Post on 22-Jul-2015
EVALUACION Y REFORZAMIENTO DE ESTRUCTURAS
Ing. Omart Tello Malpartida
UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
Reparar.-El proceso de reemplazar o corregir los elementos dañados de una estructura.
Reforzar.-Es el proceso de incrementar la capacidad de resistencia a mayores cargas en toda la estructura o parte de ella.
Introducción
Evaluación y Reforzamiento Estructural Ing. Omart Tello Malpartida
La evaluación consiste en el correcto diagnóstico de las causas de falla en la estructura y del estado en que se encuentra.
Evaluación Estructural
Evaluación y Reforzamiento Estructural Ing. Omart Tello Malpartida
Levantamiento de datosInspección minuciosa de campo y estudio de los daños estructurales y no estructurales ocurridos y su representación a escala apropiada.
Evaluación Estructural
Evaluación y Reforzamiento Estructural Ing. Omart Tello Malpartida
Evaluación Estructural
Investigar si la naturaleza de las cargas dan algún indiciode sobrecargas mayores a las diseño.
Diagnostico aproximado sobre el estado de la obra.
Examinar los planos del proyecto y evaluar la magnitud de los esfuerzos.
Tomar muestras mediante perforaciones diamantinas y suexamen en un laboratorio con la finalidad de conocer suresistencia, estructura y la concentracion de los productosperjudiciales que se encuentran en ellas.
Evaluación de Daño
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Evaluación EstructuralEvaluación de Daño (Ensayos)
Esclerometria
Diamantina
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PISO BLANDOEl área de los
elementos verticales resistentes al corte en un nivel, difiere sustancialmente con los siguientes niveles.
Causas de Fallas mas Comunes
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DISCONTINUIDAD EN LOS ELEMENTOS RESISTENTES
Antes Después
Causas de Fallas mas Comunes
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IRREGULARIDAD TORSIONAL
Cuando el centro de rigideces y el de masas no coinciden, generando un momento torsor, que provoca grandes desplazamientos en el extremo flexible del edificio. .
Causas de Fallas mas Comunes
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Irregularidad Torsional
Causas de Fallas mas Comunes
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Esquinas Entrantes y Longitud de la edificación
Causas de Fallas mas Comunes
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FALLAS POR IMPACTO
Consiste en el golpeo de dos o más edificaciones adyacentes que vibran de manera diferente, y entre las cuales no se ha dejado separación suficiente. Depende de la flexibilidad de la edificación.
Causas de Fallas mas Comunes
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COLUMNA CORTA
Los muros no estructurales no son separados de la estructura principal produciéndose concentraciones de esfuerzos en los extremos.
Causas de Fallas mas Comunes
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FALLAS EN ENCUENTROS VIGAS - COLUMNAS
En las conexiones de elementos se presentan con frecuencia concentraciones elevadas y condiciones complejas de esfuerzos, los cuales muchas veces no son considerados.
Causas de Fallas mas Comunes
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Nudo exterior de pórtico, 1er piso; las fisuras son de flexión, producto de una inversión de momentos por efectos sísmicos.
Columna interior, 2do piso; la foto muestra una grieta típica de falla por cortantede la columna debido a una colisión con el muro bajo de la derecha (“columna corta”)
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Nudo exterior 1º piso; las fisuras horizontales en la esquina señalan un sobre-esfuerzo de la armadura debido a la flexo-compresión bi-axiala la que esta sometida esta columna.
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columna típica en el 2do piso; la grapa metálica sujeta el muro alfeizar apoyándose en la columna pero invadiendo la junta sísmica, la cual queda anulada.
en el tramo final la columna esta afectada por cortante (“columna corta”)
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Resumen de daños en la estructura
1
1
4
2
3
1
2
2
2
3
1
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1
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1
1
1
2
22 24
3 3
1
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22 24
3 3
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Analisis Estructural (sin reforzar )
Evaluación Estructural
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Analisis Estructural (con reforzamiento)
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Evaluación Estructural
Conclusiones de la Evaluación
Se deben considerar alternativas de reparación y/o reforzamiento, incluyendo estudio de factibilidad.
Lo más importante es recuperar o devolver la capacidad sísmica de la estructura; modificando algunas de sus características (rigidez, resistencia, etc)
Si la recuperación no es factible deberemos optar por demoler la estructura y reemplazarla por otra nueva.
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El objetivo.-
Asegurar que la edificación pueda seguir funcionando, bajo la acción de las cargas de gravedad y efectos sismos que se encuentre sometido.
Esto se logra mediante el refuerzo de los elementos existentes o incorporando elementos estructurales adicionales para mejorar los niveles de resistencia, flexibilidad y ductilidad.
Reforzamiento Estructural
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REFORZAMIENTO CON MUROS DE CORTE
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REFORZAMIENTO CON MUROS DE CORTE
Muro estructurales en la periferia.
Muro estructurales en el interior
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Método de refuerzo:inclusión de muros
(interiores o exteriores)
La capacidadsismorresistente de unaestructura puede ser incrementada, añadiendonuevos muros de corte, para resistir parte o todala fuerza sismica de la estructura, dejando la estructura original pararesistir solamente aquellaparte de la acción sismicaque se juzgue de confianza.
NUEVOS MUROS DE CORTE
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Adición de muros
Incrementar la resistencia al corte .-Esto se obtieneincrementando el espesor del muro , se construye medianteganchos de 90º, adheridos con resina epoxica.
MUROS EXISTENTES
Incrementar la resistencia al corte y la flexion.- Esto se logra incrementando el espesordel muro por una o dos caras y añadiendo elementos de confinamiento en los extremosdel muro.
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REFORZAMIENTO CON ADICION DE ARRIOSTRAMIENTOS
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Método de refuerzo: Diagonales o arriostres.
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REFORZAMIENTO CON ADICION DE CONTRAFUERTES
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Método de refuerzo: Elementos en contrafuerte, utilizados en el Hospital de Cardiología del Instituto
Mexicano del Seguro Social-México
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REFORZAMIENTO CON ADICION DE PORTICOS
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Método de refuerzo: Pórticos perímetrales, utilizados en el Hospital México de la Caja Costarricense
del Seguro Social, Costa Rica
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Metodos de reforzamiento estructural
REFORZAMIENTO : REHABILITACION COMPLETA
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Metodos de Reforzamiento Estructural
El proposito de estereforzamiento es mejorarla resistencia sismica de una edificacionaumentando la capacidadsismoresistente de suscolumnas
Aumenta capacidadresistente
Incrementa ductilidad
REFORZAMIENTO DE COLUMNAS
REFORZAMIENTO : REHABILITACION COMPLETA
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Aumentando la seccion de la columnaañadiendorefuerzolonguitudinal y transversal, estetipo de reforzamiento se realiza con concretos de f’c>210 kg/cm2.
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Refuerzo metalico, adosando perfilesmetalicos , arriostradosmediante conectores
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Método de refuerzo: Encamisado metálico de elementos estructurales
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Confinamiento de columnas mediantemantas de fibra de carbono, adheridosmediante resina epoxica
Método de refuerzo: Tejidos de Fibra de
Carbono
El proposito es reforzarelementos a flexion, frente a momento flectory esfuerzo cortante porflexión.
Aumenta capacidadresistente a flexion y corte
Incrementaductilidad
REFORZAMIENTO DE VIGAS
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Aumentando la sección de la viga añadiendorefuerzolonguitudinal y transversal, este tipo de reforzamientose realiza con concretos de f’c>210 kg/cm2.
El espesor de la envoltura no debera ser menor de 4 cm. Para aplicaciones de concreto a presion (shotcrete) y no menor de 8cm. Para concreto vaciadonormalmente.
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Refuerzometalico, chapasadheridas con resina epoxica
Refuerzo de vigas a flexión
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Refuerzo de vigas a cortante
Laminas de fibra de carbono, adheridas con resina epoxica, la aplicaciónesta restringida a cargasde gravedad y que el concreto se encuente en buenas condiciones.
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Prueba de adherencia
Ensayo de adherencia de la fibra de carbono a viga de hormigón, según norma ACI 530-R
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Ventajas de Fibra de carbono Viga Simplemente apoyada; aumento de carga viva 35 %
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Tecnicas de post tensadoEs una tecnica especial queimplica el cambio del sistema estructural.
Esta consiste en introducircargas exteriores en el elemento en flexión, queopuestas a las cargaspermanentes o sobrecargas, permiten aliviar susituación frente a momentoflector o esfuerzocortante.
REFORZAMIENTO: CABLES DE POST TENSADO
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INYECCION EPOXICA
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METODO POR VERTIDO O GRAVITACIONAL
1 3 4Sikadur 52
2 5
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1
23
5
6
4
METODO POR INYECCION O PRESION
PROCEDIMIENTO
Verificar el espesor de la fisura
El proceso de inyección se detiene cuando aparece la resina epóxicapor encima de la boquilla por la cual se inyecta.
SALIDA DE AIRESALIDA DE AIRE
ELEMENTO DE CONCRETOELEMENTO DE CONCRETO
MANGUERA DE INYECCIONMANGUERA DE INYECCION
APARECE SIKADUR 52 POR APARECE SIKADUR 52 POR ENCIMA DE LA ENCIMA DE LA BOQUILLA BOQUILLA INYECTADAINYECTADA
DD
DD
BOQUILLA SELLADABOQUILLA SELLADA
DD
DD
PROCEDIMIENTO
DESVENTAJASNo se pueden inyectar fisuras con un ancho mayor a 5mm. Cuando se presentan estos problemas es mejor usar otros métodos como el grapado o la colocación de elementos de refuerzo (planchas de acero o fibras de carbono) en sentido perpendicular al de la fisura. El elemento fisurado debe ser sellado para evitar la corrosión de la armadura.
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Disminución de Peso : Quitar Piso Superior
Método de refuerzo: Disminución de Peso
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Método de refuerzo: Holguras, Hacer cortes en muros no estructurales, separándolo de la estructura
principal
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Metodos de reforzamiento estructural
REFORZAMIENTO : AISLAMIENTO DE LA BASE DEL EDIFICIO
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Método de refuerzo: Aislamiento Sísmico
Edificio con apoyos fijos
Edificio con el sistema de aislamiento
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Método de refuerzo:
Aislamiento Sísmico
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Sistema ADAS:(a) Dimensiones(b) Conexión típica(c) Ubicación en el pórtico.
Método de refuerzo: Disipadores por plastificaciónReforzamiento : Mediante disipadoresde energia
13V
23V
V
(b)
13V
23V
V
(c)
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Reforzamiento : Mediante disipadoresde energia
Método de refuerzo: Disipadores de energía, utilizados en las oficinas centrales del Instituto Mexicano del Seguro Social-México
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GRACIAS ….