Cons

truc

ción

Soluciones con Sistemas Sika

Reforzamiento a CortanteSistema de Materiales Compuestos Sika®CarboDur®

Sistemas ensayados a largo plazo y aprobadosSistemas de materiales compuestos de alta resistenciaResistentes a la corrosiónFáciles de aplicarSin costo de mantenimiento

Cons

truc

ción

Corrosión del acero de refuerzoDiseño inadecuado del refuerzo Cambio del uso estructural

No se corroenNo requieren mantenimientoMuy livianos

Mediano costo del materialFáciles de cortar y preparar en sitioBajo costo de instalación

Susceptibles a la corrosión por lo que requieren protección

Alto costo de mantenimiento Incremento en peso/carga estática

Bajo costo del materialPrefabricación en talleres fuera del

sitio de obra y se requiere protecciónAlto costo de instalación

Sismo – Columna con falla a cortante Incremento de carga – Viga con falla

Platinas Sika® CarboShear L® Tejidos SikaWrap®

de Estructuras de Con

Materiales Compuestos Sika® CarboDur®Platinas de Acero a Cortante

Alternativas del Reforzamiento a Cortante

Alternativas de

tencia a Cortantecreto Reforzado debido a

Reforzamiento

Sistema de Materiales Compuestos Sika®CarboDur®

Corrosión del acero de refuerzoDiseño inadecuado del refuerzo Cambio del uso estructural

No se corroenNo requieren mantenimientoMuy livianos

Mediano costo del materialFáciles de cortar y preparar en sitioBajo costo de instalación

Susceptibles a la corrosión por lo que requieren protección

Alto costo de mantenimiento Incremento en peso/carga estática

Bajo costo del materialPrefabricación en talleres fuera del

sitio de obra y se requiere protecciónAlto costo de instalación

Sismo – Columna con falla a cortante Incremento de carga – Viga con falla

Platinas Sika® CarboShear L® Tejidos SikaWrap®

de Estructuras de Con

Materiales Compuestos Sika® CarboDur®Platinas de Acero a Cortante

Alternativas del Reforzamiento a Cortante

Alternativas de

tencia a Cortantecreto Reforzado debido a

Reforzamiento

Sistema de Materiales Compuestos Sika®CarboDur®

Cons

truc

ción

Requerimientos Estructurales

Al ser aplicada la carga de trabajo, los materiales compuestos Sika CarboDur absorbenlas fuerzas de tensión proporcionalmente con el acero de refuerzo. En la zona de com-presión del concreto de la estructura se debe contar con una capacidad de carga no uti-lizada disponible. La capa de adhesivo Sikadur está en capacidad de nivelar cualquier pi-

co de esfuerzo.

Sistema Compuesto de PlatinaSika® CarboShear L®

V entajas del SistemaResistencia total a la corrosiónAlta resistenciaMínimo pesoDisponible en diferentes dimensiones – diseño óptimo

Carga estáticaCarga dinámicaDurabilidad

Requerimientos para el Sistema de Reforzamiento

Sistema de Materiales Compuestos Sika®

CarboDur®

Sistema de Tejidos CompuestosSikaWrap®

La resistencia a la corrosión es un factor importante en la durabilidad de una estructura.Los materiales compuestos Sika CarboDur tienen alta resistencia química a los agentescontaminantes que normalmente se presentan sobre las estructuras. No hay ningún riesgode corrosión.

Ventajas del SistemaTejidos de carbono, vidrio, aramida e híbridos disponiblesTejidos uni y/o bidireccionales: 0˚, 0˚ /90˚, +/–45˚Muy fácil aplicación Ideal para el reforzamiento de secciones no uniformes o no a

escuadraResistencia total a la corrosión

TemperaturaHumedadCiclos de hielo / deshieloQuímicos corrosivosRadiación ultra-violeta

Requerimientos para el Sistema de Reforzamiento

Alternativas de Reforzamiento a Cortante

Cons

truc

ción

38

050

0

12

0

375 375150

900

Sistema de Materiales Compuestos Sika CarboDur®

Sistema Sika®CarboShear L®

Componentes del Sistema

6

Ensayos para Reforzamiento a CortanteEn 1998 el EMPA desarrolló un programa de ensayos conPlatinas CFRP en forma de L. El objetivo fué establecer conensayos a escala real la conveniencia de estas platinas enreforzamientos a cortante y establecer una propuesta dediseño.

EMPA: Laboratorio Federal Suizo para Ensayo e Investigación de Materiales, Dübendorf, Suiza

Tratamiento previo del ex-tremo del CarboShear en lazona de anclaje conSikadur-30, 24 horas antesde la aplicación.

Patente No. DE 19702246, 30 Julio 1998

Reporte de Ensayos EMPA No. 169219E/1 y No. 169219E/2

Viga T reforzada a Cortante

Viga T3 – Reforzamiento con CarboShear L®

Adhesivo MorteroSikadur -30®® Sikadur -41

Resistencia a compresión 2 > 75 N/mm 2

Resist. de adherencia sobre acero > 26 N/mm 2 > 10 N/mm 2

Resistencia de adherenciasobre concreto

> 4 N/mm 2 > 4 N/mm2

ncreto

(falla del concreto) (falla del concreto)

Módulo E2

9000 N/mm2

Adhesivos y Morteros Epóxicos Sikadur®

4/F4/F4/F4/F

350 1360 05306310250422025

6000

1770110 125

Platinas Sika® CarboShear L® CFRP

Tipo Long. brazos (mm) Ancho (mm)E spesor (mm)

4/20/50

4/30/70

4/50/100

Platinas Sika® CarboShear L®

Módulo E (valor medio) R esistencia a Tensión (valor mínimo)

120000 N/mm 2 126 kN/40mm

Platina Sika CarboShear LCFRP

200 x 500

300 x 700

500 x 1000

40

40

40

1.4

1.4

1.4

> 95 N/mm

12 800 N/mm

®

7

Sistema de Tejidos Compuestos SikaWrap®

Componentes del Sistema

Ensayos para Reforzamiento a CortanteEn 1999 el EMPA desarrolló un programa de ensayos conTejidos SikaWrap. El objetivo fué establecer con ensayos aescala real la conveniencia de estos tejidos en reforzamientosa cortante y establecer una propuesta de diseño. Dos vigasidénticas fueron reforzadas con SikaWrap® Hex-230 C tejidounidireccional y Sikadur-30 resina de impregnación.

EMPA: Laboratorio Federal Suizo para Ensayo e Investigación de Materiales, Dübendorf, Suiza

F/4 F/4 F/4 F/4

2240 520 1360 350

6000

1770110 125

350 1360 520

Reporte de Ensayo EMPA No. 200137/E/1

F/4 F/4 F/4 F/4

2240 520 1360 350350 1360 520

6000

1770110 125

Reporte de Ensayos EMPA No. 405552E

Viga T4 - Tejido Aplicado Verticalmente

Viga T5 – Tejido Aplicado con 45˚ de Inclinación

Tejidos SikaWrap®

Tejidos de Fibra de Carbono T ejidos de Fibra de VidrioSikaWrap ®Hex -230C/ -103C SikaWrap ®Hex -430G/-100G(Seco/Húmedo) (Seco/Húmedo)

Resistencia a > 3450 N/mm 2 > 2276 N/mm 2

Módulo a tensión > 234000 N/mm 2 > 72400 N/mm 2

Adhesivos Epóxicos Sikadur®

Sikadur ®-330 Sikadur ®-300/-306(Seco) (Húmedo)

2 3120 N/mm 2

Resistencia de adherencia > 4 N/mm 2 > 4 N/mm 2

)otercnoc led allaf( )otercnoc led allaf(otercnoc la

Para información adicional, consulte las hojas técnicas del producto

Tejidos SikaWrap®

38

050

0

12

0

375 375150

900

Sika Wrap fabric

Viga T con Reforzamiento a Cortante

Datos Técnicos

Cons

truc

ción

Sistema de Materiales Compuestos® CarboDur®Sika

ColchonesGFRP

Fuerza de tensión

Longitud deanclaje100 – 200 mm

Ensayos de las Platinas a Cortante

Ensayos de SikaWrap® en el EMPA Viga T4

8 9

Antes del ensayo

Después del ensayo a la falla

Ensayo a tensión dezona de anclaje

Ensayo a tensión de lazona de doblez

Capacidad de Carga de Vigas T3, T4 y T5

Lista para ensayo

Después del ensayo a la falla

Dispositivo de ensayo para lasmediciones Moiré

Lista para ensayo

Después del ensayo a la falla

Viga T5Ensayos de Sika® CarboShear L® en el EMPAViga T3

Platinas Sika® CarboShear L® Tejidos SikaWrap®

Longitud de doblez150 – 300 mm

Especimen de

Fuerza de tensión

ColchonesGFRP

concreto para ensayo

Especimen deconcreto para ensayo

® CarboDur ®

0

100

200

300

400

500

600

80

Carg

a d

e F

alla F

tota

l [

kN

]

Viga T3

Viga T4

Viga T5

6040200 100

EM

PA

Test

Rep

ort N

o. 4

0555

2E

Reporte de ensayo EMPA No. 169219E/1

Resultado de los Ensayos

Sistema de Materiales Compuestos® CarboDur®Sika

ColchonesGFRP

Fuerza de tensión

Longitud deanclaje100 – 200 mm

Ensayos de las Platinas a Cortante

Ensayos de SikaWrap® en el EMPA Viga T4

8 9

Antes del ensayo

Después del ensayo a la falla

Ensayo a tensión dezona de anclaje

Ensayo a tensión de lazona de doblez

Capacidad de Carga de Vigas T3, T4 y T5

Lista para ensayo

Después del ensayo a la falla

Dispositivo de ensayo para lasmediciones Moiré

Lista para ensayo

Después del ensayo a la falla

Viga T5Ensayos de Sika® CarboShear L® en el EMPAViga T3

Platinas Sika® CarboShear L® Tejidos SikaWrap®

Longitud de doblez150 – 300 mm

Especimen de

Fuerza de tensión

ColchonesGFRP

concreto para ensayo

Especimen deconcreto para ensayo

® CarboDur ®

0

100

200

300

400

500

600

80

Carg

a d

e F

alla F

tota

l [

kN

]

Viga T3

Viga T4

Viga T5

6040200 100

EM

PA

Test

Rep

ort N

o. 4

0555

2E

Reporte de ensayo EMPA No. 169219E/1

Resultado de los Ensayos

Sistema de Materiales Compuestos Sika® CarboDur®

Preparación del Substrato de Concreto

10

Procedimiento de Instalación del Sika® CarboShear L®

Tratamiento previo de la zona de anclaje de la platina Sika CarboShear L con Sikadur-30, 24 horas antes del reforzamiento.

Chorro de arena o medios mecánicos equivalentesSi es necesario, nivelar con morteros Sikadur Suavizar o redondear el borde de la estructura para que se

acomode al radio interno de las platinas en forma de L.

Preparación de la PlatinaSika® CarboShear L®

Adherido Adherido

Platinas Sika® CarboShear L®

Inserción de la platinaSika®CarboShear L® yremoción de la resinasobrante

Ejecución de la per-foración de anclaje me-diante el uso de cadenade corte diamantada

Platina Sika®Carbo Shear L :instalación completa

®

Ejecución y relleno de perforaciones en la losa de concreto con Sikadur®-30

Relleno de la cavidadcon la resina Sikadur-30y aplicación sobre elconcreto

Secuencia de Fijación

En la otra cara de la viga se repite el mismoprocedimiento de instalación de la platinaCarboShear L

Cuando la longitud de anclaje es alcanzada la platina es presionada con rodillo de caucho

El lado largo del CarboShear es inclinado ligeramente e introducidodentro de los huecos relle-nos con Sikadur-30.

Cons

truc

ción

11

Procedimiento de Instalación del SikaWrap®

(Sistema seco)

Aplicar con llana la resina Sikadur-330

Chorro de arena o medios mecánicos equivalentesLimpieza, substrato libre de aceite y grasa

Preparación del Substrato de Concreto

Aplicación del Sikadur®-330

Preparada

Aplicación Cuidadosa del Tejido SikaWrap® Hex-230C/-430G so-bre la Resina Sikadur® utilizandoel Rodillo

Reforzamiento a Cortante de laViga de Concreto Reforzada conTejido SikaWrap®Hex-230C yResina Sikadur®-330

Tejidos SikaWrap®

Imprimación del concreto conSikadur® Hex 300 y aplicación deltejido SikaWrap® Hex-100G/-103Cimpregnado con Sikadur® Hex-300ó 306.

(Sistema húmedo)

Instalación y Aplicación

Cons

truc

ción

Vd: Valor de diseño de fuerza de cortante = DL VDL+ LL VLL

DL, LL = Factores de carga, de acuerdo con estándares locales

VR : Resistencia a cortante de la sección de concreto reforzado con CarboShear L®

= Vconcreto+ Vestribos de acero + VCarboShear L

Ver EC2, o estándares locales

Seguridad estructural garantizada si: Vd <VR—R

R = Factor de resistencia de acuerdo con estándares locales

Eurocódigo EC 2 Reportes de ensayos EMPA y EPFL Aprobaciones SOCOTEC y ICBO

Sistema de Materiales Compuestos®

CarboDur®

12 13

Procedimiento

Propuesta de Diseño Sika® CarboShear L®

Propuesta de Diseño SikaWrap®

Procedimiento

Vservicio Vconcreto + Vestribos de acero + VCarboShear L

Estándares locales

2. Estado Límite de Servicio

A S = Sección transversal de un estribofS = Esfuerzo en el estribo de acero, 0.8f ,

LS = Deformación en CarboShear LE L = Módulo de elasticidad, CarboShear L

CompatibilidadLS = Acero , con máx. 0.8f

A S fSz—s cotg +

A L LS E Lz—s cotg

Ninguna falla súbita de la estructura total en caso de pérdida de la contribución del compuesto/ CarboShear L®

Vd : Valor de diseño de la fuerza de cortante =Fuerza de cortante a nivel de servicio con DL= LL=1.0

VRO: Resistencia a cortante de la sección sin reforzamiento

Por lo tanto V d <VRO

R , R : Factor resistente>1

3. Sección sin Reforzamiento

CarboShear L ®.

3. Sección sin Reforzamiento

Platinas Sika

®

CarboShear L

®

Tejidos SikaWrap®

1. Estado Límite Último

AL L ELz—s cotg

A L = Sección transversal de CarboShear LL = Deformación última, max. 7‰, Ensayos EMPA

E L = Módulo de elasticidad, CarboShear Lz = Brazo de palanca de fuerzas internass = Distancia entre CarboShear L

= Inclinación de la fuerza a compresión en el concreto - Modelo de cercha

Vd : Fuerza cortante de diseño = DL VDL + LL VLL

DL, LL = Factores de carga, de acuerdo con estándares locales

V R : Resistencia a cortante de la sección de concreto reforzado con SikaWrap ®

= Vconcreto + Vestribo de acero + VSikaWrap

Ver EC2, o Estándares locales

0.9 fd,e E fu p f b w d (cotg + cotg ) sin

Seguridad estructural garantizada si: Vd <VR—R

R = factor de resistencia, de acuerdo con estándares locales

Cuantía de refuerzo p f para:

1. SikaWrap ® pegado en forma contínua: p f =

2. SikaWrap ® en forma de fajas otiras de ancho b f y espaciado s f : p f =

1. Estado Límite Último

tf

fd,e= Deformación última en el SikaWrap, max. 5‰ pruebas del EMPA

E fu =b w = Ancho mínimo de la sección transversald = Profundidad efectiva de la sección transversal

= Angulo entre la orientación principal del SikaWrap y el eje longitudinal del elemento

elemento, asumido igual a 45 o

Vservicio = Vconcreto + Vestribos de acero + VSikaWrap

Ver EC2, o Estándares Nacionales

0.9 serv E fu p f b w d (cotg + cotg ) sin

Ver notas sobre limitación de esfuerzo en estribos deacero y seguir la aproximación propuesta hecha paraCarboShear L

2. Estado Límite de Servicio

2t f

b w

2t f

b w

b f

s f

Artículos Técnicos Hojas Técnicas de los Productos Sika® CarboDur ®

Propuesta de Diseño

Bases de Diseño Propuestas

Sika

Vd: Valor de diseño de fuerza de cortante = DL VDL+ LL VLL

DL, LL = Factores de carga, de acuerdo con estándares locales

VR : Resistencia a cortante de la sección de concreto reforzado con CarboShear L®

= Vconcreto+ Vestribos de acero + VCarboShear L

Ver EC2, o estándares locales

Seguridad estructural garantizada si: Vd <VR—R

R = Factor de resistencia de acuerdo con estándares locales

Eurocódigo EC 2 Reportes de ensayos EMPA y EPFL Aprobaciones SOCOTEC y ICBO

Sistema de Materiales Compuestos®

CarboDur®

12 13

Procedimiento

Propuesta de Diseño Sika® CarboShear L®

Propuesta de Diseño SikaWrap®

Procedimiento

Vservicio Vconcreto + Vestribos de acero + VCarboShear L

Estándares locales

2. Estado Límite de Servicio

A S = Sección transversal de un estribofS = Esfuerzo en el estribo de acero, 0.8f ,

LS = Deformación en CarboShear LE L = Módulo de elasticidad, CarboShear L

CompatibilidadLS = Acero , con máx. 0.8f

A S fSz—s cotg +

A L LS E Lz—s cotg

Ninguna falla súbita de la estructura total en caso de pérdida de la contribución del compuesto/ CarboShear L®

Vd : Valor de diseño de la fuerza de cortante =Fuerza de cortante a nivel de servicio con DL= LL=1.0

VRO: Resistencia a cortante de la sección sin reforzamiento

Por lo tanto V d <VRO

R , R : Factor resistente>1

3. Sección sin Reforzamiento

CarboShear L ®.

3. Sección sin Reforzamiento

Platinas Sika

®

CarboShear L

®

Tejidos SikaWrap®

1. Estado Límite Último

AL L ELz—s cotg

A L = Sección transversal de CarboShear LL = Deformación última, max. 7‰, Ensayos EMPA

E L = Módulo de elasticidad, CarboShear Lz = Brazo de palanca de fuerzas internass = Distancia entre CarboShear L

= Inclinación de la fuerza a compresión en el concreto - Modelo de cercha

Vd : Fuerza cortante de diseño = DL VDL + LL VLL

DL, LL = Factores de carga, de acuerdo con estándares locales

V R : Resistencia a cortante de la sección de concreto reforzado con SikaWrap ®

= Vconcreto + Vestribo de acero + VSikaWrap

Ver EC2, o Estándares locales

0.9 fd,e E fu p f b w d (cotg + cotg ) sin

Seguridad estructural garantizada si: Vd <VR—R

R = factor de resistencia, de acuerdo con estándares locales

Cuantía de refuerzo p f para:

1. SikaWrap ® pegado en forma contínua: p f =

2. SikaWrap ® en forma de fajas otiras de ancho b f y espaciado s f : p f =

1. Estado Límite Último

tf

fd,e= Deformación última en el SikaWrap, max. 5‰ pruebas del EMPA

E fu =b w = Ancho mínimo de la sección transversald = Profundidad efectiva de la sección transversal

= Angulo entre la orientación principal del SikaWrap y el eje longitudinal del elemento

elemento, asumido igual a 45 o

Vservicio = Vconcreto + Vestribos de acero + VSikaWrap

Ver EC2, o Estándares Nacionales

0.9 serv E fu p f b w d (cotg + cotg ) sin

Ver notas sobre limitación de esfuerzo en estribos deacero y seguir la aproximación propuesta hecha paraCarboShear L

2. Estado Límite de Servicio

2t f

b w

2t f

b w

b f

s f

Artículos Técnicos Hojas Técnicas de los Productos Sika® CarboDur ®

Propuesta de Diseño

Bases de Diseño Propuestas

Sika

Sistema de Materiales Compuestos® CarboDur®

14

Reforzamiento a Cortante con CarboShear L®

Reforzamiento a Cortante de Vigas de Hormigón ReforzadasPuente, Suiza

® CarboShear L ®

y platinas Sika ® CarboDur ® CFRP

Incremento de Resistencia a Cortante deColumnas de Concreto Reforzado por Actualización Sísmica

Estructura de DepósitoReforzamiento de viga, Dinamarca Reforzamiento de viga, Suiza

Detalle de anclaje Reforzamiento de vigas principales

Sika®CarboShear L®

Instalación de platinas

SikaCo

nstr

ucci

ón

15

Reforzamiento a Cortante de Vigas de Concreto Reforzado

Reforzamiento a Cortante con Tejidos SikaWrap®

Incremento de la Resistencia a Cortante y a Flexiónde una Chimenea de Gran Altura en MamposteríaPlanta Química, Suiza

Aplicación de Sikadur ®-330

Incremento de Resistencia a Cortante de Columnas de Concreto Re-forzado de Puentes por Actualización SísmicaPuente, USA

Impregnación del tejidode vidrio SikaWrap ® conresina Sikadur ®

Aplicación del tejido en la base de la columnaVista general

Laminado del tejidoSikaWrap®

Vista general Chimenea reforzada

Tejidos SikaWrap®

Reforzamiento de vigas prefabricadas

SikaWrap® recubierto

Intersección

Referencias Internacionales