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TAREA 1

HORMIGN ARMADO II

ANLISIS DE FISURAS EN UN MURO DE HORMIGN

ARMADO

NOMBRE PROFESOR FELIPE ZAVALA

NOMBRE DAVID MOYA G.

RUT 16.936.079-0

FECHA 15/06/2015

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NDICE

1. RESUMEN EJECUTIVO ..................................................................................................... 3

2. OBJETIVOS ....................................................................................................................... 3

3. EMPLAZAMIENTO ............................................................................................................ 3

4. LEVANTAMIENTO FOTOGRFICO .................................................................................. 5

5. METODOLOGA DE TRABAJO ......................................................................................... 8

6. HIPTESIS ....................................................................................................................... 8

7. MARCO TERICO ............................................................................................................. 9

7.1 FISURAS Y GRIETAS ........................................................................................................... 9

7.2 GRIETAS POR FALLA ESTRUCTURAL .................................................................................... 9

7.2.1 Falla por traccin diagonal ........................................................................................ 9

7.2.2 Falla por compresin diagonal ................................................................................ 10

7.2.3 Falla por deslizamiento a lo largo de un plano horizontal ........................................ 11

7.3 FISURAS DEBIDAS A VARIACIONES ESPONTANEAS ...............................................................12

7.3.1 Retraccin hidrulica .............................................................................................. 12

7.3.2 Retraccin trmica .................................................................................................. 12

7.3.3 Dilatacin trmica ................................................................................................... 13

7.3.4 Fisuracin debido a oxidacin de armaduras .......................................................... 13

8. ANLISIS ..........................................................................................................................13

9. CONCLUSIONES ..............................................................................................................14

10. BIBLIOGRAFA .................................................................................................................15

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1. Resumen ejecutivo

Para el siguiente anlisis se seleccion un muro de hormign armado que presentara

fisuras o grietas a simple vista, con el motivo de encontrar la posible causante.

La estructura seleccionada es un muro exterior de un edificio construido en la obra

Reparacin Drsena, Molo Chacabuco y Molo Prat de la Planta ASMAR (Thno), Reparacin

Molo 500 y Construccin Molo Sur de la Armada de Chile, emplazada en la Base Naval

Talcahuano. El edificio sala de poder tiene la funcin producir energa elctrica a travs de

generadores a petrleo y adems alberga un puente gra para montaje de maquinaria.

2. Objetivos

Seleccionar un muro de hormign armado que presente fisuras a simple vista.

Analizar las posibles causas de la fisuracin o agrietamiento de muros de

hormign armado.

Encontrar la o las causas de fisuracin o agrietamiento que se ajuste al muro

seleccionado.

3. Emplazamiento

Se ubica en la obra Reparacin Drsena, Molo Chacabuco y Molo Prat de la Planta

ASMAR (Thno), Reparacin Molo 500 y Construccin Molo Sur de la Armada de Chile,

emplazada en la Base Naval Talcahuano

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Figura 3.1. Edificio sala de poder ASMAR,Thno.

Figura 3.2. Vista satelital edificio sala de poder

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4. Levantamiento fotogrfico

Figura 4.1. Muro edificio sala de poder norte.

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Figura 4.2. Fisura muro cara externa.

Figura 4.3. Fisura muro cara externa.

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Figura 4.4. Fisura muro cara interna.

Figura 4.5. Fisura mura cara interna.

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5. Metodologa de trabajo

La presente investigacin tiene como fin encontrar la causa de fisuracin de un muro de

hormign armado de un edificio ubicado en la base naval de Talcahuano. Para este fin de utiliza

una metodologa analtica. Esta metodologa se podr aplicar a otros muros de hormign

armado en los cuales se realice una inspeccin simple. A continuacin se enumeran las etapas

de investigacin.

Etapa 1.

En esta etapa se seleccion un muro de hormign armado que presentara fisuras. Se

realiz una inspeccin del muro que contenga un levantamiento fotogrfico y la medicin de

espesores de fisuras y largos. Finalmente se plantearon los objetivos e hiptesis de la posible

causa.

Etapa 2.

Se comenz con la investigacin bibliogrfica para generar un marco terico con el cual

comprobar o rechazar las hiptesis.

Etapa 3.

Se correlaciono el tipo de fisuras (forma) con una causa de estas para realizar la

conclusin.

6. Hiptesis

Mediante la simple inspeccin (visual) se plante la siguiente hiptesis de posible causa:

Las fisuras son causa de retraccin hidrulica por malas prcticas en los procesos de

construccin.

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7. Marco terico

7.1 Fisuras y grietas

Las Fisuras son aperturas longitudinales que afectan la capa exterior del elemento

constructivo. En cambio, las grietas son aperturas ms anchas y profundas, que afectan todo el

espesor del paramento u otro elemento constructivo.

Aparecen por movimientos de los materiales; stos pueden deberse a causas

mecnicas, qumicas o higrotrmicas.

Si los materiales que componen un elemento constructivo, tienen movimientos

equivalentes en cuanto a tipo y magnitud, no hay incidencia que afecte al conjunto, en cambio,

si trabajan en forma diferente, terminan producindose fisuras.

7.2 Grietas por falla estructural

7.2.1 Falla por traccin diagonal

Cuando el refuerzo horizontal por corte es insuficiente, puede desarrollarse un plano de

falla diagonal como se muestra en la Figura 7.1. Este modo de falla est controlado casi

exclusivamente por la resistencia del refuerzo horizontal en el muro. Una falla por traccin

diagonal tambin puede desarrollarse a lo largo de un plano de falla ms inclinado (Figura 7.2).

Si existe la posibilidad de transferencia de cortante por la porcin restante del muro, tal grieta

diagonal no necesariamente conduce a la falla. La prevencin de la falla por traccin diagonal

en muros estructurales resistentes a sismos debe lograrse por medio del diseo de suficiente

refuerzo horizontal capaz de transferir un cortante sustancialmente mayor al que produce la

fluencia del acero vertical por flexin.

Figura 7.1 Falla traccin diagonal

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Figura 7.2 Falla parcial por traccin diagonal

7.2.2 Falla por compresin diagonal

Cuando el esfuerzo cortante promedio en el muro es grande y existe adecuado refuerzo

horizontal, el concreto puede aplastarse bajo compresin diagonal como se muestra en la

Figura 7.3. Cuando se aplica carga cclica reversible de tal forma que dos conjuntos de

agrietamientos diagonales se han desarrollado (Figura 7.4), la falla por compresin diagonal

puede ocurrir a un nivel de cortante mucho menor. Las grietas diagonales que se intersectan, y

que se abren y cierran de manera cclica con la carga, reducen considerablemente la

resistencia a compresin del concreto. A menudo el aplastamiento del concreto se extiende

rpidamente a lo largo del muro (Figura 7.4). La falla por compresin diagonal resulta en una

dramtica e irrecuperable prdida de resistencia. Por lo tanto, la falla por compresin diagonal

es muy indeseable en muros que deberan responder de una manera dctil. La limitacin del

mximo esfuerzo cortante que ocurre en el momento de alcanzarse la mxima resistencia a

flexin permite verificar que una falla por compresin diagonal no impida el desarrollo de un

comportamiento dctil.

Figura 7.3 Falla por compresin diagonal

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Figura 7.4 Aplastamiento generalizado del concreto

7.2.3 Falla por deslizamiento a lo largo de un plano horizontal

Las fallas por traccin diagonal y por compresin diagonal pueden prevenirse mediante

la colocacin de suficiente refuerzo horizontal y la limitacin del esfuerzo cortante nominal en el

muro. Luego, se esperara que las deformaciones inelsticas requeridas para disipacin de

energa podran desarrollarse principalmente en la deformacin post-fluencia del acero vertical

por flexin. Sin embargo, despus de varios ciclos de carga reversible que produzcan fluencia

apreciable en el refuerzo vertical, puede ocurrir deslizamiento a lo largo de grietas de flexin

que se interconectan y forman un plano aproximadamente horizontal (Figura 7.5). Tales

desplazamientos son responsables de una reduccin significativa de rigidez, particularmente

para valores pequeos de la carga horizontal, y consecuentemente, una reduccin de la

disipacin de energa.

Figura 7.5 Falla por deslizamiento

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7.3 Fisuras debidas a variaciones espontaneas

7.3.1 Retraccin hidrulica

La retraccin hidrulica es la variacin de contraccin del concreto, originada por tensiones

de compresin locales, que son consecuencia de la evaporacin progresiva del agua de los poros

del concreto, que se encuentra en un ambiente seco.

Si la evaporacin del agua del concreto, comienza antes de finalizar el fraguado del

cemento, la retraccin hidrulica, puede alcanzar valores superiores.

La fisuracin por retraccin hidrulica, tiene lugar cuando el concreto no admite una

deformacin correspondiente a la de retraccin.

La retraccin, tensin de rotura y mdulo de deformacin, son variables que dependen del

tiempo y por lo tanto la fisuracin por retraccin hidrulica, se producir en el instante en que el valor

de la retraccin, sea igual a la relacin entre tensin de rotura del material a traccin y su mdulo de

deformacin.

7.3.2 Retraccin trmica

La retraccin trmica, es la variacin de contraccin del concreto, originada por

tensiones de compresin locales, que son consecuencia de las diferencias trmicas entre el

concreto y el medio ambiente.

La fisuracin por retraccin trmica, tiene lugar cuando el concreto, no admite una

deformacin correspondiente a la retraccin. Al igual que la retraccin hidrulica, se producir la

fisuracin, en el instante que el valor de la retraccin trmica, sea igual a la relacin entre la

tensin de rotura del material a traccin y su mdulo de deformacin.

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7.3.3 Dilatacin trmica

La dilatacin trmica, es la variacin de expansin del concreto, originada por tracciones

locales, que son consecuencia de las diferencias trmicas entre el concreto y el medio

ambiente.

De forma similar a lo indicado en las retracciones, la fisuracin se producir en el

momento que el valor de la dilatacin sea igual a la relacin entre la tensin de rotura del

material a compresin y su mdulo de deformacin.

Las fisuras debidas a la dilatacin trmica, son mucho menos frecuentes que las debidas

a la retraccin, ya que la resistencia a la compresin, es mucho mayor, que a la traccin.

7.3.4 Fisuracin debido a oxidacin de armaduras

Este tipo de fisuracin, se produce, cuando se da un aumento del volumen del acero, en

aproximadamente diez veces, lo cual somete al concreto circundante a tracciones.

Las fisuras que se originan, son paralelas a las armaduras y permite la propagacin de

la corrosin qumica.

8. Anlisis

Datos de inspeccin visual de fisuras:

Espesor mximo: 0.5 mm

Largo mximo: 2.9 m

Forma y direccin: Irregular

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Plano de fisuras:

Con esta informacin se valida la hiptesis planteada al inicio del anlisis debido al

siguiente anlisis:

Las fisuras son de pequeo espesor.

La relacin rea del muro es mucho mayor que su volumen lo que facilita el fraguado

rpido del hormign

Las fisuras no completan la extensin total del muro.

Muro exterior, ubicado frente al mar, y por lo tanto expuesto a las adversas condiciones

climticas de la zona.

Las fisuras tienen formas irregulares.

Las fisuras no siguen una nica direccin.

9. Conclusiones

Con el anlisis realizado se desprende que las fisuras encontradas en el muro del

edificio sala de poder ubicado en la base naval, Talcahuano, se deben a retraccin hidrulica

producto del fuerte viento costero en el cual se ubica.

El fuerte viento produjo la evaporacin de agua en el proceso de fraguado del hormign.

Al perderse agua se pierde volumen por lo que el hormign se contrae. Estas fuerzas superaron

la escasa resistencia a traccin con que cuenta el hormign a temprana edad lo que lo llevaron

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a su fisuracin. Esto en un fraguado normal no ocurre ya que la resistencia del hormign

siempre va por delante de la exudacin, evaporacin y el proceso exotrmico.

Para la reparacin existen productos se sugiere un epxico de alta resistencia.

10. Bibliografa

INSTITUTO CHILENO DEL CEMENTO Y DEL HORMIGN. Compendio de tecnologa del

hormign. Chile, 1992.

Jimnez Montoya, Garca Meseguer, Morn Cabr. HORMIGN ARMADO, Editorial Gustavo

Gili S. A., 1991, Barcelona, Espaa.

Petrucci, E. CONCRETO DE CIMENTO PORTLAND, Editorial Globo, 1983, Rio de Janeiro,

Brasil

Pablo David Meneses Arcos, Anlisis de Edificios de Hormign Armado en Base a Prticos

Planos Acoplados a Muros de Altura Parcial,VALDIVIA,CHILE,2006.