34936082 Fallas Estructuras de Concreto

7/31/2019 34936082 Fallas Estructuras de Concreto

1/33

REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAREPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICAUNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA

DE LA FUERZA ARMADADE LA FUERZA ARMADA

UNEFAUNEFA

NCLEO MARACAY EDO. ARAGUANCLEO MARACAY EDO. ARAGUA

ASIGNATURA:MANTENIMIENTO GENERAL DE OBRAS

ESTRUCTURAS DE

CONCRETO

REALIZADO POR:REALIZADO POR:

DANNI GUTIERREZDANNI GUTIERREZ

C.I: 19.107.080C.I: 19.107.080

RAFAEL VALERARAFAEL VALERA

C.I: 17.200.204C.I: 17.200.204

JOHANJOHANBOLIVARBOLIVAR

C.I:19.405.119C.I:19.405.119

JORGE GUTIERREZJORGE GUTIERREZ

C.I:17.788.836C.I:17.788.836

YAMPIERO CARRIZALESYAMPIERO CARRIZALES

C.I:C.I:17.788.63717.788.637

INSTRUCTOR: ING. KARELIZ MORILLO

SECCIN: CID709SECCIN: CID709

JULIO DE 2.010


2/33

DEFINICION

Son todas aquellas actividades y procesos clasificados segn su tipologa ysegn el rea a la cual estn destinados a mantener en ptimas condiciones y a corregirsegn sea el caso.

CLASIFICACION DE LOS EDIFICIOS

Clasificacin de los Edificios segn su cdigo:Por medio de estos cdigos podemos conocer el estado de mantenimiento de lasedificaciones.

Cdigo 1: Buen estado, ninguna intervencin es requerida.

Cdigo 2:

Deterioro ligero, en gneros provocado por causas naturales, en un estadotodava no avanzado. Pero en una fase inicial de la evolucin del deterioro.De hecho la estabilidad mecnica del elemento no est todava perjudicada. Laintervencin de restauracin en ste caso ser de hecho ligera, esto es, a nivel demantenimiento ordinario.

Las situaciones tpicas de deterioro que clasifican en esta categora son: Rajaduras o grietas corridas,

Fisuraciones superficiales,

Oxidacin,

Manchas de humedad, etc.

Cdigo 3:

Deterioro medio: en gneros provocados por causas accidentales o tambin porcausas naturales pero en avanzado estado de deterioro. Cdigo 4:

Deterioro grave: provocado ya sea por factores meramente naturales o de tipoaccidental, pero con un avanzado estado de deterioro, de tal magnitud que perjudica laestabilidad mecnica del elemento.

MANTENIMIENTO DE PISOS Concreto Rustico:

Humedecer.

Acido muritico al 30% (comercial) por 15 partes de solucin de agua yjabn.


3/33

Restriegue.

Enjuague con agua limpia y deje secar.

Granito:

Aspire el polvo.

Coletee.

Pula con fieltros.

Pula con cepillos de nylon.

Vynil:

o Aspire el polvo.

o Coletee

Espordicamente, debe usarse una pulidora en seco. Madera o Parquet:

Parquet no vitrificado

Parquet vitrificado

Cermica

Deficiencia: Pieza desgastada en buen estado.Accin de mantenimiento: Limpiarla muy bien

Elimine mortero o pego

Humedecer

Extender

Aplicar una capa de pego o mortero

Coloque la cermica

Aplicar una lechada de cemento blanco

Cermica

Deficiencia: Cermicas rotas o deterioradas.Accin de mantenimiento:

Remover la pieza daada


4/33

Remover con una esptula el pego

Humedecer

Aplicar una capa de mortero

Coloque con los dedos la pieza

Cemento blanco

Limpie el exceso

MANTENIMIENTO DE TECHOS

Los techos, son un componente que se encuentran expuestos en diversos gradosa ciertas condiciones y por su ubicacin relativa en un edificio no se le presta la

adecuada atencin. Un sistema de techos esta sujeto a la exposicin al viento, granizo,nieve, lluvia, radiacin ultravioleta, por no mencionar el trfico que pueda sufrir yvarias formas de abusos mecnicos, como ser la expansin y contraccin de losedificios.

Causas de fallas Errores de diseo

Fallas en la instalacin por procesos inadecuados

Falta de mantenimiento o mantenimiento inadecuado

Causas naturales

Dao humano

Abusos por parte del usuario

Cambios en el uso del edificio

Deterioro natural en el sistema de techos

Falla en otros componentes del edificio

Falla en el propio sistema debido a algn componente

Acciones: Limpiar peridicamente canaletas y rejillas de desages, en especial despus de

cada tormenta. As se evitaran desbordes de agua que ocasionen filtraciones.

Deben permanecer en perfecto estado las rejillas de los sumideros.


5/33

Debe regarse, segn sea conveniente, una delgada capa de asfalto plstico oasfalto oxidado caliente en las zonas que tienden a deteriorarse con masfrecuencia

Verificar que no existan grietas o fisuras en:

Encuentros de la azotea con los muros verticales.

Muros verticales de cerramiento o muros de carga.

Encuentros de la azotea con los conductos y caos de ventilacin, claraboyas,chimeneas, etc.

Alrededor de las rejillas de los desages.

Uniones de baldosas cermicas, ladrillos, etc.

Controlar que el material de las juntas de dilatacin no este envejecido,desprendido ni agrietado.

Techos de Tejas: Debe evitarse que el personal inexperto camine sobre el techo.

Se deben desramar los rboles que caen sobre los techos con mucho cuidado.

Sustituir las Tejas cuando se rompan.

MANTENIMIENTO DE FRISOSDeficiencia: Huecos e irregularidades en la pared

Accin de mantenimiento:

Elimine con la punta de una esptula todas las partculas sueltas y restos depintura

Con una brocha pequea elimine todo resto de polvo

Humedezca con la misma brocha la zona a reparar Prepare la cantidad necesaria de mezclilla para reparar la grieta

Extienda en la zona con una esptula la mezclilla

Alise y empareje con la esptula

Una vez seco, elimine las asperezas con una lija de grano fino

Repinte la zona

Deficiencia: Agujeros de gran tamao


6/33

Accin de mantenimiento:

Tapone el agujero con una pelota de papel mojado aplastando el papel hasta quequede aproximadamente al mismo nivel que la pared

Cubra el papel y el agujero con una capa de mezclilla

Una vez seco, el parche quedara un poco a desnivel por lo cual con la ayuda deuna lija de grano fijo se deber emparejar

Repinte la zona

MANTENIMIENTO DE PLOMERIA

Localizacin de filtraciones y roturas en las tuberas: Las filtraciones son de dos tipos: de agua potable y de aguas servidas.

Determinar el origen de una filtracin puede tornarse en una labor bastantedifcil, por cuanto el agua no siempre aparece cerca del punto donde se origina lafuga. Como la rotura de pisos y paredes es costosa e incmoda, debe hacerse unanlisis profundo del lugar del problema antes de proceder a romper.

Se debe inspeccionar el edificio peridicamente para observar si hay signos de fugas,

derrames, entre otros, prestndole especial atencin a lo siguiente: Los olores de mohos

Manchas o decoloracin en el techo, paredes o el piso

Superficies fras (por ejemplo, debajo de las ventanas y en las esquinas formadaspor paredes externas, tubera de agua fra no aislada)

Las paredes en las que se genera humedad (por ejemplo, en lockers y sanitarios).

Tambin hay que buscar signos de daos de humedad en:

reas en interiores alrededor de fugas conocidas en el techo o las paredes

Paredes alrededor de ventanas con fugas o rotas

Pisos y techos debajo de la tubera

Las tuberas de acero galvanizado (tambin llamado "hierro" o slo "galvanizado")pueden comenzar a presentar fugas justo en las partes roscadas, o en el cuerpo del tubo(flechas blancas). Una pequea fuga alrededor de un accesorio roscado o en lasuperficie del tubo de un sistema de agua de acero galvanizado puede corregirse con una

mezcla epxica para reparaciones.


7/33

Limpia bien el rea y despus envuelve las partes roscadas en la mezcla epxica,procurando hacer que penetre en la zona donde el tubo y el accesorio se unen.Para corregir una fuga presente en un tubo de acero galvanizado, hay que drenar todo elsistema de plomera, preparar la mezcla epxica y envolver con ella el rea daada.Aqu mostramos las partes de una abrazadera para tubo y la manera como se ensamblan

alrededor de un tubo de acero galvanizado con fuga.Coloca la abrazadera para tubo de manera que la junta de la abrazadera presioneel material epxico cubriendo la fuga. Aprieta la prensa.

PATOLOGIA ESTRUCTURAL

Es el estudio del comportamiento de las estructuras cuando presentanevidencias de fallas o comportamiento defectuoso (enfermedad), investigando suscausas (diagnstico) y planteando medidas correctivas (teraputica) para recuperar las

condiciones de seguridad en el funcionamiento de la estructura.

Proceso Patolgico

En las estructuras las fallas o defectos se ponen de manifiesto, con laaparicin de una serie de seales o de cambios de aspecto, que se engloban dentro dela sintomatologa estructural. Ante estos sntomas y previa investigacin de suscausas el tcnico especialista, o patlogo estructural, debe establecer un diagnsticode la enfermedad que sufre la estructura.

Causas De Lesiones O Defectos

Las causas que pueden provocar lesiones en una estructura en general puedenser muchas y muy variadas y pueden estar relacionadas con el propio proyecto, conlos materiales, con la ejecucin y con el uso o explotacin de la estructura.

Diagnostico

Permite conocer la enfermedad (falla o defecto de la estructura), determinar el estadoen que se encuentra el enfermo (condiciones de funcionamiento y resistencia).

Permite pronosticar sobre los cambios que pueden sobrevenir sobre la estructura enel curso de la afeccin que sufre, su duracin y terminacin por los sntomas que laprecedieron o la acompaan.

El pronstico puede ser optimista, en cuyo caso la estructura afectada evolucionarfavorablemente mediante la aplicacin de una terapia adecuada, recuperando suscaractersticas resistentes mediante una reparacin de rutina o, el pronstico podr ser

pesimista en cuyo caso la estructura afectada tendr que sufrir amputaciones(eliminacin del o los elementos estructurales afectados) o finalmente su demolicin.

Diagnstico Inspeccin y evaluacin preliminar


8/33

Inspeccin visual reportando la apariencia general de los daos producidos por lafalla, reas afectadas, tipos de defectos visibles, situacin de los puntos ms importantesdel elemento o la estructura.

FALLAS ESTRUCTURALES

Deformacin, desplazamiento o ruptura de los elementos que conforman laestructura, que son sometidos a fuerzas que sobrepasan los limites para los cuales estos

han sido diseados. La falla de una estructura tiene generalmente una manifestacinexterna de cuyo anlisis se podr deducir la importancia, origen y posiblesconsecuencias. De lo anterior, se puede apreciar la importancia que representa el saberreconocer estos daos, clasificarlos y describirlos.

CARACTERISTICAS DE LA FALLAS

Deterioro superficial

Se caracterizan en general, por su pequea profundidad en relacin con unaextensin relativamente grandes. Se incluyen aqu todas las fallas cuyo espesor esinferior a 5 cm y/o alcanza a afectar slo el recubrimiento de las armaduras.

Discontinuidad local y profunda

Su extensin puede ser grande o no, siendo su profundidad mayor que 5 cm,afectan el hormign detrs de las armaduras; un ejemplo tpico son los nidos de piedra.

Grietas

Se deben a que las tensiones internas en el hormign, han sobrepasado la

resistencia de ste, produciendo la rotura del elemento. Si la causa que la origin hadesaparecido, dicha grieta se puede considerar sin movimiento (grieta muerta) y por lotanto susceptible de ser reparada devolviendo el monolitismo a la estructura.

En cambio si la causa persiste, por ejemplo variaciones de temperatura, la grietaseguir movindose como si se tratara de una verdadera junta de dilatacin.Para hacer una clasificacin segn el tamao, puede distinguirse entre fisura o grieta,segn que su ancho sea menor o mayor que 0,5 mm, respectivamente.

Fractura de un elemento


9/33

Corresponde a una o varias de las fallas mencionadas, manifestndose conmayor intensidad y cortando o deformando la encerradura original. Generalmente sehace necesario un reemplazo total o parcial del elemento.

Corrosin de las armaduras

La primera manifestacin de corrosin en las armaduras es la aparicin defisuras sobre las barras debido al aumento de volumen del fierro al oxidarse; puedeverse acompaada de manchas de xido, lo que va intensificndose a medida que el

proceso avanza. En una etapa posterior cae el recubrimiento y las armaduras quedan a lavista, aprecindose tambin la reduccin de la seccin til del fierro.

CAUSAS

Para poder determinar el procedimiento de reparacin es indispensable conocer

las causas que lo originan y sus efectos.

Diseo

Corresponde a una falta o insuficiencia en los estudios preliminares, comocondicin de suelos, ambiente, etc., errores de dimensionamiento o calidad, cantidad ydisposicin de las armaduras, especificaciones incompletas, etc.

Ejecucin

Pueden presentarse defectos por materiales y procedimientos. En el primer casose trata de la eleccin inadecuada de los componentes del hormign o incumplimientode las normas de calidad. El segundo caso corresponde a la utilizacin de malos

procedimientos, especialmente en el vaciado, colocacin, compactacin y curado delhormign. Algunos ejemplos tpicos muy frecuentes son los nidos de piedras y las

juntas de hormigonado mal ejecutadas.

Uso:

Los daos debidos al uso aparecen cuando la estructura est en servicio y

despus de un tiempo ms o menos largo segn el caso. A veces las condiciones de usono fueron bien previstas, pero muchas veces se deben a que las condiciones cambiandespus..Entre las causas de dao por el uso se pueden mencionar: sobrecargas, deformaciones,medio ambiente, ataque qumico, desgaste, cavitacin y efecto de los incendios.

Efectos

El dao en una estructura puede tener efectos sobre la estabilidad, o sobre ladurabilidad y seguridad de la obra, adems de aspectos de orden esttico.


10/33

Entre estos ltimos, pueden influir tambin razones psicolgicas; un ejemplo tpico esuna grieta en una vivienda, la cual puede no influir estructuralmente, sin embargo,

produce una sensacin de inseguridad en el usuario.Desde el punto de vista de la durabilidad la falla original puede favorecer fallasmenores; es el caso de corrosin debido a una grieta o nido de piedras. Cuando el dao

influye en la seguridad de la estructura, requiere atencin y reparacin inmediata.Conocido el problema y determinados la causa y su efecto, es necesario ordenar yclasificar las fallas para luego seleccionar el procedimiento y racionalizar las faenas dereparacin.

Finalmente es necesario sealar que en casos de daos en estructuras deberconsultarse a profesionales calificados, y elegir procedimientos de reparacin simples,cuando no se dispone de personal y equipos especializados. Los mtodos mssofisticados slo pueden ser ejecutados por personal idneo y bajo la supervisinadecuada.

TIPOS DE FISURAS Y GRIETAS ESTRUCTURALES

.

FISURAS POR TRACCION Y FLEXION

Fisuras Por Traccin Pura

Se forman a lo largo de la direccin de las barras de refuerzo principal.Son fisuras provocadas por el exceso de traccin longitudinal.

Se forman planos de falla (fisuras y grietas) transversales a lo largo de la seccin.

Los incrementos de la traccin actuante en la seccin provocan de manera sbitauna grieta que afecta la unin entre el hormign y la barra de refuerzo en una


11/33

determinada zona (distancia de deslizamiento). Como consecuencia de ello, seinterrumpe la transferencia de los esfuerzos actuantes por prdida de la adherenciamecnica entre el acero y el hormign.

Adicionalmente, la anchura de la grieta es mnima cerca de la barra de acero

(pero hay fisuras y micro fisuras por el efecto de la conexin) y se incrementa a medidaque se aleja de ella.

Ello genera patrones de espaciamiento entre grietas.Los esfuerzos de traccin excesivos pueden darse como consecuencia de fallas deanclaje o traslapo de una o varias barras de refuerzo.

Fisuras Por Flexin Pura

Suelen ser perpendiculares a la direccin del refuerzo longitudinal dispuesto enla direccin de la traccin principal.

La existencia de armadura transversal (estribos) puede hacer que las fisuras se alineencon ella e incluso favorezcan el inicio o la propagacin de las mismas fisuras.

Estos planos de falla por flexin son de dos tipos:

Grietas de flexin que originalmente son fisuras de traccin.

Grietas por traccin que emergen como una manifestacin del aumento de la

deformacin. Se localizan entre las grietas de flexin y se extienden por encima de lasbarras de refuerzo.


12/33

Las grietas por flexin se extienden hasta el eje neutro, revelando as la posicinreal de este en el elemento.

La anchura de las grietas indica el nivel del esfuerzo de traccin al que han sidosometidas las barras de refuerzo.

Anchuras pronunciadas indican:

Exceso de carga por posibles precargas o sobrecargas.

Insuficiencia de refuerzo longitudinal.

Causas de grietas por flexin y traccin

Sobrecargas no previstas. Mala adherencia de las armaduras al hormign. Mala disposicin de armaduras. Armaduras transversales insuficientes. Baja calidad del hormign.

Alternativas de reparacin

Evaluar la situacin del elemento y determinar:

a) Recuperar monolitismo:- Inyeccin de epoxi.

b) Refuerzo del elemento:- Verificar armadura existente.- Reforzar en caso necesario, para lo cual se debe: Colocar insertos (tipo anclajes) a travs de perforaciones; relleno con

epoxi. Picar y colocar armadura adicional, hormigonar o rellenar con mortero

epoxi. Reforzar con armadura externa (platabandas adheridas con epoxi).

c) Eventual demolicin y reemplazo

Fisuras por adherencia (longitudinales)

Son aquellas que se forman a lo largo de la direccin de las barraslongitudinales. Se pueden inducir como consecuencia de los fenmenos de retraccin oasentamiento plstico. Tambin pueden formarse grietas longitudinales por falta deadherencia entre el hormign y el acero de refuerzo.

Esta situacin es poco comn en estructuras bien calculadas y construidas.

Ocasionalmente, se presenta la falta de adherencia porque durante la construccin las

varillas de acero se impregnan de aceites, bentonita o tienen xido suelto.


13/33

Fisuras Por CortanteLos esfuerzos cortantes y de traccin provocan fisuras oblicuas que tambin son

transversales a la direccin del acero longitudinal principal.

Aparecen inclinadas en zonas cercanas a los apoyos (cortante mxima) o bajocargas puntuales elevadas.

El ngulo entre las grietas de cortante inclinadas y el eje de la viga es deaproximadamente 45.

Las grietas de cortante siempre atraviesan todo el espesor de la viga y su anchuradepende de la seccin de la viga.

Causas de grietas por cortante

Sobrecargas no previstas. Mala adherencia de las armaduras al hormign. Mala disposicin de armaduras. Armaduras transversales insuficientes.


14/33

Baja calidad del hormign.



a) Recuperar monolitismo:- Inyeccin de epoxi.

b) Refuerzo del elemento:- Verificar armadura existente.- Reforzar en caso necesario, para lo cual se debe: Colocar insertos (tipo anclajes) a travs de perforaciones;

relleno con epoxi. Picar y colocar armadura adicional, hormigonar o rellenar con

mortero epoxi.

Reforzar con armadura externa (platabandas adheridas conepoxi).


Fisuras Por Torsin

Las fisuras por torsin tambin son oblicuas pero continuas y en espiral.

Atraviesan completamente la seccin de los miembros afectados.

Fisuras Por Punzonamiento

Es propio de losas con deformaciones impuestas locales y ocasiona fallas congeometra tronco piramidal cuya directriz es el rea cargada.

Se alcanza en elementos que experimentan tracciones que se originan por esfuerzostangenciales que a su vez son motivados por una carga o una reaccin localizada en unrea relativamente pequea.

Es una falla de tipo frgil.


15/33

Causas de grieta por punzonamiento

Concentracin de tensiones. Diseo inadecuado: armaduras y/o espesores insuficientes;

sobrecargas no previstas. Baja calidad del hormign


Inyeccin con epoxi. Reducir concentracin de tensiones mediante aumentos de seccin

del pilar y capiteles de acero y hormign. Traspasar carga a elementos inferiores.

Fisuras Por Cizalladucha

Se presenta en secciones compuestas de hormign reforzado que se conformanpor un elemento de hormign prefabricado y una sobre-capa o torta de hormignvaciada in situ.

La resistencia al esfuerzo de cizalladora debe garantizarse mediante un anclaje

mecnico (varillas en forma de U invertida) o mediante un anclaje qumico (puente deadherencia epxico o acrlico) que busque la integridad estructural de los dos elementos.

Causasde grietas porcizalladuras


16/33

Junta de hormigonado defectuosa


Reconstituir monolitismo: reparar mediante inyeccin o mortero epxico. Refuerzos en nudo: Perforaciones verticales o inclinadas. Relleno epxico. Colocar insertos.

Fisuras Por Compresin

Si se rebasa la capacidad resistente del elemento en compresin, entonces ocurre

una fisuracin que es paralela a la direccin de carga del elemento.

Cuando el patrn de fisuracin es oblicuo, puede estar indicando que el hormign estseco.

Causas de grietas por compresin Baja resistencia del hormign a compresin Diseo insuficiente: Tensiones principales de compresin superan la resistencia del hormign.

Alternativas de reparacin Analizar resistencia del hormign y estado tensional de lasarmaduras. Refuerzo exterior con platabandas.

Posible demolicin y reemplazo


17/33

Fisuras Por Rigidez Del Apoyo

Ocurre cuando la conexin entre el elemento que se apoya y el elemento de

apoyo no tiene una transicin adecuada mediante el uso de amortiguamiento como uncojn de neopreno.

La fractura ocurre como consecuencia de los movimientos y esfuerzoshorizontales que experimenta la zona de apoyo por los ciclos de dilatacin y contraccintrmica; y/o por la rotacin que experimenta el elemento apoyado induciendo un sobre-esfuerzo local de compresin.

Causas de grietas por rigidez de apoyo Diseo o construccin inadecuados

Falla de anclajes y/o de armaduras transversales.

Alternativas de reparacin Reconstituir monolitismo.

o Grieta limpia: inyectar epoxi.o Junta con suciedades: picar por sectores, rellenar con mortero epoxi.

Revisar anclajes de armaduras, reforzar. Eventual demolicin.

Fisuras Por Falta De Refuerzo En El Borde

Ocurre cuando el borde del extremo de una viga que se apoya sufre esfuerzos decompresin y/o traccin locales y no se ha reforzado suficientemente.

Cuando el refuerzo principal est compuesto por varillas de gran dimetro que alser dobladas requieren de un amplio radio de doblado que no se cumple.


18/33

Fisuras Por Aplastamiento Local

Tienen su origen en la alta concentracin de cargas que a veces se dan en laszonas de apoyo de elementos simplemente apoyados o en las zonas de anclaje detorones y cables.

Cuando el aplastamiento se da por una carga concentrada, el patrn de falla selocaliza directamente debajo de sta y tiende a dividir la seccin de hormignlocalmente.

Causas de grietas por aplastamiento local Sobrecargas no previstas. Armaduras transversales insuficientes. Baja calidad del hormign.



a) Recuperar monolitismo:

- Inyeccin de epoxi.


19/33

b) Refuerzo del elemento:- Verificar armadura existente.- Reforzar en caso necesario, para lo cual se debe: Colocar insertos (tipo anclajes) a travs de perforaciones; relleno con

epoxi.

Picar y colocar armadura adicional, hormigonar o rellenar con morteroepoxi. Reforzar con armadura externa (platabandas adheridas con epoxi).


Fisuras Durmientes

Pueden ser provocadas por la retraccin. Despus de un cierto periodo detiempo, este tipo de fisuras deviene estable (cantidad y tamao de las fisuras).

Estas fisuras se pueden reparar utilizando un material de llenado rgido.

Fisuras Activas

Tienen un tamao variable, son funcin de los ciclos de carga y de los ciclos detemperatura. Se reparan utilizando un material de llenado flexible que permita elmovimiento y evite la ruptura del elemento en otro lugar.

Hay dos tipos de fisuras activas: las aisladas y las fisuras en red.

Las fisuras en red no se deben, en general, a un exceso de esfuerzos. Seraentonces intil, reforzar el elemento.

Cuando la fisura es aislada y activa, reestablecer la resistencia en traccin de la partefisurada conduce a desplazar el problema y hacer fisurar otra parte diferente delelemento.

Como consecuencia de esto, se debera estudiar la distribucin de esfuerzos,reforzar e instalar juntas a proximidad de la fisura.

Fisuras Evolutivas

Tienen un tamao que aumenta si los fenmenos que las producen no soneliminados.

Movimientos del suelo.

Corrosin del acero de refuerzo.


20/33

Una fisura evolutiva no se puede reparar sin antes eliminar el fenmeno que laproduce.

FALLAS EN PRESENCIA DE EVENTOS SISMICOS

A continuacin se explican los tipos de fallas ms importantes que se registranen estructuras de concreto reforzado y mampostera, tras la ocurrencia de eventosssmicos.

Por lo general, estas fallas pueden deberse a:

a) Inadecuada resistencia al cortante de los entrepisos debido a la escasez deelementos tales como columnas y muros.

b) Grandes esfuerzos de cortante y tensin diagonal en columnas o en vigas.

c) Falla por adherencia del bloque de unin en las conexiones viga-columnadebida al deslizamiento de las varillas ancladas, o a falla de cortante.

d) Grandes esfuerzos en muros de cortante, sin o con aberturas, solos oacoplados.

e) Vibracin torsional causada por la falta de coincidencia en planta del centrode masas con el centro de rigidez.

f) Punzonamiento de la losa de edificios construidos a base de losas planas,

g) Variacin brusca de la rigidez a lo largo de la altura del edificio.

h) Golpeteo entre edificios.

i) Amplificacin de los desplazamientos en la cspide de los edificios.

j) Grandes esfuerzos de cortante en columnas acortadas por el efecto restrictivoal desplazamiento causado por elementos no estructurales.

FALLA POR INADECUADA RESISTENCIA AL CORTANTE DE LOSENTREPISOS DEBIDO A LA ESCASEZ DE ELEMENTOS TALES COMOCOLUMNAS Y MUROS.

El colapso de los edificios se debe generalmente a la insuficiente resistencia acarga lateral de los elementos verticales de soporte como son columnas y muros. Lasfuerzas de inercia, cuya variacin de la base hasta la cspide del edificio es

progresivamente creciente, generan fuerzas cortantes decrecientes desde la base hasta lacspide, mismas que deben ser resistidas en cada nivel por el conjunto de dichoselementos verticales. De esta forma, es necesaria un rea transversal de muros y/o

columnas suficiente para resistir adecuadamente las fuerzas cortantes inducidas por elsismo.


21/33

Foto edificio antes de la Falla

Edificio Luego de la Falla


22/33

FALLA FRGIL DE CORTANTE Y TENSIN DIAGONAL EN COLUMNAS OEN VIGAS.

Es muy importante que las edificaciones cuenten con una capacidad de

deformacin suficiente para soportar adecuadamente la solicitacin ssmica sindesmeritar, obviamente, su resistencia. Cuando la respuesta ssmica de la edificacin esdctil, se presentan elevadas deformaciones en compresin debidas a efectoscombinados de fuerza axial y momento flector.

Falla por Cortantes

Con solo colocar refuerzo transversal estrechamente separado y bien detalladoen la regin de la rtula plstica potencial, puede evitarse que el concreto se astilleseguido del pandeo por inestabilidad del refuerzo a compresin. Esto implica eldetallado de las secciones para evitar una falla frgil y proporcionar suficiente

ductilidad.

Fallas en confinamiento

Este tipo de falla se origina debido a la gran concentracin de esfuerzos que seproducen precisamente en los extremos de las columnas por las elevadas accionesinternas como son carga axial, fuerza cortante y momento flector, causadas por lasfuerzas ssmicas. Muchas estructuras se han colapsado como resultado de un inadecuadoconfinamiento del ncleo de concreto en columnas. El mismo tipo de falla puede

presentarse tambin en secciones intermedias y superiores de las columnas. Elconfinamiento del ncleo de concreto evita tambin la falla por tensin diagonal

producida por fuerza cortante. Este tipo de falla est caracterizado por la formacin degrietas inclinadas.


23/33

FALLA POR ADHERENCIA DEL BLOQUE DE UNIN EN LASCONEXIONES VIGA-COLUMNA DEBIDA AL DESLIZAMIENTO DE LASVARILLAS ANCLADAS O A FALLA DE CORTANTE.

Con frecuencia, en las conexiones entre los distintos elementos estructurales sepresentan elevadas concentraciones y complejas condiciones de esfuerzos, mismos quehan conducido a distintos y numerosos casos de falla especialmente en las uniones entremuros y losas de estructuras a base de paneles, entre vigas y columnas en estructuras demarcos, entre columnas y losas planas, y entre columnas y cimentaciones.

Desconchamiento del concreto en unin viga-columna

Falla en unin viga-columna por escasez de anclaje en la conexin de la columna con elsistema de piso


24/33

FALLA FRGIL EN MUROS DE CORTANTE, SIN O CON ABERTURAS,SOLOS O ACOPLADOS.

En los proyectos estructurales, los muros de cortante son destinados a resistir

principalmente los esfuerzos producto de las fuerzas horizontales ssmicas. Ante estasolicitacin, las fallas que suelen presentarse son en su unin con los sistemas de piso,por cortante horizontal o vertical, y por vuelco.

Daos en muro de cortante

Desconchamiento en muro de cortante

Este ltimo tipo de falla es tpico en las vigas de acoplamiento y se debe ademandas de gran ductilidad y de elevadas fuerzas cortantes como consecuencia de su

corta longitud.


25/33

FALLA DE EDIFICIOS A BASE DE LOSAS PLANAS PORPUNZONAMIENTO DE LA LOSA

Otro caso de falla de conexin se presenta en edificios de losas planas y se debea una falla de punzonamiento producida por los elevados esfuerzos cortantes. En este

tipo de falla, los sistemas de piso quedan sin apoyo dando lugar a un colapso total de losmismos mantenindose de pie solo las columnas

Falla de un edificio a base de losas planas por punzonamiento de losa

Las fallas en las conexiones generalmente son frgiles, por lo que estas zonas

deben protegerse con especial cuidado y disearse detalladamente.

FALLA POR VARIACIN BRUSCA DE LA RIGIDEZ A LO LARGO DE LAALTURA DEL EDIFICIO.

Con frecuencia las plantas bajas de los edificios se construyen dejando el mayorespacio posible para permitir el paso o estacionamiento vehicular, mientras que losniveles superiores se construyen mediante sistemas de marco-muro, estando este ltimola mayora de las veces confinado por el marco proporcionndoles a los pisos superiores

una mucho mayor rigidez que la de planta baja.


26/33

Esta situacin conduce a una concentracin de daos en la llamada planta dbildel edificio, la cual posee una rigidez mucho menor en comparacin con la de los pisossuperiores.

La planta baja de este edificio se dise con base en un sistema de marcosrgidos y en los pisos superiores se contempl un sistema de muros con lo cual larigidez en elevacin vari, lo que provoc la falla total de la planta baja durante el

sismo.

FALLA POR GOLPETEO ENTRE EDIFICIOS.

Si no existe una separacin suficiente entre edificios adyacentes, su maneradistinta de vibrar ante la solicitacin ssmica conduce al golpeteo entre ellos

producindoles severos daos.

Falla por golpeteo en la junta entre edificios adyacentes


27/33

Este tipo de falla puede ser ms grave cuando los cuerpos adyacentes nocoinciden en la altura de sus entrepisos, ya que las losas de uno pueden golpear las

partes intermedias de las columnas del otro.

Falla debida al golpeteo entre edificios adyacentes que no coinciden en altura susentrepisos

FALLA EN COLUMNAS DE PISOS SUPERIORES POR LA AMPLIFICACINDE LOS DESPLAZAMIENTOS EN LA CSPIDE DE LOS EDIFICIOS.

Al propagarse las vibraciones inducidas por el sismo desde la base hasta lacspide de los edificios, se presentan amplificaciones de la vibracin a lo largo de sualtura, que se acentan en sus niveles superiores, principalmente en edificios altos, loque conduce a una elevada concentracin de acciones internas que provocan el colapsode una parte del edificio a partir de determinada altura.

Colapso de los niveles superiores de un edificio de 11 pisos

Algunos autores atribuyen este tipo de colapso a la unin de concreto nuevo conviejo tras la interrupcin del colado durante el proceso constructivo.


28/33

REFUERZO DE ESTRUCTURA

A grandes rasgos se trata de un sistema de refuerzo compuesto por fibrasaltamente resistentes, embebidas en una matriz epxica. Su uso se ha difundido

originalmente en la industria nutica, automotriz y aeroespacial; en la actualidad haincursionado con gran profusin en la construccin.

Dentro de la industria de la construccin, el FRP (POLMEROSREFORZADOS CON FIBRAS) puede emplearse en varias presentaciones (barras,lminas, etc.). Sin embargo, en el campo de la reparacin, refuerzo y adecuacin deestructuras existentes, destaca la modalidad de adhesin epxica externa de capasdelgadas de FRP a los elementos estructurales existentes.

Esta solucin de refuerzo tiene grandes beneficios con respecto a otros sistemasde reparacin o refuerzo de estructuras:

Estructurales: con Alta resistencia y rigidez ademas de se muy Ligero. Condurabilidad y servicio que resistente a corrosin y son se bajo espesor, no se nota. Soneconmicos a Bajo costo de instalacin y rpida puesta en servicio

Materiales Para La Reparacin Y Refuerzo De Estructuras Mediante Los SistemasEpxicos

Productos de origen sinttico que endurecen por reaccin qumica entre unaresina y un endurecedor. Las formulaciones habituales incluyen distintos tipos de

endurecedores, modificadores, diluyentes y fillers minerales segn el caso. Se entreganen 2 3 componentes:

Parte A ResinaParte B EndurecedorParte C Fillers o ridos.

Dosificaciones: Debe respetarse rigurosamente la proporcin resina:endurecedor (A:B) indicada por el fabricante. En la mayora de los casos se emplean

juegos completos predosificados. La proporcin de parte C (filler) puede ajustarse enobra segn consistencia y propiedades requeridas. Los sistemas epoxi, dependiendo de

cada uso, podrn emplearse en forma de:


29/33

Lquidos ms o menos viscosos segn la formulacin; pastas de consistencia espesa para lo cual se agrega polvo de cuarzo y

eventualmente un agente tixotrpico; Morteros epxicos: agregando a la mezcla resina-endurecedor una arena,

generalmente cuarzo, de una determinada granulometra. La proporcin entre Resina +

Endurecedor y -Arena vara entre 1 :1 y 1 :10 en peso. A + B 1 -i -i 1 -m I . I el I . I UC

Propiedades Viscosidad: La viscosidad de los sistemas epoxi puros (sin filler)puede variar entre 100 y 2500 cent poise (cps) a 20C, segn la formulacin. Laviscosidad puede aumentarse con fillers para formar pastas tixotrpicas; a la inversa,

para trabajos de inyeccin se requiere de productos de baja viscosidad.

Velocidad de Reaccin: Condiciona el pot-life o tiempo de endurecimientoinicial y el desarrollo de resistencia en plazos cortos. Depende de la formulacin,temperatura y volmenes de mezclas. En general se alcanzan altas resistencias a edadestempranas con posibilidades de puesta en servicio dentro de los 3 primeros das. Las

reacciones son exotrmicas, lo que puede limitar los volmenes a preparar.Retracciones: Endurecimiento prcticamente sin retraccin. Propiedades

mecnicas (a 7 das) Resistencia a compresin 400 a 1 .000 kgf/cm2 Resistencia a flexotraccin 200 a 800 kgf/cm2 Adherencia al acero sobre 200 kgf/cm2 Adherencia al hormign sobre 50 kgf/cm2 (rotura del hormign). Mdulo de elasticidad 10.000 a 350.000 kgf/cm2 (segn formulacin y

contenido de filler).

Sensibilidad Trmica: La temperatura de aplicacin influye sobre la viscosidady velocidad de reaccin. Los cambios de temperatura posteriores intervienen en lasdeformaciones. El coeficiente de dilatacin trmica vara de 4.5 a 6.5 x 10 5, valor quedisminuye considerablemente con la adicin de fillers. Eventualmente las temperaturasaltas pueden disminuir el mdulo de elastipiHari

Normativa: La Norma ASTM C881-78 "EPOXI-RESIN-BASE BONDINGSYSTEMS FORCONCRETE" clasifica los productos en Tipo, Grado y Clase, segn propiedades

basadas en su empleo, como viscosidad, resistencia, adherencia, retraccin ycompatividad trmica.

USOS PRINCIPALES

En Columnas: Diseados para agregar resistencia y ductilidad a columnasexistentes proporcionndoles confinamiento adicional. En base a pruebas estructuralesse ha demostrado la eficacia del producto, Los sistemas pueden ser diseados para:

Aumentar la resistencia a flexin y el esfuerzo de corte en columnas. Aumentar la ductibilidad de las columnas hasta en 8 veces su desplazamiento. Aumentar la capacidad de carga vertical incrementando la resistencia a

compresin del concreto. Contiene la corrosin y sella la columna de la intrusin de

cloruros, humedad y oxgeno.


30/33

En Losas y Vigas: Pueden ser utilizados para reforzar los elementos de vigas yde losas sujetos a cargas mayores a las originales o mejorar el funcionamiento deelementos reforzados inferiormente. Este sistema puede ser utilizado como alternativa alas soluciones de refuerzo convencionales tales como colocacin de placas de acero,shotcrete. Se puede incorporar anclajes que proveen gran adherencia.

En Concreto y Albailera: Muchos de estos muros ya sea de concreto oalbailera, requieren ser reforzados para mejorar su comportamiento frente a distintostipos de cargas. Con este tipo de refuerzo se brindan esta capacidad adicional requeridaen cualquier seccin del elemento. Adems, mantiene la integridad del elemento

previnindolo de posibles rupturas dando seguridad de por vida.

Bajo Agua: Con una tipo especial de sustancia epoxica es especialmenteformulado conresinas, para ser utilizado en el refuerzo de elementos que estn bajoagua, tales como pilotes de puentes o muelles.

En los refuerzos de Estructuras se emplea la Inyeccin de resinas de bajaviscosidad para reparacin de grietas en estructuras de hormign, restableciendo elmonolitismo estructural.Uso de equipos de inyeccin de mezcla en punta, dedesplazamiento positivo y presin hasta 500 psi que permiten controlar la relacin demezcla entre los componentes de la resina. Llenado adecuado de fisuras de hasta 0.05mm de espesor. Viscosidad de la mezcla mientras dura el proceso de inyeccin. Tambinse utiliza el uso de resinas de poliuretano para sellado de grietas activas en estructurasde hormign o albailera; materializacin de juntas de dilatacin; mejoramiento desuelos. Aplicacin de resinas de hasta dos componentes mediante equipo de inyeccinde diseo especial que permite alcanzar presiones de trabajo hasta 2500 psi y relacinde mezcla variable. Sistema ampliamente utilizado para sellado e inyeccin de grietascon filtraciones activas en estanques, acueductos y excavaciones subterrneas.

A continuacin se presenta de manera detallada algunos casos que se utilizanpara el refuerzo de una estructura.

La inyeccin de fisuras y grietas con resinas epxicas tiene por objeto recuperarel monolitismo de las estructuras, gracias a las propiedades de adherencia y resistenciade estos materiales, las inyecciones son aplicables agrietas sin movimiento. Siempre esnecesario verificar con extraccin de testigos la penetracin real de la resina. Estos

pueden ser algunos:

Inyeccin Gravitacional

Alcance: Elementos horizontales (losas) con grietas de aberturas superiores a 1mm.

Procedimiento: Limpieza con aire comprimido, sello en la cara inferior conmasilla epxica, ejecucin de diques laterales con yeso o masilla en la cara superior;vaciar un sistema epxico de viscosidad inferior a 200 cps para que fluya por gravedad

al interior de la grieta.


31/33

Inyeccin a Presin

Alcance: Inyeccin de grietas y fisuras en cualquier posicin. Para la inyeccinde grietas finas (


32/33

Procedimientos: Definir bordes con cortador angular. Eliminar por picado todohormign defectuoso. Obtener forma geomtrica adecuada. Limpieza con aire y/o agua.Aplicar con brocha lechada de adherencia. Preparar mortero 1:3 con arena gruesa detamao mximo 5 mm o de 1/3 del espesor a rellenar; consistencia semiplstica yeventual aditivo expansor. Proyectar manualmente (chicoteo), compactar y alisar con

platacho. Mantener hmedo por 7 das.

Gunita: Mortero Proyectado

Alcance: Se aplica a fallas superficiales extensas o repetitivas.Recuperacin delrecubrimiento en el caso de corrosin de armaduras.Equipos: Refuerzo de muros, agregando armaduras adicionales. Mquina

lanzadora, compresor de capacidad superior a 400 pies3/minuto, accesorioscomplementarios.

Dosificaciones: Dosis de cemento superior a 350 kg/m3. Tamao mximo de laarena ^5 mm.Razn agua-cemento: 0,35 a 0,40.

Procedimiento: Tratar superficie como en caso anterior, picando hormigndefectuoso y dandoGeometra adecuada. Limpiar armaduras, eventualmente con chorro de arena. Colocar

malla de refuerzo cuando corresponda. Aplicar mortero a alta presin. Cuando serequiere una terminacin lisa, ser necesario aplicar una capa final de morteroligeramente plstico, y luego afinar con platacho. Curado hmedo por 7 das.


33/33

Las estructuras de concreto se disean y construyen para que cumplan con sufuncin y alcancen su vida til de una manera segura. Esto implica que en el diseo,construccin, mantenimiento y operacin se consideren aspectos de capacidadestructural, as como de durabilidad de los materiales.

Cuando las estructuras sufren modificaciones, sea por razones arquitectnicas ode tipo de uso, se deterioran los materiales, o bien sufren daos, como los producidos

por los temblores, es necesario pensar en la rehabilitacin de la estructura. Este trminoimplica, de manera general, la reparacin y el refuerzo. En la reparacin se busca dejar a

la estructura con sus capacidades originales; con el refuerzo se mejoran estaspropiedades. Hay mucha mas informacin relacionada con los refuerzos de estructurasque se conocen y que se han nombrado en el presente. Existen refuerzos metlicos, porcables y dems. Pero que para esta ocasin solo hemos tratado el punto que en laactualidad tiene mayor uso que son los sistemas de polmeros reforzados con fibras.Sistemas epoxicos.

34936082 Fallas Estructuras de Concreto

Documents

Transcript of 34936082 Fallas Estructuras de Concreto