Técnicas de Reparación y Reforzamiento
Estructural
Ing. Julio Higashi
INTRODUCCION
La rehabilitación estructural le da a la estructura una seguridad y nivel de
desempeño especifico, y se divide en dos categorías:
Reparación:
Devolver a la estructura su capacidad estructural y de servicio anterior al
daño sufrido.
Reforzamiento:
Aumento de la capacidad estructural por encima de los niveles originales.
Situaciones que originan una reparación:
Accidentes.
Fallas en Diseño.
Mala Calidad de los Materiales.
Malos procedimientos de construcción.
Falta de mantenimiento de la edificación
Situaciones que originan un reforzamiento:
Cambio de uso de la edificación (sobrecargas mayores).
Aumento de numero de pisos.
Cambio en las normas de diseño.
Remodelación arquitectónica.
Rehabilitación Sísmica de Edificios Existentes
El objetivo de la rehabilitación puede lograrse mediante la aplicación de una
variedad de estrategias, como por ejemplo:
1. Aumento de la rigidez y la resistencia mediante la adición de nuevos
elementos
2. Eliminación o reducción parcial de las irregularidades existentes
3. Reducción de la masa
4. Encamisetado
5. Aislamiento sísmico
6. Instalación de dispositivos de disipación de energía
El reforzamiento sísmico debe cumplir con ciertos requerimientos dados en la
norma de la ASCE:
• La rehabilitación incluye el reemplazo, reforzamiento del elemento o
modificación de la estructura de modo que su comportamiento logre
alcanzar el nivel de desempeño elegido.
• Los efectos del reforzamiento en la rigidez, resistencia y deformación
deben ser considerados en el análisis de la estructura rehabilitada.
• Las conexiones requeridas entre los componentes nuevos y existentes
deben satisfacer los requerimientos dados en ACI 318
Intervenciones estructurales típicas:
Reforzamiento de techos.
Reforzamiento del sistema resistente ante cargas laterales.
Reforzamiento en techos y muros para nuevas aberturas.
Reparación de elementos estructurales.
Estructuras especiales para nuevos sistemas mecánicos y
eléctricos.
Instalación de mezzanines y pisos adicionales.
Verificación de la cimentación existente.
Intervenciones estructurales típicas:
ACCIONES QUE AFECTAN LAS
ESTRUCTURAS
Acciones que afectan las estructuras: Corrosión
Agrietamiento y Desprendimiento
Acciones que afectan las estructuras: Corrosión
Reducción de la Capacidad Estructural
“La investigación llevada a cabo en vigas a flexión encontró
que en acero con más de 1.5% de corrosión, la capacidad de
carga última comenzó a caer, y al 4,5% de corrosión, la carga
máxima se redujo en un 12%, probablemente a consecuencia
de la reducción de diámetro de la barra “ (ACI Structural
Journal March- April 1990, p.220)
Acciones que afectan las estructuras: Corrosión
Grietas y Cloruros
ACI 224R-01 Control of Cracking of Concrete Structures, presenta la siguiente
tabla para los anchos tolerables en grietas para estructuras de concreto armado:
Acciones que afectan las estructuras: Corrosión
Documentos
• ACI Committee 222, 2001, “Protection of Metals in Concrete Against
Corrosion (222R-01)”.
• ACI Committee 546, 2004, “Concrete Repair Guide (ACI 546R-04)”
• ACI RAP Bulletin-8 Committee E706, Field Guide to Concrete
Repair Application Procedures Installation of Embedded Galvanic
Anodes
• ICRI Technical Guideline, “Guide for Surface Preparation for the
Repair of Deteriorated Concrete Resulting from Reinforcing Steel
Corrosion,”
Acciones que afectan las estructuras: Corrosión
Si el acero de refuerzo ha perdido más del 25% de área de su sección (o
20% si 2 o más barras adyacentes están afectadas), entonces, la
reparación del acero de refuerzo es requerido generalmente.
Reparación
Acciones que afectan las estructuras: Corrosión
Acciones que afectan las estructuras: Corrosión
Detalles de Reparación Techos
Acciones que afectan las estructuras: Corrosión
Detalles de Reparación Techos
Acciones que afectan las estructuras: Corrosión
Detalles de Reparación Columnas
Acciones que afectan las estructuras: Corrosión
Detalles de Reparación Columnas
Acciones que afectan las estructuras: Corrosión
Detalles de Reparación Columnas
Acciones que afectan las estructuras: Corrosión
Detalles de Reparación Columnas
Acciones que afectan las estructuras: Corrosión
Detalles de Reparación Columnas
Acciones que afectan las estructuras: Corrosión
Detalles de Reparación Columnas
Acciones que afectan las estructuras: Corrosión
Detalles de Reparación Columnas
Acciones que afectan las estructuras: Retracción por Secado
Acciones que afectan las estructuras: Retracción por Secado
Acciones que afectan las estructuras: Fuego
Acciones que afectan las estructuras: Sismos
Ciudad Empresarial Viña del Mar
Acciones que afectan las estructuras: Sismos
Acciones que afectan las estructuras: Sismos
Acciones que afectan las estructuras: Sismos
Acciones que afectan las estructuras: Sismos
EVALUACION DE ESTRUCTURAS
EXISTENTES
Evaluación de Estructuras Existentes
FASE 1: Recopilación de Información
Para poder emprender la evaluación estructural será necesario primero
hacer un acopio de información que incluya lo siguiente:
Planos de Arquitectura, originales, de ampliaciones y
modificaciones sufridas
Planos de Estructuras, igualmente los originales y de las
ampliaciones
Planos de instalaciones, en los casos donde se identifiquen cargas
especiales (chillers, grupos electrógenos , etc.)
Evaluación de Estructuras Existentes
FASE 2: Visita de inspección ocular
En la visita de inspección ocular se deberá completar una ficha donde se
indique lo siguiente:
Características físicas del edificio
Modificaciones que se hayan podido efectuar en relación a los planos
disponibles.
Mapeo de fisuras
Coordinación con personal de mantenimiento de las edificaciones para
que nos indiquen los eventos importantes que haya tenido la edificación
en su vida útil (comportamiento durante sismos anteriores, daños que
fueron reparados, etc.)
Evaluación de Estructuras Existentes
FASE 3: Levantamiento Estructural (no incluida en la fase 1)
En los casos donde no se haya podido cumplir satisfactoriamente la etapa
de recopilación de información se deberá hacer un levantamiento
estructural lo cual describimos a continuación:
Definición de secciones geométricas de los elementos
estructurales.
Verificación de Armaduras.
Elaboración de planos estructurales.
Verificación de calidad de concreto.
Evaluación de Estructuras Existentes
FASE 4: Evaluación Estructural
Con toda la información anterior se hará una evaluación estructural de la
edificación que considere lo siguiente:
Revisión de los planos de estructuras.
Modelación y Análisis Sísmico de la Estructura.
Análisis por Carga Vertical.
Verificación de los Elementos Estructurales.
Informe de Evaluación y Seguridad Sísmica.
SISTEMAS DE REPARACIÓN Y
REFUERZO
Medidas de reforzamiento en elementos de concreto armado:
• Encamisetado de columnas, vigas y nudos existentes con nuevo concreto,
acero o fibra de carbono (FRP) . El encamisetado debe ser diseñado para
incrementar la resistencia y mejorar la continuidad con los elementos
adyacentes.
• Modificar el elemento, removiendo material del mismo elemento como:
-Eliminar o separar un tabique de la columna,
-Debilitar el concreto o refuerzo para cambiar el
comportamiento a un modo dúctil,
-Fragmentar un muro para cambiar la rigidez y resistencia.
Medidas de reforzamiento en elementos de concreto armado:
• Mejorar el reforzamiento deficiente existente. Se debe evitar dañar el
núcleo de concreto y, la unión entre el refuerzo y el núcleo de concreto.
La nueva cobertura de concreto debe ser diseñada y construida para
desarrollar una acción compuesta con el material existente.
• Cambiar el sistema estructural para reducir la demanda en los
elementos. Como la inclusión de muros de corte, aisladores sísmicos,
reducción de masa
Medidas de reforzamiento en elementos de concreto armado:
• Cambiar la columna a un muro de corte. Se debe considerar el diseño
de los conectores entre el material existente y nuevo para la
transferencia de cargas.
• Pos-tensado externo de vigas y columnas existentes, debe ser no
adherente dentro de una distancia equivalente a 2 veces el peralte
efectivo desde la sección donde se espera un comportamiento
inelástico.
ENCAMISETADO DE COLUMNAS
Encamisetado de Columnas
Fema 172
Tipos: Concreto, acero o FRP
Dependiendo del tipo, incremento de
resistencia, rigidez, ductilidad o combinación
de todas.
Dificultad: dar continuidad al refuerzo
longitudinal y confinar el núcleo de concreto.
Cuando hay dificultad de acceso, el
encamisetado puede darse en 1, 2 o 3
caras del elemento.
Encamisetado de Columnas
Consideraciones constructivas
• Superficie de contacto nuevo-existente, debe estar limpia y rugosa
para garantizar una buena adherencia.
• El slump y TM del agregado dependerá de la separación entre
encofrado y concreto existente.
• En columnas el refuerzo debe extenderse a través de la losa para
incrementar resistencia a flexión y dar continuidad.
• Cuando el encamisetado sea parcial, verificar el uso de conectores
para la transferencia de esfuerzos con elemento existente.
Consideraciones de análisis y diseño
• Se puede analizar como elementos compuestos, suponiendo
adherencia perfecta.
• Encamisetado de entrepiso aumenta resistencia axial, cortante y
ductilidad.
• Para incrementar resistencia a flexión el refuerzo longitudinal debe
extenderse a través de la losa para y dar continuidad.
Consideraciones de análisis y diseño
• En encamisetado parcial recurrir al
uso de ganchos, estribos soldados
o conectores entre el refuerzo
longitudinal.
Consideraciones de análisis y diseño
• A pesar de la incertidumbre en la distribución de cargas entre el
elemento existente y encamisetado, suponer un comportamiento
monolítico en el análisis proporciona un resultado razonable para el
diseño.
• Para obtener las propiedades geométricas del elemento, se puede
usar el método de la sección transformada equivalente.
• Si existe daño en el elemento existente, se recomienda despreciar su
contribución en la rigidez del elemento encamisetado.
Encamisetado de Columnas
1. Interface Influence on Monotonic Loading Response (ACI Structural Journal/March-April 2005)
Encamisetado de Columnas
1. Interface Influence on Monotonic Loading Response (ACI Structural Journal/March-April 2005)
Encamisetado de Columnas
2. Interface Influence on Cyclic Loading Response (ACI Structural Journal/July-August 2008)
Encamisetado de Columnas
2. Interface Influence on Cyclic Loading Response (ACI Structural Journal/July-August 2008)
El análisis indica que todos
los modelos se comportaron
monolíticamente
independientemente del
método utilizado para la
preparación de la interfase.
Encamisetado de Columnas
3. Strength of Reinforced Concrete Frame Connections Rehabilitated
by Jacketing (ACI Structural Journal I May-June 1993)
Encamisetado con elementos de acero
• Los elementos de acero pueden ser placas, barras o secciones roladas
(ángulos, canales, etc).
• Se efectúa mediante perfiles unidos entre sí con soleras o varillas
soldadas.
• El diseño de la unión con la losa se resuelva con un collar de acero
alrededor de la columna.
• Ventaja: aplicación directa, no necesita encofrado.
• La dificultad de prologar el encamisetado a través de la losa limita su
efectividad en la resistencia axial, cortante y ductilidad, sin modificar la
resistencia a flexión en los extremos.
Encamisetado de Columnas
4. Behavior of Jacketed Columns (ACI Structural Journal I May-June 1993)
Encamisetado de Columnas
4. Behavior of Jacketed Columns (ACI Structural Journal I May-June 1993)
Encamisetado de Placa
Recomendaciones
• Considerar comportamiento monolítico en el diseño.
• El espesor mínimo de encamisetado de concreto debe ser 10 cm.
• La cuantía de refuerzo del encamisado con respecto al área
encamisada: 0.015 a 0.04, y usar por lo menos barras de 5/8’’ en
cada esquina.
• La resistencia a compresión (f’c) del concreto nuevo debe ser mayor
que la del concreto existente por 50kg/cm2.
Encamisetado de Vigas
• Le da continuidad al encamisetado de columnas.
• Incrementa resistencia y rigidez de la estructura.
• Incrementa resistencia a flexión (positiva y negativa) y cortante de
la viga si se coloca en los 3 o 4 lados de la viga.
• El encamisetado debe ser en toda la longitud de la viga y el
refuerzo longitudinal debe ser continuo.
Encamisetado de Vigas
Encamisetado de Vigas
Encamisetado
Recomendaciones Encamisetado de Vigas
• El encamisetado debe ser en toda su longitud.
• El espesor mínimo de encamisetado de concreto debe ser 8 cm.
• Cuando se desconoce la cuantía del refuerzo longitudinal existente, la
cuantía de encamisetado se debe limitar al 50% del área total de la
sección compuesta.
INCLUSION DE MUROS DE CORTE
RC1: muro aislado, mas fuerte que
vigas
RC2: Muro mas débil que vigas de
acople
RC3: Vigas de acople más débiles
que muros
RC4: Vigas de acople más fuertes
RC5:unión viga de acople-muro
Tipos de componentes de muro reforzado:
Medidas de refuerzo:
• Inclusión de encamisetado en todos los bordes. Incrementa el
confinamiento y mejora la capacidad de deformación por flexión en los
muros. (Acero, encamisetado de concreto y FRP).
• Reducción de la resistencia a flexión, para cambiar el modo de falla de
corte a flexión. Se logra cortando un numero especifico de barras
longitudinales cerca a los bordes del muro.
• Incremento de la resistencia a corte, colocando concreto armado
adicional junto al muro. El nuevo muro debe medir por lo menos 0.10m
de espesor, tener refuerzo horizontal y vertical, y tener una conexión
apropiada con el concreto existente. También se permite el uso de FRP.
Medidas de refuerzo:
• Encamisetado para mejorar la capacidad de deformación de vigas de
acople y columnas que soportan muros de corte discontinuos.
• Donde un muro discontinuo es soportado por una columna que carece
de resistencia o capacidad de deformación suficiente, se rellena el
espacio entre columnas para crear un muro continuo. El relleno puede
ser con concreto armado o barras de acero.
Todas estas medidas requieren de una evaluación de la cimentación,
diafragmas, y conexiones entre elementos estructurales existentes y los
añadidos por reforzamiento.
Proyecto: Reforzamiento Clínica Trujillo
Planta de Arquitectura Remodelación
Encofrado Proyecto Original
Proyecto: Reforzamiento Clínica Trujillo
Encofrado Típico Proyecto de Reforzamiento
Se requiere reforzamiento lateral mediante placas acopladas debido a:
• Cambio en el uso de la edificación. Mayor exigencia de desempeño.
• Derivas de entrepiso excesivas.
• Falta de rigidez lateral.
• Planta asimétrica, se incluyen placas para controlar la torsión.
Proyecto: Reforzamiento Clínica Trujillo
Detalle general de refuerzo de placa en
estructura existente:
Verificar capacidad de columnas
existentes en los extremos de la
placa acoplada y comprobar que
puede trabajar como núcleo de
placa.
Anclar refuerzo nuevo de la placa
acoplada al pórtico existente
mediante anclaje químico.
Proyecto: Reforzamiento Clínica Trujillo
Confinamiento en núcleo de placa:
Si la columna donde se acopla la
nueva placa no resiste los
esfuerzos de flexo-compresión, se
debe reforzar el núcleo.
El refuerzo de este núcleo debe
mantener su continuidad en altura.
Proyecto: Reforzamiento Clínica Trujillo
Detalle de placas en elevación
Proyecto: Reforzamiento Clínica Trujillo
Detalle de placas en planta
Proyecto: Reforzamiento Clínica Trujillo
Detalle de placas en planta
ANCLAJES AL CONCRETO ARMADO
1. Tipos de anclajes
2. Modalidades de falla de los anclajes
3. Factores de reducción de resistencia (ᶲ)
4. Requisitos de diseño para cargas de tracción
5. Requisitos de diseño para solicitaciones de cortante
6. Interacción de las fuerzas de tracción y cortante
7. Distancias al borde, espaciamientos y espesores requeridos para evitar
las fallas por hendimiento
1. Tipos de anclaje
2. Modalidades de falla de los anclajes (Tracción)
(i) Falla del acero (ii) Deslizamiento (iii) Desprendimiento lateral
(iv) Arrancamiento del concreto
(v) Hendimiento del concreto
2. Modalidades de falla de los anclajes (Cortante)
(ii) Desprendimiento del concreto
para anclajes lejos del borde libre
(iii) Arrancamiento del concreto
(i) Falla del acero precedida por
descascaramiento del concreto
2. Modalidades de falla de los anclajes
2. Modalidades de falla de los anclajes
3. Factores de reducción de resistencia (ᶲ)
4. Requisitos de diseño para cargas de tracción
a) Resistencia del acero de un anclaje en tracción
b) Resistencia al arrancamiento del concreto de un anclaje en tracción
4. Requisitos de diseño para cargas de tracción
c) Resistencia a la extracción por deslizamiento de un anclaje en
tracción
d) Resistencia al desprendimiento lateral del concreto en un anclaje con
cabeza en tracción
5. Requisitos de diseño para solicitaciones de cortante
a) Resistencia del acero del anclaje sometido a cortante
b) Resistencia al arrancamiento del concreto de anclajes a cortante
5. Requisitos de diseño para solicitaciones de cortante
c) Resistencia al desprendimiento del concreto por cabeceo del anclaje
sometido a cortante
6. Interacción de las fuerzas de tracción y cortante
7. Distancias al borde, espaciamientos y espesores requeridos para
evitar las fallas por hendimiento
7. Distancias al borde, espaciamientos y espesores requeridos para
evitar las fallas por hendimiento
7. Distancias al borde, espaciamientos y espesores requeridos para
evitar las fallas por hendimiento
Proyecto: Reforzamiento de Placa
Proyecto: Reforzamiento de Placa
Proyecto: Reforzamiento de Placa
EMPALMES MECANICOS
Documentos:
• ACI 439.3R-07 Types of Mechanical Splices
• Norma E.060 Concreto Armado ( 21.3.4 )
Aplicaciones:
• Cuando se requiere dar continuidad a una varilla libre o embebida en
concreto endurecido.
• Cuando se desea reemplazar un traslape convencional.
Recomendaciones:
• Evitar el uso de empalmes en las zonas de rótulas plásticas
potenciales de los elementos que resisten efectos sísmicos.
• Si su uso en regiones de fluencia potencial no se puede evitar, se
debe disponer de información respecto a las características reales de
resistencia de las barras que se empalmarán.
Clasificación Empalmes Mecánicos:
• Se clasifican en Tipo 1 y 2. Su uso está regido por las cargas de
diseño de la estructura.
• Los empalmes Tipo 1 se utilizan en elementos donde hay poca
preocupación por las deformaciones elásticas y tensiones elevadas.
• Los empalmes Tipo 2 tienen la capacidad de desarrollar la resistencia
a la tracción especificada de las barras que empalma. Se utilizan
donde hay requerimientos de tensión elevados.
Clasificación Empalmes Mecánicos:
• Los empalmes mecánicos Tipo 1 deben desarrollar en tracción o
compresión, según sea requerido, al menos 1,25fy de la barra. No
deben usarse dentro de una distancia ≤ 2h medida desde la cara de la
viga o columna, o donde sea probable que se produzca fluencia del
refuerzo.
• Los empalmes mecánicos Tipo 2 deben desarrollar en tracción o
compresión, según sea requerido, al menos 1,25fy de la barra y deben
desarrollar la resistencia a tracción especificada ( fu ) de las barras
empalmadas. Se pueden usar en cualquier ubicación.
Ampliación de QUIMICA SUIZA
Tren Eléctrico de Lima: Consorcio Tren Eléctrico
Tren Eléctrico de Lima: Consorcio Tren Eléctrico
Tren Eléctrico de Lima: Consorcio Tren Eléctrico
Tren Eléctrico de Lima: Consorcio Tren Eléctrico
Proyecto: Ampliación Clínica Centenario
Proyecto: Ampliación Clínica Centenario
Proyecto: Ampliación Clínica Centenario
Proyecto: Ampliación Clínica Centenario
Proyecto: Ampliación Clínica Centenario
Proyecto: Ampliación Clínica Centenario
Conector de Tornillo:
Conector de Presión:
Conector de Presión con Rosca:
Detalle para empalme de acero de refuerzo nuevo con existente:
INCLUSION DE DISIPADORES DE ENERGIA DE
FLUIDO VISCOSO
Los disipadores de fluido viscoso tienen la función de absorber parte
de la energía provocada por el sismo, para reducir la demanda de
disipación de energía en los elementos estructurales y minimizar así
los daños estructurales posibles.
¿Dónde se coloca un disipador viscoso?
Consideraciones de diseño
• Definir NIVEL DE DESEMPEÑO y NIVEL DEL SISMO
• Para el caso de reforzamientos en elementos de concreto, dependiendo
de la antigüedad, eventos previos sufridos, calidad de los materiales, entre
otros, se recomienda usar secciones agrietada:
- Vigas: 0.50Ig
- Columnas: 0.70Ig
• Análisis Dinámico con Ritz Vectors
Niveles de desempeño propuestos por el SEAOC
• Totalmente operacional. Los servicios de la edificación continúan
operacionales con daño despreciable.
• Operacional. Los servicios de la edificación continúan
operacionales con un daño menor y ligera interrupción en servicios
no esenciales.
• Resguardo de vida. La seguridad está protegida. Hay daños
moderados.
• Cerca al colapso. La seguridad está en riesgo, daño severo, la
estructura está próxima al colapso.
Proceso Constructivo
Proceso Constructivo
Proceso Constructivo
SISTEMA COMPUESTO ESTRUCTURAL (FRP)
Reforzamiento por Carga Axial en columnas de concreto
Diversos ensayos a escala natural muestran que en secciones circulares
y cuadradas se logra un incremento de resistencia en compresión y
flexión por efectos del confinamiento con FRP
Fibra de Carbono
Foto, William Baca.
Reforzamiento por Flexión en Losa de concreto
Reforzamiento por corte en Vigas de Concreto
Reforzamiento por Corte en Muro de Albañilería
Refuerzo de Concreto Armado Refuerzo con Fibra de Carbono
Post-Tensado Externo
Post-Tensado Externo
Casos de Reparación y Refuerzo
PROYECTO– 1: Edificio Oficinas Cercado de Lima
PROYECTO– 1: Edificio Oficinas Cercado de Lima
DESCRIPCION DE LA ESTRUCTURA
• La edificación existente de 1 sótano y 7 pisos se ha estructurado en base
a pórticos (columnas y vigas).
• Las columnas principales tienen secciones rectangulares de 0.50x0.50m,
0.60x0.80m y 0.60x1.00m.
• Las losas de techo están constituidas por Losas Aligeradas H=17cm
armadas en una dirección.
• Las vigas principales tienen sección de 0.25x0.17m y 0.25x0.45m en la
dirección x-x y sección de 0.35x0.65m en la dirección y-y.
PROYECTO– 1: Edificio Oficinas Cercado de Lima
DESCRIPCION DE LA ESTRUCTURA
• A partir del tipo de corrugación encontrada en las barras de refuerzo y
tomando en cuenta la época en que fue construida la estructura, se
puede asumir que el punto de fluencia para el acero de refuerzo se
debe considerar fy=2800 kg/cm2.
PROYECTO– 1: Edificio Oficinas Cercado de Lima
De acuerdo a lo recomendado en nuestra propuesta, se extrajeron y
ensayaron 24 testigos.
PROYECTO– 1: Edificio Oficinas Cercado de Lima Luego de los ensayos realizados, los valores de la resistencia a la compresión obtenidos fueron los siguientes:
- Testigo N°1 (Columna): f’c = 176 Kg/cm2 - Testigo N°2 (Columna): f’c = 300 Kg/cm2 - Testigo N°3 (Columna): f’c = 377 Kg/cm2 - Testigo N°4 (Columna): f’c = 210 Kg/cm2 - Testigo N°5 (Columna): f’c = 286 Kg/cm2 - Testigo N°6 (Viga): f’c = 452 Kg/cm2 - Testigo N°7 (Viga): f’c = 281 Kg/cm2 - Testigo N°8 (Viga): f’c = 225 Kg/cm2 - Testigo N°9 (Columna): f’c = 408 Kg/cm2 - Testigo N°10 (Columna):f’c = 235 Kg/cm2 - Testigo N°11 (Columna):f’c = 296 Kg/cm2 - Testigo N°12 (Columna):f’c = 381 Kg/cm2
PROYECTO– 1: Edificio Oficinas Cercado de Lima Luego de los ensayos realizados, los valores de la resistencia a la compresión obtenidos fueron los siguientes:
- Testigo N°13 (Columna): f’c = 353 Kg/cm2 - Testigo N°14 (Columna): f’c = 229 Kg/cm2 - Testigo N°15 (Viga): f’c = 385 Kg/cm2 - Testigo N°16 (Viga): f’c = 347 Kg/cm2 - Testigo N°17 (Columna): f’c = 386 Kg/cm2 - Testigo N°18 (Columna): f’c = 284 Kg/cm2 - Testigo N°19 (Columna): f’c = 223 Kg/cm2 - Testigo N°20 (Viga): f’c = 282 Kg/cm2 - Testigo N°21 (Columna): f’c = 376 Kg/cm2 - Testigo N°22 (Columna): f’c = 281 Kg/cm2 - Testigo N°23 (Columna): f’c = 246 Kg/cm2 - Testigo N°24 (Viga) : f’c = 312 Kg/cm2
PROYECTO– 1: Edificio Oficinas Cercado de Lima
INSPECCION OCULAR
Refuerzo principal de Ø1’’ y estribos de Ø3/8’’@.35
PROYECTO– 1: Edificio Oficinas Cercado de Lima
INSPECCION OCULAR
Para las 2 zapatas
verificadas se encontró que
los volados desde la cara
de la columna en ambos
casos fueron de 1.00m y
para el peralte de las
zapatas se encontró
h=0.50m
PROYECTO– 1: Edificio Oficinas Cercado de Lima
EVALUACION DE COLUMNAS
Para la evaluación de las columnas de concreto armado se consideró las
siguientes combinaciones de cargas según lo indica la Norma Técnica de
Edificaciones E060 Concreto Armado que se presentan a continuación:
C1 : 1.40CM + 1.70CV
C2 : 1.25CM + 1.25CV + 1.00CS
C3 : 1.25CM + 1.25CV – 1.00CS
C4 : 0.90CM + 1.00CS
C5 : 0.90CM – 1.00CS
PROYECTO– 1: Edificio Oficinas Cercado de Lima
EVALUACION DE COLUMNAS
Analizaremos en el sótano una de las columnas más cargadas, y donde
además se extrajo el testigo diamantino N°2, en el cual se obtuvo un valor
de la resistencia a la compresión del concreto de f’c = 300 Kg/cm2.
PROYECTO– 1: Edificio Oficinas Cercado de Lima
EVALUACION DE CIMENTACION
• A partir de lo encontrado en los trabajos de verificación sabemos que la
zapata tiene un área aproximada de 2.80m x 3.00m y un peralte de
h=0.50m.
• Para la evaluación de esta zapata se ha realizado el análisis estructural
por cargas de gravedad considerando como cargas muertas los pesos
propios de los elementos estructurales (columnas, vigas y losas) y los
pisos terminados (100 Kg/m2).
PROYECTO– 1: Edificio Oficinas Cercado de Lima
EVALUACION DE CIMENTACION
• Como carga viva se ha considerado una sobrecarga de 300 Kg/m2
(incluye tabiquería móvil). Además de esto, también se han tomado en
cuenta los esfuerzos sísmicos sobre la cimentación
PROYECTO– 1: Edificio Oficinas Cercado de Lima
EVALUACION DE CIMENTACION
PROYECTO– 1: Edificio Oficinas Cercado de Lima
EVALUACION DE CIMENTACION
A partir del análisis realizado, y considerando una capacidad portante del terreno
de 4.00 kg/cm2, podemos observar que el área de la zapata existente es suficiente
para soportar las cargas aplicadas, sin embargo el peralte existente no sería
suficiente para el diseño por corte y punzonamiento.
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ANALISIS SISMICO
La carga sísmica total se ha calculado tomando el 100% de la carga muerta
y el 25% de la carga viva, tal como lo señala la norma NTE-030 de diseño
Sismorresistente. El cálculo de los desplazamientos elásticos se realizó
considerando todos los modos de vibración y 5 % de amortiguamiento en la
Combinación Cuadrática Completa. Los desplazamientos inelásticos se
estimaron multiplicando la respuesta elástica por 0.75R.
PROYECTO– 1: Edificio Oficinas Cercado de Lima
ANALISIS SISMICO
Los parámetros sísmicos que se emplearon para definir el espectro de
diseño fueron:
• Factor de zona (Zona 3): Z = 0.40 g
• Perfil de Suelo (Tipo S1): S = 1.00 Tp=0.40 seg
• Factor de Categoría (Categoría A): U = 1.00
• Factor de Reducción: R = 8 (Existente)
PROYECTO– 1: Edificio Oficinas Cercado de Lima
ANALISIS SISMICO
PROYECTO– 1: Edificio Oficinas Cercado de Lima
ESQUEMAS REFORZAMIENTO
• Se han planteado 2 esquemas de reforzamiento, el primero mediante
disipadores de energía y el segundo mediante placas de concreto
armado.
• Los disipadores viscosos o dampers, son elementos que se adosan a los
pórticos estructurales y que en un movimiento sísmico disipan energía
sísmica a través del paso de fluido viscoso en su interior. Para
edificaciones es muy conocido utilizar dos tipos de configuraciones:
Chevron y Diagonal.
PROYECTO– 1: Edificio Oficinas Cercado de Lima
PROYECTO– 1: Edificio Oficinas Cercado de Lima
ESQUEMAS REFORZAMIENTO
La disipación de energía se produce desde el momento que las fuerzas sísmicas
desplazan el pistón a través de las cámaras, este movimiento en ida y vuelta
ocasiona un desplazamiento de silicona líquida entre las cámaras. El proceso disipa
energía tanto para fuerzas de compresión como fuerzas de tensión.
PROYECTO– 1: Edificio Oficinas Cercado de Lima
ESQUEMAS REFORZAMIENTO
Para la dirección X-X ha sido necesario considerar 20 disipadores, tal como se
muestra a continuación:
PROYECTO– 1: Edificio Oficinas Cercado de Lima
ESQUEMAS REFORZAMIENTO
PROYECTO– 1: Edificio Oficinas Cercado de Lima
ESQUEMAS REFORZAMIENTO
Para la dirección Y-Y ha sido necesario considerar 20 disipadores, tal como se
muestra a continuación:
PROYECTO– 1: Edificio Oficinas Cercado de Lima
ESQUEMAS REFORZAMIENTO
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ESQUEMAS REFORZAMIENTO
Para el reforzamiento mediante placas de concreto armado los parámetros
sísmicos que se emplearon para definir el espectro de diseño fueron:
• Factor de zona (Zona 3): Z = 0.40 g
• Perfil de Suelo (Tipo S1): S = 1.00 Tp=0.40 seg
• Factor de Categoría (Categoría C): U = 1.00
• Factor de Reducción: R = 6 (Considerando reforzamiento)
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CONCLUSIONES:
• Debido a la época en que fue construida la edificación esta no fue concebida
como una estructura sismoresistente, por lo que será necesario incorporarle elementos que permitan cumplir con lo establecido por la norma NTE-030 de diseño Sismorresistente.
• El análisis sísmico de la estructura existente muestra valores relativamente
cercanos a los límites permitidos en algunos niveles, pero estos resultados podrían ser mayores, dado se ha considerado un factor de reducción por ductilidad de R=8 para un sistema que no cuenta con confinamientos adecuados, sin embargo nos da una idea del comportamiento de la estructura, por lo tanto en el presente informe hemos recomendado el uso de Disipadores de Energía o el acoplamiento de Placas de Concreto Armado.
PROYECTO– 2: Edificio Oficinas San Isidro
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Encofrado Típico Proyecto de Reforzamiento
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Según la NTE E-060, para el concreto estructural, f’c no debe ser inferior a 17MPa
(170 kg/cm2) y si se trata de un elemento resistente a fuerzas sísmicas, f’c no debe
ser inferior que 21 MPa (210 kg/cm2). Sin embargo, los valores del esfuerzo de
compresión obtenidos directamente del ensayo de compresión de los testigos
diamantinos son normalmente menores (hasta el 85%, según las normas de
ensayo), que los valores f´c obtenidos en probetas estándar, en nuestro caso no
cumplimos con los parámetros exigidos por la norma en los Testigos N° 1 y N° 2,
siendo ambos las columnas ensayadas en el primer piso.
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GRACIAS.