s u traslape c o n e l r e f u e r z o v i c i b T ,9 con ayuda d e s o l d a d u r a o a l g ú n o t r o sistema d e u n i d n ( r c 1 ” y 11). En el c o l a d o se u t i l i z a r á c o n c r e t o c o n a d i t i v o s c
r e s , p r o c u r a n d o u s a r una c i m b r a h o l g a d a que f a c i l i t e l a
1
s i
-
tbTIO-
c a c i 6 n d e l c o n c r e t o , aunque q u e d e n s o b r a n t e s que haya quf* recortar posteriormente (fig. 7 . 3 a ) . L a s f i g u r a s 7.3 a 7.6
i l u s t r a n a l g u n a s aplic*’‘io-
n e s de e s t a - t é c n i c a e n c o l u m n a s , v i g a s , u n i o n e s y m u r o s
creto (refs. 73, 84, 8 7 y 9 5 ) .
, ! e con
-
~
~
.
1 . c o n c r e t o o r i g i n a l sano; 2 . c o n c r e t o dañado; 3 . c o n c r e t o nuevo; 2 . r e f u e r z o o r i g i n a l ; S. r e f u e r z o nuevo1 6 . e s t r i b o s a d i c i o n a l e s $ 7 . s o l d a d u r a ; 8 . e s t r i b o s e x i s t e n t e s ; 9 . r e f u e r z o e x i s t e n t e ; 10. cimbra
Fig. 7 . 3
S u s t i t u c i ó n d e materiales e n columnas (ref. 1)
Fig. 7 . 4
S u s t i t u c i 6 n de m a t e r i a l e s en v i g a s (ref.11)
b a r r a s dc r e f u e r z o orikinales
b a r r a s de
Fig. 7 . 5
S u s t i t u c i d n de materiales en u n i o n e s ( r e f . 11)
El
t
f
Fig.
7.6
S u s t i t u c i ó n d e materiales e n muros d e c o n c r e t o (ref.11)
También e n e l e m e n t o s de m a m p o s t e r í a c o n g r i e t a s d e
mas
de 10 mm d e a n c h o r e s u l t a r e c o m e n d a b l e p r o c e d e r a l reempla
zo de l a s p i e z a s d a ñ a d a s u s a n d o un mortero r i c o e n c e m e n t o . Una a l t e r n a t i v a p u e d e ser e l s u s t i t u í r l a s por un c a s t i l l o ( r e f . 1) (fig. 7.7).
- i c sustitucidn de p i c z a s
Fig. 7 . 7
S u s t i t u c i ó n d e materiales e n muros d e m a m p o s t e r í a ( r e f . 1)
7.3
Refuerzo de c o i m n a s 7.3.1
Encamisado con concreto r e f o r z a d o
E s t e procedimiento d e r e f u e r z o de columnas
c o n s i-s
t e e n e n v o l v e r l a s con barra: y e s t r i b o s a d i c i o n a l e s o m a l l a e l e s I
t r o s o l d a d a y a ñ a d i r un nuevo r e c u b r i m i e n t o d e c o n c r e t o l a n z a d o
o colado in-situ.
La s u p e r f i c i e d e l e l e m e n t o por r e p a r a r , ade-
más d e p r e p a r a r s e como se i n d i c a e n 7 . 2 . 2 ,
deberá p i c a r s e para
o b t e n e r s u f i c i e n t e rugosidad. S i sólo se e n c a m i s a l a columna
en e l e n t r e p i s o
( f i g . 7.8a) se o b t i e n e un incremento e n su r e s i s t e n c i a a n t e c a r g a a x i a l y f u e r z a c o r t a n t e , a s í como un comportamiento m á s d ú c t i l , p e r o no se a l t e r a l a r e s i s t e n c i a a f l e x i d n o r i g i n a l . Mejorar e s t a Utlima implica e x t e n d e r e l encamisado a t r a v é s d e la l o s a , p r o l o n g m d o e l a c e r o l o n g i t u d i n a l
por o r i f i c i o s que
también f a c i l i t e n el c o l a d o y a ñ a d i e n d o a l g u n o s estribos que a t r a v i e s e n l a s almas d e l a s v i g a s (ref. 1, 4 9 , 50 y 113) ( f i g . 7.8b)
.
83
a.
A-A
b.
B-B.
1. losa 2. viga 3. columna existente 4 . encamisado 5 . refuerzo adicional 6. estribos adicionales
Fig.
7.8
Encamisado de columnas con c o n c r e t o reforzado ( r e f . 1)
E l e n c a m i s a d o más común es e l q u e se e f e c t ú a t o d o
a l r e d e d o r d e l a columna. Si l a columna es de s e c c i ó n r e c t a n g u l a r e l r e f u e r z o se c o n c e n t r a cerca de las e s q u i n a s para p e r m i -
t i r s u c o n f i n a m i e n t o c o n e s t r i b o s ( f i g . 7.9b), o b i e n se repart e d e manera más u n i f o r m e u n i e n d o e l r e f u e r z o nuevo a l v i e j o m e d i a n t e c o n e c t o r e s s o l d a d o s (ref. 1) ( f i g . 7 . 9 a ) .
84
a.
b.
1. 2. 3. 4. 6.
7.
estribos adicionaier Enldadura
Fig. 7.9
Encamisado c o m p l e t o d e columnas (ref. 1)
Cuando e x i s t e n r e c t r i c c i c n e s de e s p a c i o , es posi-
b l e e n c a m i s a r p o r 1 , 2 o 3 l a d o s ú n i c a m e n t e . En t a l caso se puede r e c u r r i r a l u s o de g a n c h o s ( f i g . 7 . 1 0 a ) , e s t r i b o s s o l d a
dos ( f i g . 7 . 1 0 b ) o c o n e c t o r e s e n t r e e l r e f u e r z o l o n g i t u d i n a l ( f i g . 7 . 1 0 c ) , para c o n s e g u i r e l n o n o l i t i s m o en e l elemento
( r e f . 1)
.
a.
b.
C.
1. 2.
3. 1. 5. 6.
1.
columna existente encamisado refuerzo existente refuerzo adicional estribos adicionales soldadura conectores
Fig. 7 . 1 0 Encamisado p a r c i a l de columnas con c o n c r e t o r e f o r z a d o ( r e f . 1) 7.3.2
Encamisado m e t á l i c o
E l encamisado m e t á l i c o se puede e f e c t u a r mediante U
e s q u e l e t o de p e r f i l e s u n i d o s e n t r e s í con s o l e r a s o v a r i l l a s
s o l d a d a s ( f i g . 7 . 1 1 a ) , o b i e n , con e l recubrimien*to t o t a l d e l a c c l i l m n a a b a s e de p l a c a s
6
( r e f . 1) (fig. 7 . 1 1 b ) .
i
. C.
iTDI.
c-c
I
i
1. columna existente: 2. ángulos de aceros 3. placas d e acero; placas de apoyo; 5 . concreto nuevo o lechada;
4.
6. encamisado con placa; 1. soldadura
F i g . 7.11 Encamisado m e t á l i c o de c o l u m n a s ( r e f . 1) E n ambos casos se r e q u i e r e e s p e c i a l a t e n c i ó n p a r a
i1 d i s e ñ o d e l a u n i d n c o n l a s l o s a s , que p u e d e r e s o l v e r s e m e -
i a n t e un c o l l a r de á n g u l o s ( f i g . 7.11a).
El espacio e n t r e l a camisa y l a columna se d e b e re l e n a r c o n u n mortero c o n a d i t i v o e x p a n s i v o o a base d e r e s i -
as.
El r e c u b r i m i e n t o f i n a l c o n c o n c r e t o r e f o r z a d o c o n , a l l a e l e c t r o s o l d a d a , otorga c i e r t a p r o t e c c i ó n c o n t r a l a corro i b n y e l f u e g o y c o n s t i t u y e un b u e n acabado. La d i f i c u l t a d d e p r o l o n g a r l a camisa m e t á l i c a a
.ravés de las losas, l i m i t a su e f e c t i v i d a d a un m e j o r a m i e n t o le l a r e s i s t e n c i a a c a r g a a x i a l y f u e r z a c o r t a n t e , a d u c t i l i d a d . d e l a columna,
a s í ' c o n o de
s i n m o d i f i c a r la r e s i s t e n c i a a
'lexibn e n los extremos.
P7
7.4
R e f_ _u e r z o d e v i q a s --7.4.1
Encamisado c o n c o n c r e t o r e f o r z a d o
D e manera s i m i l a r a l o d e s c r i t o p a r a c o l u m n a s , t a m -
b i é n se pueden r e f o r z a r l a s v i g a s c o n un e n c a m i s a d o d e concret o t e n i e n d o l a s m i s m a s ~ p r e c a u c i o n e sq u e e n e l c a s o m e n c i o n a d o . ( r e f s . 4 9 y 50). S i s ó l a m e n t e se r e q u i e r e r e f o r z a r l a r e s i s t e n c i a a
f l e x i ó n , se p u e d e r e c u r r i r a l e n c a m i s a d o de l a c a r a i n f e r i o r , usando
e c o n e c t o r e s s o l d a d o s p a r a u n i r e l nuevo r e f u e r z o a l v i -
j o , a s í como e s t r i b o s a d i c i o n a l e s q u e t a m b i é n s e r á n s o l d a d o s a
l o s o r i g i n a l e s . Para p r o p o r c i o n a r e l a n c l a j e a d e c u a d o e n los e x t r e m o s , se p u e d e r e c u r r i r a un c o l l a r d e á n g u l o s a l r e d e d o r d e l e x t r e m o de l a columna ( r e f . 1) ( f i g . 7 . 1 2 ) .
1 . refuerzo existente 2 . estribos existentes
3 . rcf ue rzo adiciona 1 4 . estribos adicionales 5 . barra de unidn s o l d a d a 6. soldadura
A-A
7 . collar de ángulos
8-B
Fig. 7.12 18
Zncamisado c o n c o n c r e t o r e f o r z a d o por flcxión (ref. 1)
Cuando se requiere r e f o r z a r t a n t o para flexión cono p a r a c o r t a n t e , e l encamisado se puede e f e c t u a r en 3 c u a s
( f i g s . 7.13a y 7.13b) o todo alrededor d e l a s vigas ( f i g . 7 . 1 3
e ) ; en e s t e Cltimo caso r e s u l t a f a c t i b l e añadir refuerzo
por momento negativo. L a perforacibn de l a l o s a e s necesaria t a n t o para pasar l o s e s t r i b o s como para f a c i l i t a r el colado ( r e f s . 1 y 2).
Fig. 7.13
7.4.2
Encamisado por f l e x i 6 n y c o r t a n t e de vigas con concreto reforzado
Encmisado metálico
Para e l refuerzo de vigas por fiexibn' o c o r t a n t e , se pueCe hacer uso de placas metálicas adheridas con r e s i n a s epóxicas y conectores mecánicos a l a s c a r a s d e l elemento ( r e f s . 2 y 80).
Otra a l t e r n a t i v a de refuerzo l a constituye e l em-
-
pleo d e e s t r i b o s postensados e x t e r i o r e s q u e alimenten l a cr'pac i d a d a c o r t a n t e y l a d u c t i l i d a d d e la v i g a ( r e f s . 1 y 2 )
(fig.
7.14).
1 . v i g a existente 2 . crtribo 3 . placa 4 . tuerca 5 . t t i p u i o net5lico 6.
Fig. 7 . 1 4
7.5
solrl:tdura
R e f u e r z o de v i g a s c o n e s t r i b o s p o s t e n sados ( r e f s . 1 y 2)
R e f u e r z o d e u n i o n e s viga-columna 7.5.1
Encamisado c o n c o n c r e t o r e f o r z a d o .
Con l a s m i s m a s r e c o m e n d a c i o n e s e s t a b l e c i d a s para
e l e n c a m i s a d o d e c o l u m n a s , se p u e d e u s a r e s t a t é c n i c a e n el f u e r z o de l a s u n i o n e s viga-columna
I
e
(ref. 1).
re
El encamisado se puede efectuar localmente en el nudo (fig. 7.15), o bien en combinación con el e n c a n i r t í ' o de vigas y columnas (fig. 7.16).
.
o" Fig. 7 . 1 5
1. barras iongitudinalcs 2. a n i l l o s h o r i z o n t a l e s 3. estribos v e r t i c a l e s 4. e s t r i b o s v e r t i c a l e s
Eiicrlmicado local de un nuao con concreto reforzado (ref. 1)
1 . rcfiierzo de l a columna 2 . refiierro s u p e r i o r de l a v i g a 3 . r e f u e r z o i n f e r i o r de l a v i g a 4 . estribos verticales adicionales 5 . e s t r i b o s a d i c i o n a l e s en l a v i g a 6 . e s t r i b o s a d i c i o n a l e s en l a columna 7 . e s t r i b o s a d i c i o n a l e s en 13 columna
Fig.
7.5.2 -
7.16
Encamisado completo viga-columnanudo (ref. 1)
Encamisado metálico
En e s t r u c t u r a s con marcos e n una s o l a d i r e c c i ó n , como e s e l c a s o cie algunos e d i f i c i o s i n d u s t r i a l e s , es p o s i b l e r e f o r z a r l a s i i n i o n e s con p l a c a s m e t á l i c a s a d h e r i d a s c o n r e s i n a s e p d x i c a s y c o n e c t o r e s mecánicos (ref. 1 ) (fig. 7 . 1 7 )
2
.
p l a c a de acero p l a c a d e acero solera de a c e r o pernos presfor zados soldadura
F i g . 7.17
7.6
Encamisado metálico d e una u n i ó n viga-columna ( r e f . 1)
R e f u e r z o d e muros d e concreto 7.6.1
I n c r e m e n t o de s e c c i o n s
E l aumento e n e l e s p e s o r d e un muro d e concreto
s i q n i f i c a un i n c r e m e n t o e n su r e s i s t e n c i a al corte. S i además
se r e q u i e r e r e f o r z a r su c a p a c i d a d p a r a r e s i s t i r l a f l e x i 6 n , so d e b e a u m e n t a r p a r t i c u l a r m e n t e l a s e c c i ó n d e s u s e x t r e m o s , conc e n t r a n d o e n e l l o s b u e n a p a r t e d e l r e f u e r z o a u i c i o n a l ( r e f . 1) ( f i g . 7.18).
93
B-B
1. 2. 3. 4. 5.
6.
xuro existente losa existente refuerzo 1ongituCinal adicional malla adicional barras diagonales estribos adicionales
Fig. 7.19 Continuidad del Refuerzo en muros de concreto (ref. 1) 7.7
Refuerzo de muros de mampostería 7.7.1
Recubrimiento con mortero reforzado
Este tipo de refuerzo se efectúa recubriendo el mu
-
ro con malla electrosoldada o malla de alambre y un aplanado de mortero. La malla deberá unirse al muro mediznte csnectores espaciados de 50 a 60 cm en ambas direcciones (refs. 1,2, 10, 66, 67, 97 y 100).
Aunque
se puede trabajar en una sola cara, l o s
mejores resultsdos se obtienen cuando el recubrimiento se colo
c a e n l a s d o s y los c o n e c t o r e s a t r a v i e s a n el m u r o ( f i g . 7.20).
.-
iI
i bn
I
Fig. 7.20
R e c u b r i m i e n t o de muros d e mampost e r í a c o n mortero r e f o r z a d o ( r e f . 1 1
P a r a r e s t a u r a r t a n s610 l a r e s i s t e n c i a o r i g i n a l e n
muros d e t a b i q u e rojo o d e t a b i c h , se puede r e c u r r i r a elimin a r e l a p l a n a d o o r i g i n a l 0.5m a ambos l a d o s de l a zona a g r i e t a
-
d a y d e s p u é s d e r e s a n a r l a s g r i e t a s , colocar u n a c a p a de malla
de alambre d e t e j i d o r e c t a n g u l a r u n i d a a l muro c o n t a q u e t e s , a? l a n a n d Q nuevamente c o n mortero de cemento, 7.7.2
Refuerzo de uniones
L a mampostería s i n c o n f i n a m i e n t o t i e n e l a t e n d e n c i a
a l v o l t e o d e s u s muros por e f e c t o d e l sismo, d e b i d o a l a p r e c a -
ria u n i 6 n e n t r e e l l o s . La i n t r o d u c c i 6 n de un sistema d e l i g a c o n s t i t u y e un b u e n r e f u e r z o p a r a este t i p o de e s t r u c t u r a s , cuyo r e p r e s e n t a n t e más t í p i c o s o n l a s c a s a s d e adobe (ref. 8 3 ) . $6
E l uso d e t i r a n t e s h o r i z o n t a l e s , adernds d e s e r v i r
de l i g a e n t r e los elementos de l a e s t r u c t u r a contribuye a mejorar
su r e s i s t e n c i a a l corte ( f i g . 7 . 2 1 )
( r e f s . 9 y 1 0 ) . En
e s t e caso se pueden a p r o v e c h a r las a l t e r n a t i v a s d e soporte pro
-
v i s i o n a l d e l i n c i s o 3.4.2. I
Fig.
7.21
R e f u e r z o c o n t i r a n t e s d e muros de m a m p o s t e r í a ( r e f . 9 )
O t r o procedimiento de refuerzo c o n s i s t e e n el uso de c a d e n a s p e r i m e t r a l e s d e c o n c r e t o ( f i g . 7.22a)
O
d e madera,
c o n o s i n c o n t r a f u e r t e s a d i c i o n a l e s ( r e f s . 9 y 1 0 ) ( f i g . 7.22bl.
97
Viga de concrcio
a
-
EsprJlÓn puro ogorre enire muros
A c o í o c i r h ~ en ~ , cm
Preporoción en el muro ?oro recibir lo vi90
b
-
Fig. 7 . 2 2 C o n f i n a i n i e n t o d e muros de mampost e r í a con cadena periinetral (refs. 9 y 10)
.-
En e s t r u c t u r a s de r.a:31sosterSa con techos de a::a-
d u r a s d e madera o a c e r o , es p o s i b l e r e f o r z a r l a l i g a e n t r e 01 techo y los m u r o s p a r a e v i t a r su v o l t e o , r i g i d i z a n d o el t e c h o
mediante c o n t r a v e n t e o en su p l a n o y r e f o r z a n 6 0 su a n c l a j e a ' l o s muros ( f i g . 7.23).
F i g . 7.23
*
R i g i d i z a c i ó n de t e c h o s d e armaduras ( r e f . 91
También s e puede r e c u r r i r a f a j a s d e mortero r r f c r zado s i m i l a r e s e n su f a b r i c a c i h a l r e c u b r i m i e n t o d e s c r i t o ere l i n c i s o a n t e r i o r , cuidando de mantener l a c o n t i n u i d a d d e 1,s
malla d e alambre e n l a s e s q u i n a s ( r e f . 9 ) ( f i g . r.24).
,
' .
Fig. 7 . 2 4
Confinamiento de muros de mampostería con f a j a s de mortero reforzado (ref. 9)
8.
RESTAURACION Y REFUERZO DE ELEMENTOS NO-ESTRUCTURALES 8.1
C o n s i d e r a c i on e s q e_--nerales LOS
e l e m e n t o s no e s t r u c t u r a l e s e s t á n c o n s t i t u i d o s
por e l e q u i p o y las i n s t a l a c i o n e s :lecesarias para e l f u n c i o n a
m i e n t o de l a c o n s t r u c c i ó n , a s í como por l o s e l e m e n t a s a r q u i t e c t-ónicos. L a r e p a r a c i ó n d e e s t o s e l e m e n t o s implica e n l a ma-
y o r í a de los c a s o s la r e s t a u r a c i ó n y e l r e f u e r z o d e sí m i s m o s y de s u s u n i o n e s c o n l a e s t r u c t u r a , t e n i e n d o e n c u e n t a s u i n t e r -
a c c i ó n c o n é s t a Ú l t i m a . S i se h a o p t a d o por d e s l i g a r d i c h a s u n i o n e s , de m a n e r a t a l q u e e l moviinientcr d e l a e s t r u c t u r a n o i n t r o d u z c a d i s t o r s i o n e s e n los elementos n o e s t r u c t u r a l e s , deb e r á n r e s t a u r a r s e l a s j u n t a s manteniendo h o l g u r a s adecuadas a l o s d e s p l a z a m i e n t o s e s p e r a d o s y a d e m á s será n e c e s a r i o r e v i s a r l a e s t a b i l i d a d d e l o s elementos a n t e e l sismo p a r a r e s t a u r a r y
r e f o r z a r s u s a n c l a j e c ( r e f . 16). S i por e l c o n t r a r i o , l a soluc i ó n c o n s i s t e e n i n t e g r a r los elementos n o - e s t r u c t u r a l e s a l a
8 -
e s t r u c t u r a , e s t o s d e b e r á n t e n e r s e e n c u e n t a para e l a n á l i s i s d e l a d i s t r i b u c i ó n d e l a s f u e r z a s , d e d o n d e d e b e r á n obtenerse 10s e l e m e n t o s m e c á n i c o s para-p: i :it 7-1r su r e s t a u r a c i ó n y r e f u e r 20
( r e f s . 1 6 , 28 y 2 9 ) . La g r a n d i v e r s i d a d d e e l e m e n t o s n o e s t r u c t u r a l e s
h a c e d i f í c i l d e t a l l a r c a d a caso e n p a r t i c u l a r . A c o n t i n u a c i 6 n se p r e s e n t a n r e c o n e n d a c i c > n e s p a r a los principales e l e m e n t o s
'
101
a r q u i t e c t 6 n ico s. 8.2
Muros d i v i s o r i o s . El t i p o m d s común d e e l e m e n t o s d i v i s o r i o s e n nues-
t r o medio l o c o n s t i t u y e n l o s muros d e mampostería; e p t o s e n ge .
neral
e
c son e l e m e n t o s muy r í g i d o s , q u e t i e n d e n a t r a b a j a r e s t r u -
t u r a l m e n t e a b s o r b i e n d o buena p a r t e de l a s f u e r z a s sísmicas cuan d o se e n c u e n t r a n l i g a d o s a l a e s t r u c t u r a ; sin embargo, son taiib i e n muy f r á g i l e s y s u f r e n d a ñ o s a n t e d e f o r m a c i o n e s p e q u e ñ a s . Por esta r a z ó n ,
no c o n v i e n e i n t e g r a r l o s a - l a e s t r u c t u r a , a m e -
n o s q u e t a m b i é n e l l a sea muy r í g i d a (marcos r o b u s t o s d e poca
a l t u r a o e s t r u c t u r a s a base d e muros d e c o n c r e t o ) . Debe t e n e r se e s p e c i a l c u i d a d o e n e v i t a r l i g a r a l a e s t r u c t u r a muros que
-
n o c u b r a n t o d a l a a l t u r a y q u e propicien l a f a l l a d e l a s co1i;m n a s como " c o l u m n a s cortas" ( r e f . 16)
. Asimismo,
debe e v i t a r s e
q u e l a u b i c a c i ó n d e l o s muros q u e si se l i g u e n o r i g i n e e x c e n t r i c i d a d e s i m p o r t a n t e s , como es e l caso con los muros d e c o l i n d a n c i a en e d i f i c i o s en esquina. S i e l daño o c u r r i ó e n e l muro, se puede r e c u r r i r
a l a s m i s m a s t é c n i c a s d e r e s t a u r a c i ó n y r e f u e r z o d e s c r i t a s en e l c a p í t u l o 7. Si e l problema se p r e s e n t 6 e n la u n i ó n con l a
e s t r u c t u r a e n muros d e s l i g a d o s , o - b i e n ,
e l c r i t e r i o d e r e p a ra
c i á n e x i g e e l d e s l i g u e de a l g u n o s muros, debe p r o p o r c i o n a r s e una s e p a r a c i d n mínima d e 2 c m ( r e f . 16) r e s p e c t o a las column a s y a l a l o s a s u p e r i o r , c u i d a n d o de g a r a n t i z a r l a e s t a b i l i d a d d e l muro c o n t r a e l volteo. L a s h o l g u r a s en los extremos
de los m u r o s se 62ben rellenar con algún material flexible y aislante como la espuma de poliestireno o el celotex. Algunas alternativas para desligar los muros de la estructura se muestra en las figuras 8.1 y 8.2. 0
MURO
1 COLUMNA_/
Fig.8.1
Alternativas para desligar l o s muros de la estructura en Flanta (ref. 36)
103
F i g- . 8 . 2
A l t e r n a t i v a s p a r a d e s .,qar l o s muros de l a e s t r u c t u r a en e l e v a c i ó n ( r e f . 1 6 )
Cuando l o s e l e m e n t o s d i v i s o r i o s son p r o d u c t o s comerciales d e l t i p o d e los c o n s t i t u i d o s por un armazón d e mader a o m e t á l i c o con r e c u b r i m i e n t o s de madera o y e s o , se t i e n e n
muros más f l e x i b l e s , que d e t o d a s formas c o n v i e n e d e s l i g a r d e .
l a e s t r u c t u r a mediante d e t a l l e s que dependen d e c a d a p r o d u c t o
en particular.
8.3
Recubr irnientos
Los r e c u b r h i e n t o c petreos dañados, d e b e r á n ser
re
emplazados cuidando de p r o p o r c i o n a r a l g ú n a n c l a j e mecánico con
la e s t r u c t u r a .
-
En e l caso de r e c u b r i m i e n t o s p r e f a b r i c a d o s , además d e d e t a l l a r los a n c l a j e s ,
será n e c e s a r i o p r o v e e r l a s h o l g u r a s
n e c e s a r i a s entre e l l o s p a r a e v i t a r que l o s a f e c t e n los movimientos l a t e r a l e s de l a c o n s t r u c c i ó n (ref. i6). Debera tener-
se e n c u e n t a q u e d e p e n d i e n a o d e l t i p o d e a n c l a j e , e s t o s e l e m en tos pueden i n t r o d u c i r m o d i f i c a c i o n e s i m p o r t a n t e s e n l a r i g i d e z de la estructura.
8.4
Ventanas P a r a l a r e p a r a c i ó n d e l a v e n t a n e r í a , además d e s u s
t i t u i r los v i d r i o s rotos, debe v e r i f i c a r s e q u e e x i s t a una h o l g u r a e n t r e los marcos d e l a s v e n t a n a s y l a e s t r u c t u r a o e n t r e e l l o s y l o s v i d r i o s . E s t a h o l g u r a d e b e r e l l e n a r s e con un s e l l a d o r q u e p e r m a n e z c a f l e x i b l e con e l tiempo. S e r e c o m i e n d a q u e l a h o l g u r a mínima sea (ref
. 16) :
iib c = 2(1 + b/h)
d o n d e c e s l a h o l g u r a mínima (cm), JI es l a distor-
s i ó n d e e n t r e p i s o admisible ( r e f s . 1 6 , 28 y 2 9 ) y b y h son e l ancho y e l a l t o d e l v i d r i o ( c m ) .
8.5
Plafones L a r e p a r a c i ó n d e p l a f o n e s implica: r e e m p l a z a r l a s
p i e z a s d a ñ a d a s ; r e s t a u r a r y r e f o r z a r l o s a n c l a j e s a l techo i n cluyendo c o n t r a v e n t e o para e v i t a r e l balanceo, y g a r a n t i z a r u n a h o l g u r a perimetral q u e e v i t e la i n t e r a c c i 6 n c o n l a e s t r u c -
t u r a (refs. 1 6 , 28 y 2 9 ) .
I
1o5
9.
SUPZRVISION Y VERIFICACION DE LA REPARACION
9.1
Objetivos L a r e p a r a c i ó n de una e s t r u c t u r a i m p l i c a e l empleo
.
d e m a t e r i a l e s , t é c n i c a s y s o l u c i o n e s e s t r u c t u r a l e s poco comun e s en l a práctica c o t i d i a n a . Por esta causa, r e s u l t a n e c e s a r i o & p l a n t a r p r o c e d i m i e n t o s de s u p e r v i s i ó n , t a n t o a l n i v e l d e l pro y e c t o como d e la c o n s t r u c c i ó n , c u y o o b j e t i v o sea la correcta
e.je
c u c i d n de un trabajo muy e s p e c i a l i z a d o . .9.2
Supervisi6n del proyecto
Es c o n v e n i e n t e q u e l o s g r u p o s de d i s e ñ o r e c u r r a n a l a asesoría y s u p e r v i s i ó n de i n g e n i e r o s i n d e p e n d i e n e s , p a r a p r o y e c t o s d e l a i m p o r t a n c i a q u e puede t e n e r la r e p a r a c i ó n d e una e s t r u c t u r a . En una primera e t a p a , e s t a r e l a c i d n p u e d e esta blecerse a traves d e l e s t u d i o de las a l t e r n a t i v a s d e s o l u c i ó n ,
posteriormente,
e l s u p e r v i s o r deberá r e v i s a r los c r i t e r i o s d e
d i s e ñ o , comprobar l a e x a c t i t u d ' de l o s c 3 l c u l o s y v e r i f i c a r q u e l o s p l a n o s y l a s e s p e c i f i c a c i o n e s t r a n s m i t a n l a s o l u c i ó n d e ma -
nera c l a r a y precisa a l c o n s t r u c t o r , -
9.3
S u p e r v i s i h de l a c o n s t r u c c i ó n L a s u p e r v i s i ó n d e l proceso c o n s t r u c t i v o por p e r s o -
n a l i n d e p e n d i e n t e del c o n t r a t i s t a es un p r o c e d i m i e n t o comunmen
te a c e p t a d o . La p r i n c i p a l d i f e r e n c i a que p r e s e n t a l a s u p e r v i -
si6n de una obra de r e p a r a c i ó n respecto a una c o n s t r u c c i ó n nue 107
va, e s t r i b a e n e l manejo.de m a t e r i a l e s novedosos como e l conc r e t o lonzacio y l a s r e s i n a s , y en l a necesidad de a d a p t a r l a s
s o l u c i o n e s d e l p r o y e c t o a l a s c o n d i c i o n e s ya e x i s t e n t e s e n l a e s t r u c t u r a , nanteniendo un c o n t r o l r i g u r o s o d e l a e jecuciCn de todos los d e t a l l e s .
.
La s u p e r v i s i ó n de c a l i d a d e n el c o n c r e t o lanzado,
r , e q u i e r e d e la i n s p e c c i ó n c o n t i n u a de l o s m a t e r i a l e s , e l equi PO y e l procedimiento de a p l i c a c i ó n . Debe i n t e n t a r s e d e t e c t a r
-
huecos a golpe d e m a r t i l l o y apoyar l a s u p e r v i s i ó n con l a p r u e ba d e p a n e l e s d e muestra y con l a e x t r a c c í d n de corazones
( r e f s . 1, 3 4 y 1 0 9 ) .
El c o n t r o l de c a l i d a d p a r a e l u80 d e r e s i n a s i n p l-i c a l a s u p e r v i s i d n d e l proporcionamiento y del procedimiento de mezclado d e los componentes, a s í como l a i n s p e c c i d n d e l proce-
so de a p l i c a c i $ n , cuidando que ésta se l l e v e a cabo e n e l t i e m Do e s p e c i f i c a d o a p a r t i r d e l a mezcla. La e x t r a c c i d n y prueba de corazones e n g r i e t a s i n y e c t a d a s con resinas, permite v e r i f i
car l a c a l i d a d de l a i n y e c c i ó n y l a d e l comportamiento de l a r e s i n a ( r e f s . 1 y 3 4 ) . Tanbien puede u s a r s e p a r a este o b j e t i v o e l a n á l i s i s con u l t r a s o n i d o d e l elemento r e p a r a d o ( r e f . 4 5 ) . 9.4
Verificaci6n de l a reparacidn L a s p r u e b a s d e c a r g a como metodo de v e r i f i c a c i ó n
de l a e f i c i e n c i a d e l a r e p a r a c i h ,
se encuentran l i m i t a d a s por
l z s p o s i b i l i d a d e s d e aplicar c a r g a s l a t e r a l e s , pues no es po-
-
s i b l e e v a l u a r l a capacidad r e s i s t e n t e a n t e sismo d e una e s t r u c
t u r a a p a r t i r d e un3 prueba d e c a r g a v e r t i c a l . Una b u e n a a l t e r n a t i v a c o n s i s t e e n l a m e d i c i ó n d e l
p e r í o d o f u n d a m e n t a l d e l a e s t r u c t u r a a n t e s y d e s p u e s d e l a rep a r a c i ó n . S i é s t a se h a e f e c t u a d o con é x i t o , e l aumento e n l a r i g i d e z d e l a e s t r u c t u r a o e ' d e b e r e f l e j a r e n una d i s m i n u c i ó n d e l p e r l o d o , q u e d e b e c o i n c i d i r e n su v a l o r c o n el o b t e n i d o d e l modelo d i n á m i c o u s a d o para e l a n á l i s i s de d i c h a r e p a r a c i ó n .
La
d e t e r m i n a c i ó n d e l p e r í o d o se d e r i v a d e l a n á l i s i s d e l a s v i b r a ciories d e l a e s t r u c t u r a d e b i d a s a l r u i d o a m b i e n t a l , a l a impos i c i ó n de condiciones i n i c i a l e s de deformacidn o velocidad, o a un e q u i p o e x c i t a d o r . Usualmente, se c o l o c a n l o s s e n s o r e s en l o s e j e s p r i n c i p a l e s d e l e d i f i c i o y se e f e c t ú a n l a s m e d i c i o n e s e n
dos d i r e c c i o n e s o r t o g o n a l e s y e n v a r i o s n i v e l e s i n t e r m e d i o s ( r e f s . 1, 2, 4 , 6, 11, 2 7 y 69).
R i2 F E R Z.N C 1 A S
1.
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Bett,
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A P E N ’ D I C E
A
DIMENS~IONAMIENTO DE PIEZAS DE MADERA PARA APUNTALAMIIXTO
(ref. 32)
.
Dimensiones: Usar l a s d i m e n s i o n e s reales, no l a s n o m i n a l e s .
Esfuerzos permisibles:
L o s e s f u e r z o s d e b i d o s a l a s c a r g a s pre -
v i s t a s , no a f e c t a d a s d e f a c t o r e s d e c a r g a , deben ser i g u a l e s
o menores q u e los e s f u e r z o s p e r m i s i b l e s de l a t a b l a A -1 .
.
123
l
'
Sección
Transversal
Flexi6n fbP
Tensi6n tP
b
:ompe s i ó n Compresión baralela a. e r p e n d i c u . C o r t a n t e .as f i b r a s llar a las f fibras f VP CP
P i e z a s de 2 p u l g de grosor o menos y 6 p u l g de ancho c menos Polines ( 4 x 4 pul@
f
P
nP
95
70
80
25
10
9 0 O00
85
65
75
25
10
8 5 O00
75
60
70
25
10
8 0 O00
Vigas ( 4 x 8
p u l g ) y seccio n e s mayores
tódulo de ! l a sticidac e l a s t i c i ciaci r n í n i Iromed i o mo E
50 O00
NollAs: Para que sean aplicables estos esfuerzos l a madera no d e h tener nudos que ocupen 116s de la cuarta parte de la secci6n de la pieza y el contenia de hinredad debe aer menor que 18%.
. Si la m d a a e d hcmeda (el contenido de hu-&hd mayor Cie la%), e l esfuerzo aortante (f ) debe reüusirse en 15%, la ccnpresi6n paralela a fibras (fCP) en 20% y la canpresión perPenaiculmw(fnp 1 .en 50%. .
Dimensionamiento de p u n t a l e s s u j e t o s e s e n c i a l m e n t e a cal-cas a x i a l e s de compresión. CaDacidad d e c a r a a : P = f c d A .
donde:
.......
(a)
P = Capacidad a x i a l de compresión a d m i s i b l e (kg). fcd = Esfuerzo de compresión p e r m i s i b l e (kg/cin2), según ecuación ( b ) .
A = á r e a d e la s e c c i ó n d e l p u n t a l . 2
ícm 1
E s f u e r z o p e r m i s i b l e de compresi6n:
donde:
Emín
= Módulo d e e l a s t i c i d a d mínimo
(kg/cm2), según t a b l a A-l. fcP -
= E s f u e r z o p e r m i s i b l e en compresión
p a r a l e l a a l a s f i b r a s , cuando no r i g e n l o s efectos d e ' e s b e l t e z
(kg/cm2 ) ,
según t a b l a A - l .
kt = Longitud e f e c t i v a .
b = dimensibn de l a s e c c i ó n en l a d i r e c c i ó n crÍtica (cm). 125
5oriqitudes efectivas
Tomar k = 1 y II = l o n g i t u d ' t o t a l del p u n t a l cuando no e x i s t e a r r i o s t r a m i e n t o . Tomar k = 1 y II = l o n g i t u d e n t r e nudos o p u n t o s d e
apoyo cuando e x i s t e arriostramien
to, como e n l o s e j e m p l o s de l a g u r a A.1.
fi
l i
1
F i g . A. 1. L o n g i t u d e s e f e c t i v a s l
,
Zs necesario r e v i s a r l o s efectos d e e s b e l t e z e n l a s dos direcciones p r i n c i p a l e s ; r e g i r d l a c o n d i c i d n más d c s f a v o r a -
ble.
Miembros c o n p u e s t e
La c a p a c i d a d d e miembros formados por la u n i d n de p i e z a s con p e r n o s o f l e j e s como e n l a f i g . 3.3b. 8
26
debe tomarse
i g u a l a ,la suma de l a s c a p a c i d a d e s de l o s miembros unidos ccin \
siderados i n d e p e n d i e n t e n e n t e .
127
1
