Tello, Omart Ing. Evaluacion y Reforzamiento de Estructuras. UNFV PDF

 

UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL 

EVALUACION Y REFORZAMIENTO DE ESTRUCTURAS 

Ing. In g. Omart Omart Tell Telloo M Mal alpar parti tida  da 

 

Introducción 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.

Evaluación y Reforzamiento Estructural

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Evaluación Estructural

La evaluación consiste en el correcto de las causas de falla endiagnóstico la estructura y del estado en que se encuentra.

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Evaluación Estructural Levantamiento de datos Inspección minuciosa de campo y estudio de los daños 

estructurales no estructurales ocurridos y su representación ya escala apropiada.

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Evaluación Estructural Evaluación de Daño 

Investigar si la naturaleza de llaas cargas dan algún indicio de sobr sobrec ecar arga gass ma mayo yore ress a la lass di dise seño ño.

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stad adoo de la la obr obra a. Diagno Diag nossti tico co apro aproxi xima mad do sob obre re el est Exam Ex amin inar ar lo loss pla plano noss de dell pro proye yect ctoo  y evaluar la magnitud de los esfuerzos.

Tomar muestras mediante perforac acio ionnes dia iam mantinas y su examen en uunn la laboratorio con la la ffiinalidad de ccoonocer su resist res istenc encia, ia, es estru tructu ctura ra y la concen concentra tracio cionn de los ppro roduc ductos tos perjud per judici iciale aless que se enc encuen uentra trann en ell ellas. as.

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Evaluación Estructural Evaluación de Daño (Ensayos) Diamantina

Esclerometria

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Causas de Fallas mas Comunes PISO BLANDO El área de los verticales elementos resistentes al corte en un nivel, difiere sustancialmente con los siguientes niveles.

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Causas de Fallas mas Comunes DISCONTINUIDAD EN LOS ELEMENTOS RESISTENTES

Antes

 

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Después Ing. Omart Tello Malpartida

 

Causas de Fallas mas Comunes IRREGULARIDAD TORSIONAL Cuando el centro de rigideces el de masas coinciden,ygenerando unno momento torsor, que provoca grandes desplazamientos en el extremo edif ed ific icio io.. .flexible del

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Causas de Fallas mas Comunes Irregularidad Torsional

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Causas de Fallas mas Comunes

Esquinas Entrantes y Longitud de la edificación

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Causas de Fallas mas Comunes FALLAS POR IMPACTO Consiste en el golpeo de dos oadyacentes más edificaciones que vibran de manera diferente, y entre las cuales no se ha dejado separación suficiente. Depende de la flexibilidad de la edificación.

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Causas de Fallas mas Comunes COLUMNA CORTA Los muros no estructurales no son separados de la estructura principal produciéndose concentraciones de esfuerzos extremos. en los

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Causas de Fallas mas Comunes

FA FALL LLAS AS EN EN ENCU CUEN ENTR TROS OS VI VIGA GAS S - CO COLU LUMN MNAS AS En las conexiones de elementos se presentan con frecuencia concentraciones elevadas y condiciones complejas de esfuerzos, los cuales muchas veces no son considerados.

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Nudo exterior de pórtico, 1er flexión, piso; las fisuras de flexión producto de una son inversión de , momentos por efectos sísmicos.

Columna interior, 2do piso; la foto típicamuestra de fallauna porgrieta cortante de la columna debido a una colisión con el muro bajo de la derecha (“columna corta”)

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Nudo exterior exterior 1º piso; las fisuras fisuras horizontales en la esquina señalan un sobre-esfuerzo de la armadura debido a la flexo-compresión bi-axial a 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 sísmica, la cual queda  junta sísmica, anulada. en el tramo final la columna esta afectada por cortante (“columna corta”)

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Resumen de daños en la estructura 1

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Evaluación Estructural Anal alis isis is Es Estr truc uctu tura ral  l (s (siin re refo forrzar )  An

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Evaluación Estructural

An Anal alis isis is Es Estr truc uctu tura ral  l (con (con reforzamiento) 

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Conclusiones de la Evaluación 

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Se deben considerar alternativas de reparación y/o reforzamiento, incluyendo estudio de factibilidad. Lo más importante es recuperar o devolver la capacidad sísmica dede la estructura; modificando algunas sus características (rigidez, resistencia, etc) Si la recuperación es factible ydeberemos optar por demoler no la estructura reemplazarla por otra nueva.

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Reforzamiento Estructural 

El objetivo. Asegurar que la edificación pueda seguir funcionando, bajo la acción de las cargas de gravedad 

 y efectos sismos que que se encuentre sometido 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.

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REFORZAMIENTO CON MUROS DE CORTE 

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REFORZAMIENTO CON MUROS DE CORTE 

Muro estructurales en la

Muro estructurales en el

periferia.

interior

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NUEVOS MUROS DE CORTE 

La capacidad sismor sis morres resist istent entee de un unaa es estr truc uctu turra pued puede e se serr incrementada, añadiendo nuev nu evos os mu muro ross de co cort rte, e, para resistir parte o toda la fuerza sismica de la estructur estruc tura tura, aa,origin ori dejand dej ginal ando alopa para lara resi re sist stir ir sola solame ment ntee aq aque uell llaa part pa rtee de la acci acción ón sism sismic icaa que se jjuuzgue de confianza. Método de refuerzo:  inclusión de muros (interiores o exteriores)  Evaluación y Reforzamiento Estructural

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MUROS EXISTENTES 

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Increm Incr emen enta tarr la re resi sist sten enci cia a al .-Es Esto to se ob obti tien enee corte .incr in crem ndo otruy eluye eesp esor oriant del de le muro mu roemen , enta se setand co cons nstr espes m ed edia nte ganc ga ncho hoss de 90º, 90º, adh adher erid idos os co conn resi re sina na ep epox oxic ica. a. Increm Incr emen enta tarr la re resi sist sten enci cia a al cort co rte e y la la fle flexi xion on.- Esto sto se logr lograa in incr crem emen enta tand ndoo el eesp spes esor or del muro por una o dos ca caras y

añad añ adie iend ndooiento elem el emen ento tos detrem co conf nfin inam amie nto en los loss extr ex emos os del muro.

Adición de muros  Evaluación y Reforzamiento Estructural

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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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REFORZAMIENTO : REHABILITACION COMPLETA 

Metodos de reforzamiento estructural 

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REFORZAMIENTO REHABILITACION Refo:rzamiento  Metodos de Reforzamiento Estructural  Estructural  COMPLETA  REFORZAMIENTO DE COLUMNAS

El pro propo posi sito to de est estee reforz ref orzami amient entoo es mej mejora orarr la unaares un resis ed edif iste ific tenc icac ncia acio ia ionnsism sismic icaa de aument aum entand andoo la capaci capacidad dad sismo sis mores resist istent entee de ssus us columnas 

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Aument Aume ntaa capa capaci cida dad d resistente Increm Inc rement entaa duc ductili tilidad dad

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Aum ume ent ntan and do la scolumna eccion de la la añadiendo refuerzo long longui uitu tudi dina nall y transversal, este tipo de reforzamiento se real re aliz izaa co conn

conc co ncre reto tos s de 2. f’c>210 kg/cm

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Refuer Refu erzo zo meta metali lico co,, ados ad osan ando do pe perf rfil iles es metalicos , arriostrados median med iante te con conect ectore oress

Método de refuerzo: Encamisadoestructurales  metálico de elementos Evaluación y Reforzamiento Estructural

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Conf Co nfin inam amie ient ntoo de co colu lumn mnas medi ante mant ma ntas asasde deme fidian fibr bra a te de carbono, adheridos medi me dian ante te re resi sina na ep epox oxic icaa

Método de refuerzo: Tejidos de Fibra de Carbono  Evaluación y Reforzamiento Estructural

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REFORZAMIENTO DE VIGAS

El prop propos osit itoo es re refo forz rzar ar elemen ele mentos tos a fl flexi exion, on, fren fr ente te a mo mome ment ntoo flec flecto torr  y esfuerzo cortante por flexión. Aume Au menta nta capa capaci cida dad d resiste res istente nte a fflex lexion ion  y corte 

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Incrementa ductilidad

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Aum ume ent ntan ando do la sección de la la viga añadiendo refuerzo long longui uitu tudi dina nall y transversal,

ereforzamiento ste tipo de se rea reali liza za con con conc co ncre reto toss de f’c>210 kg/cm2.



El esp espes esor or de la env envol oltu tura ra no deb deber eraa se serr m men enor or de 4 cm. cm. Para Para apl aplic icac acio ione ness de concre con creto to a presio presionn (shotc (shotcret rete) e) y no men menor or de 8cm. 8cm. Para Para concre concreto to vaciad vaciadoo normalmente.

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Refuerzo metalico, chapas adhe ad heri rida dass con con resi re sina na epox epoxic icaa

Refuerzo de vigas a flexión

Refuerzo de vigas a cortante

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Lamina Lami nass de fi fibr bra a de carb ca rbon ono, o, adher adherid idas as co conn res esin ina a ep epox oxic ica a, la aplicación esta es ta rest restri ring ngid idaa a ca carg rgas as de grav graved edad ad y qque ue el conc co ncre reto to se enc encue uent ntee en buenas bue nas condic condicio iones. nes.

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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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REFORZAMIENTO: CABLES DE POST TENSADO 

Tecn Te cnic icas as de pos postt tensa tensado do

im impl Esplic uica una naa te tecn elcnic camb caica mbio a espe es io peci del decial l al que que sistem sis temaa estruc estructur tural. al. 

Esta consi Esta consiste ste en intr introd oduc ucir ir carg ca rgas as exte exteri rior ores es en el el elemen ele to flexió fle xión, n,sque opues pumento esta tas s aenla las s ca car rgas ga perman per manent entes es o sobre sobrecar cargas gas , pe perm rmit iten en al aliv ivia iarr su si situ tuac ació iónn fren frente te a mome moment ntoo flecto fle ctorr o esfue esfuerzo rzo cortante.

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INYECCION EPOXICA

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1

3

S  i  k   a d   u  r  5   5  2  

4

METODO POR INYECCION O PRESION

1

5

2

6

3 2

5

4

METODO POR VERTIDO O GRAVITACIONAL

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PROCEDIMIENTO Verrific Ve ifica ar el espesor  de la fisura

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PROCEDIMIENTO El pr proc oces eso od de e inyec yecc c ión s se e det detiiene c cu uando apa parrec ece e la res esiina epó epóxi xic ca por encima de la boquilla por la cual se inyecta.

SALIDA DE AIRE

D

A PA PARE REC C E SIKADUR 52 52 PO R ENC IMA DE LA BO Q UI UIL LLA INYEC INYE C TA DA

D MA NG NGU UERA DE IN INYE YEC C C ION

D BO Q UIL UILLA LA SEL ELLADA LADA ELEMENTO DE CO ELEMENT C O NC RE RET TO

D

 

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

DESVENTAJAS No 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 acero o fibras de carbono) en sentido perpendicular al de la fisura. El de elemento fisurado debe ser sellado para evitar la corrosión de la armadura.

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Método de refuerzo: Disminución de Peso

Disminución Peso : Quitar Pisode Superior 

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Método de refuerzo: Holguras , Hacer cortes en muros no estructurales, separándolo de la estructura  principal 

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REFORZAMIENTO : AISLAMIENTO DE LA BASE DEL EDIFICIO 

Metodos de reforzamiento estructural 

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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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Reforz Método amiende torefuerzo: :  Medi dian ant t e dis di s ipa ip a dore do res  s  Disipadores por plastificación de energia 

Sistema A DAS DAS:: 

(a) Dimensiones

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(b) Conexión típica

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(c) Ubicación en el pórtico.

 

Medi dia ant nte e di disi sippad ador ores  es  Reforzamiento :  Me de energia  2 3V

(b)

2 3V

(c)

1 3V

13V

V

V

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Método de refuerzo: Disipadores de energía , utilizados en las oficinas centrales del Instituto Mexicano del Seguro Social-México 

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GRACIAS ….

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