Empresa/Persona que presenta el trabajo: CEMAX Emilio Sánchez Bonilla Distribuidor a través del que se presenta el trabajo: SOLUCIONES TECNICAS MANCHEGAS, S.L. Denominación del trabajo/obra: REFUERZO ESTRUCTURAL EN BLOQUE DE VIVIENDAS EN TOLEDO.
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A/A. Jordi Sierra. BASF, C. C. ESPAÑA, S. L. Fecha: 13 de Septiembre de 2011. REFERENCIA 2ª EDICIÓN PREMIOS CONSTRUCCIÓN @MB. OBRA : REPARACIÓN Y REFUERZO EN GARAJE
DE LA AVDA BOLADIEZ 66, BLOQUE1, SOTANO2, PLAZAS DE GARAJE 36, 37 Y 38 DE TOLEDO. Muy señor nuestro: De acuerdo con las bases para participar en los premios construcción @mb, le enviamos nuestra propuesta, en la que le presentamos : 01.-DOCUMENTACIÓN TÉCNICA : * MEMORIA DESCRIPTIVA DE LA REPARACIÓN Y REFUERZO A REALIZAR. * PROCEDIMIENTO DE EJECUCION DE REPARACION DE DAÑOS POR INCENDIO EN ESTRUCTURA DE BLO QUE DE VIVIENDAS, LOCALES, TRASTEROS Y GARAJES AVDA. BOLADIEZ 66, BLOQUE 1, SOTANO 2, PLA-ZAS DE GARAJE 36, 37 Y 38 TOLEDO. Realizado conjuntamente por el Arquitecto, Aplicador y (entonces) Delegado de BASF (Miguel A. Santamaría). 02.- FOTOS :
- SITUACION INICIAL - PILAR, SANEADO, PASIVADO Y REPARACIÓN - PILAR, IMPRIMACION Y SATURANTE. - PILAR, REFUERZO CON HOJA DE FIBRA, MBRACE FIBRE. - PILAR, 2ª HOJA DE FIBRA, MBRACE FIBRE. - PILAR, ACABADO PROTECTOR ANTI CO2. - PARAMENTOS HORIZONTALES, REPARACIÓN Y PASIVADO.
Soluciones Técnicas Manchegas, S. L. Fdo. : ORLANDO CASTILLEJO. Comercial. Tfno. 626 82 24 74
PROYECTO DE EJECUCION DE REPARACION DE DAÑOS POR INCENDIO EN ESTRUCTURA DE BLOQUE DE VIVIENDAS, LOCALES, TRASTEROS Y GARAJES
AVDA BOLADIEZ 66, BLOQUE 1, SOTANO 2, PLAZAS DE GARAJE 36, 37 Y 38
TOLEDO
PROYECTO DE REPARACION DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES EMILIO SANCHEZ BONILLA, ARQUITECTO 4.956 COACM 630 292 287
INDICE 1. MEMORIA 1.1 MEMORIA DESCRIPTIVA Y JUSTIFICATIVA
1.1.1. AGENTES INTERVINIENTES 1.1.2. INFORMACION PREVIA 1.1.2.1. ANTECEDENTES Y CONDICIONES DE PARTIDA 1.1.2.2. DATOS DEL EDIFICIO 1.1.3. DESCRIPCION DEL PROYECTO 1.1.3.1. DESCRIPCION GENERAL: PROGRAMA, USOS, RELACION CON EL ENTORNO 1.1.3.2. MEMORIA URBANISTICA Y DE NORMAS ESPECIFICAS
1.1.3.3. CUADRO DE SUPERFICIES, DESCRIPCION GEOMETRICA, VOLUMEN, ACCESOS Y EVACUACION 1.1.3.4. DESCRIPCIONES TECNICAS DEL SISTEMA: ESTRUCTURAL, COMPARTIMENTACION, ENVOLVENTE, ACABADOS, ETC…
1.1.4. PRESTACIONES DEL EDIFICIO 1.1.4.1. REQUISITOS SEGÚN EXIGENCIAS BASICAS DEL CTE: SE, SIA, SUA, HS, HR HE 1.1.4.2. PRESTACIONES QUE SUPEREN LAS EXIGENCIAS BASICAS DEL CTE 1.1.4.3. LIMITACIONES DE USO EN SU CONJNTO Y POR DEPENDENCIAS E INSTALACIONES
1.2 MEMORIA CONSTRUCTIVA
1.2.1. SUSTENTACION DEL EDIFICIO: CARACTERISTICAS DEL SUELO Y PARAMETROS DE CALCULO 1.2.2. SISTEMA ESTRUCTURAL: CIMENTACION, ESTRUCTURA PORTANTE Y ESTRUCTURA HORIZONTAL 1.2.3. SISTEMA ENVOLVENTE: DEFINICION CONSTRUCTIVA Y SU EFICIENCIA ENERGETICA 1.2.4. SISTEMA DE COMPARTIMENTACION: DEFINICION DE ELEMENTOS 1.2.5. SISTEMA DE ACABADOS: CARACTERISTICAS Y PRESCRIPCIONES 1.2.6. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO E INSTALACIONES 1.2.6.1. PROTECCION CONTRA INCENDIOS, ANTI-INTRUSION, PARARRAYOS, ELECTRICIDAD, ETC… 1.2.6.2. INSTALACIONES TERMICAS Y SU RENDIMIENTO ENERGETICO, COMBUSTIBLE, ENERGIA SOLAR TERMICA, ETC… 1.2.7. EQUIPAMIENTO: DEFINICION DE BAÑOS, COCINAS, LAVADEROS, ETC… 1.2bis ANALISIS Y PROCESO DE REPARACION DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES
1.2bis.1 REPARACIÓN DEL PILAR Y DEMAS ELEMENTOS ESTRUCTURALES DAÑADOS
1.3 CUMPLIMIENTO DEL CODIGO TECNICO DE LA EDIFICACION
1.3.1. DB-SE: SEGURIDAD ESTRUCTURAL: JUSTIFICACION CONFORME CTE Y SUPERIORES 1.3.2. DB-SIA: SEGURIDAD EN CASO DE INCENDIO 1.3.3. DB-SUA: SEGURIDAD DE UTILIZACIÓN: IDEM 1.3.4. DB-HS: SALUBRIDAD: IDEM 1.3.5. DB-HR: PROTECCIÓN FRENTE AL RUIDO: IDEM 1.3.6. DB-HE: AHORRO DE ENERGÍA: IDEM
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1.4 CUMPLIMIENTO DE OTROS REGLAMENTOS Y DISPOSICIONES 1.4.1. REQUISITOS BASICOS DE FUNCIONALIDAD 1.4.2. CODIGO DE ACCESIBILIDAD DE CASTILLA LA MANCHA 1.4.3. PISCINAS DE USO PUBLICO 1.4.4. ESTUDIO DE GESTION DE RESIDUOS 1.5 ANEJOS A LA MEMORIA 2. PLANOS 2.1 ESTADO ACTUAL, PLANTAS GENERALES 2.2 SITUACION (referido a planeamiento vigente, localizable y con Norte) 2.3 UBICACIÓN DAÑOS ESTRUCTURALES 2.4 DEFINICION CONSTRUCTIVA 2.5 MEMORIAS GRAFICAS: CARPINTERIAS, CERRAJERIA, ELEMENTOS SINGULARES, ETC… 3. PLIEGO DE CONDICIONES 3.1 PLIEGO DE CLAUSULAS ADMINISTRATIVAS 3.2 PLIEGO DE CONDICIONES TECNICAS PARTICULARES 4. ESBB 5. MEDICIONES 6. PRESUPUESTO 5.1 PRESUPUESTO APROXIMADO (total de ejecución material por capítulos) 5.2 PRESUPUESTO DETALLADO 5.2.1. PRESUPUESTO DE EJECUCION MATERIAL POR PARTIDAS Y CAPITULOS 5.2.1.1. PRESUPUESTO DE LAS OBRAS 5.2.1.2. PRESUPUESTO DE CONTROL DE CALIDAD 5.2.1.3. PRESUPUESTO DE GESTION DE RESIDUOS 5.2.1.4. PRESUPUESTO DEL ESTUDIO DE SEGURIDAD Y SALUD 5.2.2. RESUMEN POR CAPITULOS CON TOTAL DE EJECUCION Y DE CONTRATA
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1. MEMORIA
1.1 MEMORIA DESCRIPTIVA Y JUSTIFICATIVA
1.1.1. AGENTES INTERVINIENTES
D. EMILIO SANCHEZ BONILLA, arquitecto colegiado nº 4956 en la demarcación de
TOLEDO del Colegio Oficial de Arquitectos de Castilla La Mancha, redacta este
PROYECTO DE EJECUCION DE REPARACION DE DAÑOS POR INCENDIO EN ESTRUCTURA
DE BLOQUE DE VIVIENDAS, LOCALES, TRASTEROS Y GARAJES, por encargo de la
COMUNIDAD DE PROPIETARIOS FUENTE DEL MORO II, con C.I.F. H45685328, con
domicilio en AVENIDA BOLADIEZ 62-64-66 , STA Mº BENQUERENCIA, TOLEDO.
1.1.2. INFORMACION PREVIA 1.1.2.1. ANTECEDENTES Y CONDICIONES DE PARTIDA
A requerimiento la COMUNIDAD DE PROPIETARIOS AVDA BOLADIEZ 62-66, y de
conformidad con la mercantil PESA PERITOS TASADORES DE SEGUROS SL, sociedad de
peritaje de la compañía aseguradora del inmueble siniestrado, OCASO, SA, se realiza
el presente PROYECTO DE EJECUCION DE REPARACION, que cuenta como paso
preliminar el estudio y análisis técnico de los daños en los elementos estructurales sitos
entre las plazas 36, 37 y 38 del sótano 2 del Bloque 1 del residencial sito en la Avda.
Boladiez nº 62-64-66, parcela 11 del polígono de Sta. Mª de Benquerencia (Toledo),
conocido como “Residencial Fuente del Moro II”, efectuado por D. Emilio Sánchez
Bonilla, arquitecto colegiado nº 4.956 del Colegio Oficial de Arquitectos de Castilla La
Mancha.
Se trata de identificar y describir dichos daños, así como informar sobre las patologías
de los mismos y aportar mediante la redacción del Proyecto de Reparación soluciones
constructivas de reparación de los elementos estructurales dañados. Una vez
efectuada inspección ocular y la necesaria toma de datos “in situ”, se procede a
efectuar el informe preliminar y su posterior desarrollo en el presente documento
técnico.
1.1.2.2. DATOS DEL EDIFICIO
Se trata de un conjunto residencial compuesto por tres bloques de viviendas en altura
de seis plantas sobre rasante cada bloque que suman un total de 177 unidades de
vivienda VPO. El conjunto se completa con locales comerciales, trasteros y garajes,
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éstos en las cotas bajo rasante, una o dos plantas según bloque, objeto principal del
presente documento. Los tres bloques se estructuran en la parcela longitudinalmente,
disponiéndose de forma pararela y escalonada a la c/ Boladiez. El diferencial de cota
entre la fachada norte y la fachada sur del conjunto residencial es de 6,60 mts. Las
zonas intermedias entre los tres bloques quedan conformadas como áreas ajardinadas
comunitarias.
1.1.3. DESCRIPCION DEL PROYECTO
A consecuencia de un incendio producido el pasado 6 de noviembre de 2010 en el
sótano 2 del Bloque 1 del edificio, se observan una serie de daños en diferentes
elementos estructurales sitos en el foco principal del incendio. Se manifiestan en forma
de desprendimiento del hormigón de las aristas en el caso de secciones rectangulares,
unido a un agrietamiento longitudinal paralelo a las armaduras; desprendimiento de la
cara inferior de un capitel de punzonamiento y desprendimiento a su vez del canto
inferior del forjado en la zona (nervaduras secundarias del forjado bidireccional).
Se trata de estudiar y analizar la devolución de la capacidad resistente de los elementos
estructurales que haya visto mermada la misma por disminución de sección, debido a
daños parciales localizados, originados por el incendio, en el cual se ha desprendido el
hormigón de recubrimiento, no sólo en dos de las esquinas del pilar sito entre las plazas
37 y 38 del sótano 2 del Bloque 1, sino en todo el perímetro de dicho pilar, especialmente
en la parte alta del mismo, la cara inferior del forjado sobre las plazas de la 36 a la 40
(nervaduras secundarias de hormigón armado “in situ”) y el hormigón de recubrimiento
de la cara inferior de la cabeza de pilar o capitel de punzonamiento que se apoya
tanto en el pilar mencionado como en el consecutivo (señalados en los planos
correspondientes).
Se debe proceder mediante el análisis de la información existente al respecto, es decir,
recogida de datos relacionada con soluciones de reparación efectuadas bien en el
extranjero o bien a nivel estatal. Asimismo se ha consultado con varias casas
especialistas en la fabricación de productos sobre distintos métodos de reparación a
aplicar, tratando de elegir aquel que implicase mínimo costo y máxima sencillez de
ejecución.
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El problema estructural está relacionado fundamentalmente con la falta de capacidad
resistente en sus distintos elementos, excesiva deformabilidad, asientos diferenciales y
falta de la durabilidad necesaria, que ha degenerado en roturas de hormigón. Al realizar
un análisis mediante modelo matemático, se pueden considerar las diferencias de
resistencia mecánica y módulo de elasticidad entre el hormigón base y los materiales de
reparación, de la transferencia de esfuerzos en la superficie de contacto, así como la
actuación de cargas diferidas o el hecho de que la reparación se efectúe bajo carga.
En estructuras de planta sótano cobran mucha importancia los daños en pilares,
superando incluso en frecuencia a los daños que se presentan en forjados. Analizando
los costos de reparación ocasionados por las patologías en elementos estructurales es
preciso señalar que son precisamente los pilares junto con las cimentaciones las que
soportan mayores gastos en su rehabilitación.
Puestos a analizar las bondades e inconvenientes de los métodos analizados para su
posible empleo en la rehabilitación de los daños en la estructura ocasionados por el
incendio en la finca objeto del presente informe, se observa que los métodos
tradicionales basados en recrecido de hormigón y empresillado metálico presentan
eficacias resistentes interesantes para un nivel de coste de ejecución bajo o moderado.
Por su parte en cuanto a sus inconvenientes está el incremento de sección, importante
para el caso de los refuerzos de hormigón así como la escasa resistencia al fuego de los
refuerzos metálicos de aplicación, que obliga a recrecidos protectores a base de
morteros proyectados, etc.
Pasando a otra generación más moderna de métodos, los basados en encamisados de
hormigón polimérico o encamisado metálico con inyectado de la interface, arrojan
eficacias resistentes altas para niveles de costo bajos o medios. En cuanto a sus
inconvenientes destacan la baja resistencia al fuego de los mismos, lo cual obliga a
tomar medidas de protección que significan incremento de sección del pilar.
Como resumen de todo lo anterior se puede indicar que la mayor parte de la
bibliografía consultada analiza métodos de refuerzo de pilares de hormigón que tienen
como objetivo principal el incremento de capacidad carga axial de pilares de
hormigón armado así como su ductilidad.
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La mayoría de estos métodos fundamentan su diseño en el confinamiento exterior del
pilar original, lo cual supone un incremento de sección en mayor o menor medida, bien
sea directo o indirecto, ya que es preciso recrecer a fin de proteger los refuerzos contra
futuros ataques del fuego.
Por otra parte cabe indicar que este tipo de zunchado origina una modificación del
comportamiento estructural de los pórticos en los que se incluye este pilar. Es decir, existe
una modificación de rigidez del pilar objeto del informe, por incremento de sección, así
como una diferencia de comportamiento en deformación, entre el pilar zunchado y los
que quedan sin zunchar.
Comportamiento ante el fuego de las estructuras
Las estructuras pueden colapsarse debido a la pérdida de resistencia y al empuje
debido a la dilatación si la intensidad y duración del fuego es prolongada. Según cual
sea el principal elemento constructivo de la estructura ésta responderá.
Estructuras de hormigón armado
Son estructuras hiperestáticas, que poseen cierta capacidad de reabsorción de los
esfuerzos en caso de alguno de sus elementos, produciéndose el colapso por el excesivo
calentamiento de las armaduras de acero, aunque también por la pérdida de
propiedades del hormigón cuando éste se ve afectado en una profundidad
considerable. Como negativo, diremos que no se producen deformaciones apreciables
en la estructura que hagan intuir un colapso, por lo que éste resultará más impredecible
y brusco, siendo difícil de observar los daños internos, que son los que realmente
provocan el desplome. Como positivo diremos que no son combustibles ni aumentan la
cargar térmica, no propagando el calor. Al ser estructuras hiperestáticas, se puede ir
produciendo una redistribución de la carga gradual al ir dilatándose primero el acero.
Si estamos hablando como es el caso que nos ocupa, del incendio en el interior de un
edificio, la parte de la estructura más expuesta al fuego y también la más sensible es
la cara inferior de los forjados. Aquí las tensiones son de tracción y fundamentalmente
soportadas por las armaduras de acero. De modo que si éstas se ven afectadas
por altas temperaturas, la disminución de su resistencia se traduce en la transmisión
de esfuerzos al hormigón, ya sobretensionado interiormente.
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Resulta en la rotura frágil a cortante del hormigón y el colapso del forjado por la rotura a
momentos negativos del armado. El efecto spalling depende en gran medida de la
proporción de agua/cemento en el hormigón. Se admite que con contenidos de
humedad inferiores al 3% no hay riesgo.
El hormigón es M0, aunque a partir de los 300ºC (color rosa), pierde hasta un 30% de la
resistencia inicial. A los 600º C (color gris rojizo) cruje y se agrieta por las tensiones internas,
llegando a los 900ºC (color ante) a perder totalmente su resistencia. El hormigón
armado, (compuesto de hormigón y acero), al ser el metal tan buen conductor del
calor, al dilatarse provocará tensiones entre ambos que se agudizarán al agrietarse el
hormigón hasta que se colapse. El hierro, es M0, ya que ni se inflama ni entra en
combustión, pero pierde acusadamente su capacidad de resistencia a partir de 400º C,
con el riesgo de colapso que conlleva. El otro inconveniente que conlleva el acero es la
facilidad de propagar nuevos focos al transmitir el calor a zonas alejadas.
Los efectos en las estructuras de hormigón armado empiezan en el propio
comportamiento de los materiales. Como hemos visto, el hormigón pierde menos
capacidad a altas temperaturas que el acero. En el caso de acero pretensado se acusa
mucho más: cuando el hormigón sufre pérdidas del 35%, estaríamos hablando de que el
acero pretensado pierde 60-70% de su capacidad. A diferencia del acero, el hormigón
está expuesto al fuego, por tanto las evaluaciones son más complejas. Además de las
variables propias de cada incendio (carga de combustible, aireación, etc), la variación
en los resultados del hormigón puede deberse a una serie de factores intrínsecos como
la densidad, la porosidad, el tipo de árido y el método de vibración durante la
ejecución. La evaluación de este tipo de daño puede ser difícil pero en general, si la
viga pretensada todavía tiene su precurvatura y no tiene grietas o aberturas en la zona
de tensión, se puede asumir que la viga se encuentra en buena condición estructural.
Por otro lado, como es el caso que nos ocupa, si la viga está pandeada o si tiene grietas
o aberturas en la zona de tensión, entonces es probable que el acero pretensado haya
sufrido daños causados por el incendio perdiendo su elasticidad y parte de su resistencia
última. En el caso de la viga de hormigón armado convencionalmente reforzada
expuesta a incendio severo, es detectable a simple vista el desprendimiento del
hormigón en su capa inferior de recubrimiento, como resultado de la expansión del
refuerzo de acero junto con la expansión del agua que se encuentra dentro de la matriz
del hormigón.
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El hormigón armado ha demostrado en el tiempo su excelente comportamiento, incluso
frente a severas y diversas solicitaciones, a veces muy superiores a las previstas en el
cálculo. Sin embargo, eventualmente y por efecto de acciones externas como
sobrecargas o sismos, o como es el caso, incendio severo con temperaturas estimadas
según los parámetros ISO de análisis, puede sufrir daños.
1.1.4. PRESTACIONES DEL EDIFICIO 1.1.4.1. REQUISITOS SEGÚN EXIGENCIAS BASICAS DEL CTE: SE, SIA, SUA, HS, HR HE
El presente documento deberá cumplimentar su adecuación al CTE y demás normativa
de aplicación, que siendo la estructura a restaurar de hormigón armado, ha de referirse
dicho cumplimiento a lo establecido en el EHE-08, en particular al ANEJO 14
“RECOMENDACIONES PARA LA UTILIZACIÓN DE HORMIGÓN CON FIBRAS” y al ANEJO 21
“DOCUMENTACION DE SUMINISTRO Y CONTROL” . En el caso del CTE, se deberá dar
cumplimiento a los requisitos establecidos en el DB SE seguridad estructural,
concretamente al ANEXO D “EVALUACION ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS EXISTENTES” y al
DB SE-AE acciones en la edificación, en lo referente a acciones accidentales,
vinculándose este punto a su vez al cumplimiento del DB SI, en especial al epígrafe DB SI
6 “RESISTENCIA AL FUEGO DE LA ESTRUCTURA”.
1.2 MEMORIA CONSTRUCTIVA Descripción constructiva del inmueble
El garaje siniestrado se ubica en la planta sótano -2 del bloque 1 de un edificio de 177
viviendas VPO con locales, trasteros y garajes, sito en la Avada Boladiez, 62-64-66 del
barrio de Sta Mª de Benquerencia, Toledo, según puede apreciarse en el plano de
SITUACIÓN y EMPLAZAMIENTO, destinado a aparcamiento privado de vehículos. Las
características constructivas y las prestaciones del edifico quedan reflejadas en el
Proyecto de Ejecución, redactado por los arquitectos Dª. Carmen Callizo Gutiérrez y D.
Jose Manuel Garbayo Ruiz, visado por el COACM con fecha de cinco de octubre de
dos mil siete.
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Sistema estructural
Las dimensiones y disposición de los diferentes elementos que componen la estructura se
detalla en los planos del Proyecto de Ejecución. No obstante realizamos las algunas
comprobaciones que pueden afectar al uso de aparcamiento en sótano -2, al ser este
el sector donde se produjo el incendio, más concretamente al arder los vehículos
situados en las plazas numeradas 36, 37 y 38 de esta planta.
Cimentación
Según el Proyecto de Ejecución, la cimentación se soluciona mediante un sistema de
zapatas de hormigón armado unidas con vigas de arriostramiento y muro perimetral
también de hormigón armado, según las especificaciones relativas a materiales y
dimensiones detalladas en el correspondiente proyecto. Los parámetros determinantes
para evaluar la capacidad de los elementos siniestrados una vez reparados han sido, en
relación a la capacidad portante de los mismos y su vinculación con el resto de la
estructura del edificio, el equilibrio de la cimentación y la resistencia local y global del
terreno, y en relación a las condiciones de servicio, el control de las deformaciones, las
vibraciones y el deterioro de otras unidades constructivas; determinados por los
documentos básicos DB-SE de Bases de Cálculo y DB-SE-C de Cimientos, y la Instrucción
de Hormigón Estructural EHE-08.
Comprobación de las acciones consideradas en el cálculo
Se deberán considerar los valores característicos de sobrecarga de uso:
carga uniforme: 2 kN/m2
carga concentrada: 20 kN/ m2
Estructura soporte
La estructura soporte del edificio se ha resuelto mediante pilares rectangulares,
situándolos de manera que se integren en la distribución interior, y muros de las plantas
bajo rasante, quedando vistos en las zonas que se destinan a garaje comunitario
privado. Los parámetros que han determinado sus previsiones técnicas han sido, en
relación a su capacidad portante, la resistencia estructural de todos los elementos,
secciones, puntos y uniones, y la estabilidad global del edificio y de todas sus partes; y
en relación a las condiciones de servicio, el control de las deformaciones, las vibraciones
y los daños o el deterioro que pueden afectar desfavorablemente a la apariencia, a la
durabilidad o a la funcionalidad de la obra; y tal y como se indica en puntos anteriores,
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determinados por los documentos básicos DB-SE de Bases de Cálculo, DB-SI-6 Resistencia
al fuego de la estructura y la Instrucción de Hormigón Estructural EHE-08.
Comprobación de las acciones consideradas en el cálculo
Acciones accidentales
Incendios:
Se considerará una acción de 20 kN/m2 dispuestos en una superficie de 3 m de ancho
por 8 m de largo, en cualquiera de las posiciones de una banda de 5 m de ancho, y las
zonas de maniobra, por donde se prevea y se señalice el paso de este tipo de vehículos
Impacto: Impacto de vehículos
Se consideran valores de cálculo las fuerzas estáticas equivalentes debidas al impacto
de vehículos de hasta 30 kN de peso total, son de 50 kN en la dirección paralela la vía y
de 25 kN en la dirección perpendicular, no actuando simultáneamente. La fuerza
equivalente de impacto se considerará actuando en un plano horizontal y se aplicará
sobre una superficie rectangular de 0,25 m de altura y una anchura de 1,5 m, o la
anchura del elemento si es menor, y a una altura de 0,6 m por encima del nivel de
rodadura, en el caso de elementos verticales, o la altura del elemento, si es menor que
1,8 m en los horizontales.
Estructura horizontal
La estructura horizontal se ha resuelto conforme al Proyecto de Ejecución del edificio,
mediante forjados bidireccionales con vigas principales y nervaduras secundarias de
hormigón armado y bovedillas de hormigón. El canto del forjado es de 35+5. Los
parámetros básicos que se han tenido en cuenta son, en relación a su capacidad
portante, la resistencia estructural de todos los elementos, secciones, puntos y uniones, y
la estabilidad global del edificio y de todas sus partes; y en relación a las condiciones de
servicio, el control de las deformaciones, las vibraciones y los daños o el deterioro que
pueden afectar desfavorablemente a la apariencia, a la durabilidad o a la
funcionalidad de la obra; y tal y como se indica en puntos anteriores, determinados por
los documentos básicos DB-SE de Bases de Cálculo, DB-SI-6 Resistencia al fuego de la
estructura y la Instrucción de Hormigón Estructural EHE-08.
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Sistema envolvente
Fachada
El garaje se encuentra en planta sótano, por lo que no se disponen fachadas al exterior.
Carpintería exterior
Puerta de acceso al garaje es plegable tipo PEGASO de acero lacado color.
Sistema de compartimentación
Tabiquería divisoria entre aparcamiento y resto del edificio
Ladrillo perforado de 9 cm, de espesor, aislamiento a base de poliestireno expandido de
2 cm de espesor y doblado hacía la vivienda con ladrillo hueco de 7 cm de espesor
tomados con mortero de cemento y arena (1:6).
Tabiquería divisoria interior, separación sectores y uso
Las particiones, con tabicón de ladrillo cerámico perforado de medio pie tomados con
mortero de cemento y arena (1:6).
Carpintería interior
Carpintería metálica en todo los casos, con la correspondiente resistencia al fuego en
todas aquellos espacios que así lo requirieron y con hojas mínimas de 82,5 cm. x 203 cm.
de paso en todos los casos.
Acabados
Revestimientos zonas comunes y generales de aparcamiento
Revestimiento continuo de mortero de cemento M-40 (1:6), de 15 mm. de espesor,
previo enfoscado con un mortero de cemento M-160 (1:3), formando una capa de 2 a 4
mm. de espesor y acabado superficial fratasado.
Solado zonas comunes
Pavimento de baldosas de terrazo micrograno, de 40 cm. x 40 cm. x 4 cm., recibidas con
mortero de cemento con arena de miga M-40 (1:6) y rejuntado con lechada de
cemento blanco BL-V 22,5 coloreada con la misma tonalidad de las baldosas.
Solado zona aparcamiento
Pavimento continuo formado por solera de hormigón pulido de 20 cm. de espesor,
realizada con hormigón HA-25 N/mm2., tamaño máximo de 20 mm., y armado con
mallazo 15x15x6, con acabado monolítico incorporando 3 Kg. de cuarzo y 1,5 Kg. de
cemento.
Solado cuartos de instalaciones
PROYECTO DE EJECUCION DE REPARACION DE DAÑOS POR INCENDIO EN ESTRUCTURA DE BLOQUE DE VIVIENDAS, LOCALES, TRASTEROS Y GARAJES
AVDA BOLADIEZ 66, BLOQUE 1, SOTANO 2, PLAZAS DE GARAJE 36, 37 Y 38
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Pavimento de baldosas cerámicas de gres, de 33x33 cm. sobre capa de regularización
de 3 cm. de espesor de mortero de cemento M-40 (1:6), recibidas con adhesivo
cementoso normal, C1 sin ninguna característica adicional, color gris y rejuntadas con
mortero de juntas cementoso.
Instalaciones
En las correspondientes memorias del PBE del edificio se describieron las
especificaciones de las instalaciones del mismo, que a modo indicativo son las
siguientes:
- Instalación eléctrica
- Instalación de protección contra incendios
- Instalación de fontanería
- Instalación de saneamiento.
- Instalación de ventilación y evacuación de gases
Equipamiento
No se contemplaron en el PBE equipamientos especiales en el edificio, solo los de
evacuación de gases y ventilación, así como del saneamiento general del edificio y
grupo de incendios para los cuales y para garantizar su funcionamiento se dispuso un
grupo electrógeno.
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1.2bis MEMORIA DEL PROCESO DE REPARACION DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES Las estructuras dañadas normalmente pueden recuperarse por medio de reparaciones.
Estas serán exitosas en la medida que otorguen amplia seguridad a los usuarios y
preserven la vida útil de las construcciones por el período para el cual fueron diseñadas.
Para la reparación se suele recurrir a retapes superficiales que no otorgan ninguna
seguridad, o bien, a demoliciones y refuerzos injustificados. Evidentemente ambos
extremos son inconvenientes, ya que pueden repercutir en graves daños o elevado
costo. Hoy en día, partiendo del análisis de causas y efectos, y utilizando
procedimientos, equipos y productos de avanzada tecnología, es posible abordar con
éxito la reparación y recuperación de obras que de otra forma estarían perdidas.
Desde un punto de vista general, se considera que los defectos de construcción se
pueden reparar, con lo que se recuperan las condiciones de proyecto; en cambio,
cuando hay defectos de diseño, la solución suele ser más compleja y la mayoría de las
veces se llega a la necesidad de reforzar.
Por la complejidad técnica que revisten tanto el diagnóstico de las fallas como el
proyecto de reparación, este último sólo debe ser desarrollado bajo la dirección y
responsabilidad de un profesional especialista. Paralelamente es imprescindible
desarrollar un completo y detallado control de calidad de todas y cada una de las
etapas del proceso de reparación o refuerzo. La falla de una estructura tiene
generalmente una manifestación externa de cuyo análisis se podrá deducir la
importancia, origen y posibles consecuencias. De lo anterior, se puede apreciar la
importancia que representa el saber reconocer estos daños, clasificarlos y describirlos.
Deterioro superficial
Se caracterizan en general, por su pequeña profundidad en relación con una extensión
relativamente grande. Se incluyen aquí todas las fallas cuyo espesor es inferior a 5 cm
y/o alcanza a afectar sólo el recubrimiento de las armaduras.
Discontinuidad local y profunda
Su extensión puede ser grande o no, siendo su profundidad mayor que 5 cm, afectan el
hormigón detrás de las armaduras; un ejemplo típico son los nidos de piedra.
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Grietas
Se deben a que las tensiones internas en el hormigón, han sobrapasado la resistencia de
éste, produciendo la rotura del elemento. Si la causa que la originó ha desaparecido,
dicha grieta se puede considerar sin movimiento (grieta muerta) y por lo tanto
susceptible de ser reparada devolviendo el monolitismo a la estructura. En cambio si la
causa persiste, por ejemplo variaciones de temperatura, la grieta seguirá moviéndose
como si se tratara de una verdadera junta de dilatación. Para hacer una clasificación
según el tamaño, puede distinguirse entre fisura o grieta, según que su ancho sea menor
o mayor que 0,5 mm, respectivamente.
Fractura de un elemento
Corresponde a una o varias de las fallas mencionadas, manifestándose con mayor
intensidad y cortando o deformando la encerradura original. Generalmente se hace
necesario un reemplazo total o parcial del elemento.
Corrosión de las armaduras
La primera manifestación de corrosión en las armaduras es la aparición de fisuras sobre
las barras debido al aumento de volumen del fierro al oxidarse; puede verse
acompañada de manchas de óxido, lo que va intensificándose a medida que el
proceso avanza. En una etapa posterior cae el recubrimiento y las armaduras quedan a
la vista, apreciándose también la reducción de la sección útil del hierro.
Efectos
El daño en una estructura puede tener efectos sobre la estabilidad, o sobre la
durabilidad y seguridad de la obra, además de aspectos de orden estético. Entre estos
últimos, pueden influir también razones psicológicas; un ejemplo típico es una grieta en
una vivienda, la cual puede no influir estructuralmente, sin embargo, produce una
sensación de inseguridad en el usuario.
Desde el punto de vista de la durabilidad la falla original puede favorecer fallas
menores; es el caso de corrosión debido a una grieta o nido de piedras. Cuando el
daño influye en la seguridad de la estructura, requiere atención y reparación inmediata.
Conocido el problema y determinados la causa y su efecto, es necesario ordenar y
clasificar las fallas para luego seleccionar el procedimiento y racionalizar las faenas de
reparación.
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Finalmente es necesario señalar que en casos de daños en estructuras deberá
consultarse a profesionales calificados, y elegir procedimientos de reparación simples,
cuando no se dispone de personal y equipos especializados. Los métodos más
sofisticados sólo pueden ser ejecutados por personal idóneo y bajo la supervisión
adecuada. Una vez realizados los estudios preliminares sobre el origen y posibles
consecuencias del daño en una estructura, se deberá determinar el método de
reparación más adecuado tomando en consideración factores tales como eficiencia y
seguridad, materiales y equipos necesarios, costos y condiciones particulares de la obra
(temperaturas, condiciones ambientales, plazos etc.).
Como se ha visto, para cada tipo de daño puede presentarse más de una alternativa
de reparación, debiendo elegirse entre ellas la que otorgue mayor seguridad, es decir,
que restituya en mejor forma las condiciones para las cuales fue diseñada la obra y, en
caso de refuerzos, permita que el elemento trabaje como un todo armónico con el resto
de la estructura. En segundo lugar se deberá considerar la disponibilidad de tecnología
(léase personal capacitado, materiales y equipos) en el lugar en que se desarrollará la
obra. La elección de procedimientos que requieren de equipos sofisticados como es el
caso de la gunita e inyecciones de cemento - hormigón preempacado – va
generalmente asociada con aplicaciones en grandes extensiones o muy repetitivas, por
la fuerte incidencia que ellos tienen en los costos. La aparente simplicidad de muchos
de los procedimientos descritos puede ser una tentación para resolver sin mayor análisis
muchos de los problemas que se presentan en obras, sin embargo, conviene insistir en la
necesidad de que profesionales especializados intervengan en los estudios y cálculos
previos y elaboren las especificaciones detalladas para la reparación.
Finalmente, la seguridad queda satisfecha con una adecuada supervisión y control de
calidad de las distintas etapas, incluidos los ensayes de resistencia y adherencia de los
materiales, y la verificación de los procedimientos mediante extracción de testigos y/o
pruebas de cargas.
El efecto del fuego
El fuego normalizado que se considera para estos estudios es el establecido en la Norma
ISO 834. En la misma se dan, la curva de evolución de la temperatura en función del
tiempo y las condiciones de presión del ambiente interior del horno. Las condiciones
simuladas representan condiciones de intensa gravedad del incendio. Un incendio
constituye una amenaza para la vida por la asfixia, el envenenamiento y las
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temperaturas elevadas, pero de producirse en un edificio el peligro aumenta por la
propia estructura del edificio. En un recinto exterior, con aire fresco, es casi imposible
superar los 700ºC. En un recinto cerrado la temperatura sube un 30% más debido a la
reflexión y radiación de las paredes. El punto crítico de ignición (flashover point) se sitúa
en los 273ºC, hasta este momento sólo la estructura de aluminio se vería afectada. A
partir de aquí se desarrolla el llamado fuego equivalente o normalizado que es al que se
refieren todas las reglamentaciones y las resistencias al fuego de materiales, medido en
minutos. Por encima de 40 minutos de fuego equivalente ya estamos hablando de un
incendio muy importante con riesgo cierto para la vida humana. Para tener una
referencia de cómo afectan las altas temperaturas a los materiales, diremos que a los
400 ºC el acero se vuelve dúctil y a los 600 ºC se produce una bajada brusca de su
resistencia. El hormigón comienza a deteriorarse a temperaturas superiores a los 380 ºC
en periodos prolongados de tiempo. A los 400 ºC se produce una pérdida de resistencia
entre 15-25 %, según sea de áridos calizos o silíceos. Por encima de los 800ºC, deja de
poseer una resistencia a la compresión viable, y se debilitará en mayor medida al
enfriarse cuando se apague el fuego.
Básicamente, los principales efectos del fuego en el hormigón armado, podrían
resumirse en:
- Daños a la adherencia por salto térmico entre las armaduras de acero y el
hormigón que las recubre.
- Pérdida significativa de espesor del recubrimiento del hormigón, debida al
efecto spalling o desprendimiento por explosión del hormigón.
- Una disminución de la resistencia del hormigón cuando su temperatura supera
los 380ºC durante períodos prolongados.
- Una disminución de la resistencia de las armaduras de acero cuando la
temperatura supera los 250ºC.
- Daño o destrucción de las juntas y sellados, lo que en determinadas estructuras
puede conducir al colapso.
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1.2bis.1 REPARACIÓN DEL PILAR Y DEMAS ELEMENTOS ESTRUCTURALES DAÑADOS
Tras el análisis inicial, se han de plantear métodos con criterio exclusivo de
recuperación de la capacidad portante perdida (sin incremento de la capacidad
resistente), de forma que la intervención proyectada no provoque incremento de
sección ni modificaciones del comportamiento resistente. Estamos refiriéndonos
obviamente a las técnicas de reparación o consolidación mediante el empleo de
morteros especiales de reparación, dado que han mostrado mayor eficacia que los
morteros arena-cemento.
Métodos basados en el zunchado exterior mediante FRP COMPOSITES (material
compuesto de fibras)
Los encamisados metálicos descritos, recientemente han dado paso a refuerzos
mediante confinamiento a base de camisas de material compuesto de fibras,
fundamentalmente de carbono o vidrio. El método más extendido consiste en la
aplicación manual sobre el pilar de fibras impregnadas en resina que al curar configuran
la camisa. Se trata por tanto de un método de fabricación “in situ”, que requiere un
especial cuidado para su ejecución. El planteamiento de cálculo se basa en el
confinamiento del pilar de hormigón que según el método de aplicación empleado
puede ser activo o pasivo.
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Técnicas de reparación o consolidación
Tienen por objeto devolver la capacidad resistente perdida por la lesión derivada del
ataque de fuego sobre el pilar, generalmente local. Se limitan a reparar la lesión sin
modificar el modo de comportamiento estructural. Emplean materiales iguales o
semejantes a loa que se utilizaron en la construcción original, de acuerdo con el Anejo 6,
de la Instrucción EHE-08, que establece las condiciones que deben de aplicarse a las
estructuras de hormigón armado, a fin de garantizar su estabilidad frente al fuego. En el
caso concreto de pilares la tabla siguiente indica los valores recomendados de las
dimensiones y recubrimientos mecánicos equivalentes mínimos para pilares de sección
rectangular:
La resistencia al fuego exigida en el sótano del edificio analizado resulta ser de 120
minutos, por lo que el recubrimiento mecánico (distancia del eje de la armadura al
paramento próximo más expuesto) resulta ser de 40 mm, lo que se traduce en un
recubrimiento geométrico de las barras longitudinales de 44mm, cuando se dispone,
como es el caso, de estribos de diámetro 8 mm. Las lesiones del pilar de hormigón
analizado se manifiesta en forma de fisuras y desconchados del hormigón, que implica
desprendimiento de dos de sus aristas y agrietamiento longitudinal.
La totalidad de las lesiones descritas, usuales en pilares de hormigón armado, se pueden
calificar como daños parciales localizados y tienen en común implicación de pérdida
moderada de la sección transversal del pilar analizado. Es decir supone mermas
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parciales o totales de las características iniciales de servicio o capacidad de carga. Por
ello, a continuación vamos a proceder al establecimiento de un criterio sobre el grado
de reparación a efectuar en función de la proporción del daño. Si suponemos una
contribución de la armadura a la resistencia del pilar en torno al 50% de la resistencia del
hormigón, la seguridad global respecto a la carga de servicio tiene un valor aproximado
de 2,25, o lo que es lo mismo la carga de servicio es igual al 45% de la carga de rotura.
Por lo tanto, de acuerdo con lo anterior, si la pérdida de resistencia por deterioro del
pilar, es igual o mayor al 55% se puede decir que se ha perdido la seguridad. Tomando
esta cifra en consideración podríamos establecer los siguientes criterios de reparación
para este tipo de pilares:
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En el caso particular del capitel de punzonamiento correspondiente al forjado
siniestrado, a fin de realizar una comparación de los márgenes de seguridad existentes
para pérdidas de sección experimentadas en distintos elementos estructurales, y
siguiendo un razonamiento análogo y suponiendo rotura por agotamiento del acero,
tendríamos una seguridad global aproximada de 1,84 (1,6U1,15). Por lo tanto en este
caso la carga de servicio sería del orden del 55% de la de rotura. Por ello si la pérdida de
resistencia por deterioro de la viga fuera igual o mayor del 45% se habría perdido la
seguridad. El criterio de reparación en este caso podría ser el siguiente:
EN EL CASO QUE NOS OCUPA, CON CONSIDERACIONES DE PERDIDA DE RESISTENCIA PARA TODOS
LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES AFECTADOS EN RANGOS EVALUADOS < 10% < 45%, SERÁ
NECESARIA:
UNA REPARACIÓN DE LA RESISTENCIA PERDIDA CON LA ADECUADA SEGURIDAD.
Es preciso identificar y caracterizar los problemas patológicos (en esta caso obvios, dado
que se trata de un ataque por exposición al fuego), así como determinar los coeficientes
de seguridad reales, estimar la vida residual de las estructuras analizadas unida al
estudio de sistemas de reparación-refuerzo que permitan prolongar la vida útil de la
estructura estudiada. La valoración de los resultados de una evaluación estructural, para
determinar si existe o no riesgo de colapso de la estructura, se basa en realizar un
diagnóstico correcto de las causas que originaron el deterioro –en el caso que nos
ocupa la exposición a altas temperaturas por el efecto del incendio-, considerando que
si este está estabilizado o bien si determinados factores como las cargas de servicio han
podido influir en la propagación del daño. Esta evaluación es subjetiva y difícil, dado
que en principio se basa en los datos de daño recogidos en la inspección hasta que
puedan realizarse cálculos de comprobación. En cualquier caso la decisión sobre
reparar o no esta estructura y el momento óptimo para ello es una cuestión técnico-
económica en la que se deben valorar por este orden la seguridad, funcionalidad y la
apariencia de la misma.
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METODOLOGIA DE LAS REPARACIONES
Limpieza y preparación de superficies
Inicialmente se deberán picar las zonas correspondientes a las aristas hasta dejar al
descubierto las 3/4 partes de la armadura, para de este modo favorecer la adherencia
entre el hormigón antiguo y el material de reparación. Una vez picadas, se deben
cepillar con cepillo de púas metálicas las superficies de hormigón y armadura
descubiertas de todos los elementos estructurales dañados, en este caso viga, vigueta y
pilar.
Preparación y protección de armaduras
Garantizada la limpieza de las superficies, tras eliminar restos de hormigón y polvo, se
deberán pintar las armaduras con una pintura rica en zinc para protección de las
mismas contra la corrosión después de hecha la reparación. Se trata de una
imprimación que se ha de aplicar con brocha en una sola capa en toda la superficie
del acero. La superficie imprimada no debe estar expuesta al ambiente por más tiempo
del necesario para la reparación. La aplicación del material de reparación debe
hacerse cuando dicho revestimiento esté completamente seco, es decir después de 1,5
a 2 horas a 20ºC.
Una vez seca la protección anticorrosiva de las armaduras, se les deberá ir aplicando
una capa de material elástico blando. Se trata de una composición epoxy-poliuretano
cuyo fin es absorber posibles futuras expansiones de las armaduras sin romper las
esquinas reforzadas, en el caso del pilar, o de la cara inferior en el caso de viga y
vigueta, como consecuencia de corrosiones ulteriores a la reparación. Hay un cierto
riesgo de que éstas se puedan producir ya que no se hace limpieza de la armadura en
la totalidad de su perímetro. La aplicación de un producto de este tipo, aunque
beneficia en el sentido indicado, perjudica desde el punto de vista de la adherencia de
la reparación.
Aplicada esta capa elástica, 24 horas después las estructuras estarán listas para la
aplicación de los morteros de reparación.
Aplicación manual de zunchado exterior mediante FRP COMPOSITES (material
compuesto de fibras) en esquinas de pilar.
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Aplicación de refuerzos estructurales en el perímetro dañado del pilar, saneado
previamente, mediante confinamiento a base de camisas de material compuesto de
fibras, fundamentalmente de carbono o vidrio. Aplicación manual sobre el pilar de fibras
impregnadas en resina que al curar configurarán la camisa. Se trata por tanto de un
método de fabricación “in situ”, que requiere un especial cuidado para su ejecución.
Aplicación manual de mortero de reparación a las estructuras horizontales dañadas. Se
podrán reparar las estructuras horizontales dañadas con pérdida del hormigón de
recubrimiento (viga y viguetas de forjado) mediante uno de los siguientes
procedimientos:
a) mortero especial aplicado a la llana
b) mortero especial colable
El mortero especial aplicable a llana aparece a priori como un método sencillo y poco
costoso y por ello interesante para ser evaluado. Se trata de un mortero comercial
modificado con polímeros, del tipo tixotrópico que debe aplicarse sobre una capa de
imprimación del tipo epoxídica de viscosidad media y cuya dosificación y
particularidades de aplicación vienen dadas en los manuales del fabricante.
Después de limpiar bien la superficie del hormigón, se humedecerían los elementos
estructurales a reparar con bastante agua, aproximadamente una hora antes de
aplicar la imprimación. Si fuese necesario, se deberían humedecer repetidas veces
dado que podrá darse el caso, especialmente en el pilar, de una gran capacidad de
absorción agua. Una vez aplicada la imprimación y antes de que se seque por
completo, es decir, formando una capa pegajosa, debería ser aplicado el mortero
especial. Ello deberá efectuarse en varias capas, esperando un intervalo de tiempo
antes de aplicar la siguiente y finalmente proceder al raseado de su superficie exterior.
Después de retirar las tablas guías de raseo, deberían ser repasadas aquellas faltas que
hubiesen sido localizadas.
El mortero aplicado a la llana es de fácil trabajabilidad y no aparece en él ninguna
fisuración. No obstante se deberá ser humedecido con frecuencia para favorecer el
curado.
El segundo método de reparación empleado podría ser el de utilizar un mortero especial
colable que hoy en día se ofrece en el mercado de productos de reparación, y que
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alcanza una consistencia cuasi líquida. El sugerido en este trabajo es del tipo sin
retracción de alta resistencia y gran fluidez. La alta colabilidad del producto garantiza
el llenado de cavidades alargadas y estrechas con gran facilidad. El inconveniente de
tener que hacer un encofrado completo y estanco se compensa con la facilidad del
colado y la garantía de penetración del producto en lugares difíciles, lo que no logran
con facilidad los morteros aplicados a llana. Se prepararía un encofrado con madera
aglomerada terminada en melamina, sellado en todas sus juntas con silicona. Para el
colado se prepararía un tubo de goma de gran diámetro que penetraría en el
encofrado sellándolo con yeso, acoplándose a él un embudo para verter el material. Se
debería realizar la mezcla del material con agua. Con la amasadora en marcha se
debería ir añadiendo el material conforme se preparase. El material preparado tenderá
a colarse bien por los agujeros, rellenando bien incluso la parte superior del pilar. A
continuación se muestran las resistencias estimadas para los dos materiales de
reparación comerciales propuestos para su utilización: un mortero de cemento
modificado con agentes químicos, de alta colabilidad, alta resistencia y retracción
compensada (que denominaremos mortero especial colable) y un mortero de cemento
modificado con polímeros, aplicable a la llana, de alta resistencia y retracción
compensada (que denominaremos mortero especial llana).
En el caso que nos ocupa se determina el empleo, por su disponibilidad de medios
técnicos y materiales, del método de aplicación de mortero especial a llana:
- En el caso de los elementos dañados horizontales se empleará un mortero
comercial modificado con polímeros, del tipo tixotrópico.
- Para la reparación del pilar se empleará un mortero enriquecido con fibra de
carbono.
Realizado por: D. EMILIO SANCHEZ BONILLA, Arquitecto 4.956 COACM (630 292 287) Ramón Santamaría, (gerente de CEMAX IMPERMEABILIZACIONES, empresa aplicadora autorizada de BASF) y Miguel A. Santamaría (Delegado de BASF, C. C. ESPAÑA, S. L. en Madrid, Castilla La Mancha y Extremadura).
PROCEDIMIENTO DE EJECUCION DE REPARACION DE DAÑOS POR INCENDIO EN
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1EMILIO SANCHEZ BONILLA, ARQUITECTO 4.956 COACM 630 292 287
2
A requerimiento del Arquitecto D. Emilio Sánchez se realiza un estudio y propuesta de reparación y refuerzo estructural de un pilar y paramentos horizontales para la COMUNIDAD DE PROPIETARIOS AVDA BOLADIEZ 62-66, y de conformidad con la mercantil PESA PERITOS TASADORES DE SEGUROS SL, sociedad de peritaje de la compañía aseguradora del inmueble siniestrado, OCASO, SA.
Los daños en los elementos estructurales están localizados en las plazas 36, 37 y 38 del sótano 2 del Bloque 1 del residencial sito en la Avda. Boladiez nº 62-64-66, parcela 11 del polígono de Sta. Mª de Benquerencia (Toledo), conocido como “Residencial Fuente del Moro II”.
A consecuencia de un incendio producido el pasado 6 de noviembre de 2010 en el sótano 2 del Bloque 1 del edificio, se observan una serie de daños en diferentes elementos estructurales sitos en el foco principal del incendio. Se manifiestan en forma de desprendimiento del hormigón de las aristas en el caso de secciones rectangulares, unido a un agrietamiento longitudinal paralelo a las armaduras; desprendimiento de la cara inferior de un capitel de punzonamiento y desprendimiento a su vez del canto inferior del forjado en la zona (nervaduras secundarias del forjado bidireccional).
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REPARACION y REFUERZO ESTRUCTURAL EN GARAJE AVDA. BOLADIEZ 66, BLOQUE 1, SOTANO 2, TOLEDO.
Imagen 1 y 2. Detalle del aspecto que presentaba el pilar tras verse afectado por el incendio.3
REPARACION y REFUERZO ESTRUCTURAL EN GARAJE AVDA. BOLADIEZ 66, BLOQUE 1, SOTANO 2, TOLEDO. PILAR.
EMILIO SANCHEZ BONILLA, ARQUITECTO 4.956 COACM 630 292 287
4EMILIO SANCHEZ BONILLA, ARQUITECTO 4.956 COACM 630 292 287
Imagen 3. Detalle del aspecto que presentaba el forjado afectado por el incendio. (del tipo bidireccional con vigas principales y nervaduras secundarias de hormigón armado y bovedillas de hormigón. El canto del forjado es de 35+ 5).
5
DESCRIPCION DE LOS DAÑOS : Los daños comprobados son causa del efecto del fuego directo sobre las estructuras afectadas.
Nota : El fuego normalizado que se considera para estos estudios es el establecido en la Norma ISO 834. En la misma se dan, la curva de evolución de la temperatura en función del tiempo y las condiciones de presión del ambiente interior del horno. Las condiciones simuladas representan condiciones de intensa gravedad del incendio.
A partir de los 273ºC aquí se desarrolla el llamado fuego equivalente o normalizado que es al que se refieren todas las reglamentaciones y las resistencias al fuego de materiales, medido en minutos. Por encima de 40 minutos de fuego equivalente ya estamos hablando de un incendio muy importante con riesgo cierto para la vida humana. Para tener una referencia de cómo afectan las altas temperaturas a los materiales, diremos que a los 400 ºC el acero se vuelve dúctil y a los 600 ºC se produce una bajada brusca de su resistencia. El hormigón comienza a deteriorarse a temperaturas superiores a los 380 ºC en periodos prolongados de tiempo. A los 400 ºC se produce una pérdida de resistencia entre 15-25 %, según sea de áridos calizos o silíceos. Por encima de los 800ºC, deja de poseer una resistencia a la compresión viable, y se debilitará en mayor medida al enfriarse cuando se apague el fuego.
Básicamente, los principales efectos del fuego en el hormigón armado, podrían resumirse en:
- Daños a la adherencia por salto térmico entre las armaduras de acero y el hormigón que las recubre.
- Pérdida significativa de espesor del recubrimiento del hormigón, (efecto spalling) o desprendimiento por explosión del hormigón.- Una disminución de la resistencia del hormigón cuando su temperatura supera los 380ºC durante períodos prolongados.- Una disminución de la resistencia de las armaduras de acero cuando la temperatura supera los 250ºC.- Daño o destrucción de las juntas y sellados, lo que en determinadas estructuras puede conducir al colapso.
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6EMILIO SANCHEZ BONILLA, ARQUITECTO 4.956 COACM 630 292 287
PROCEDIMIENTO DE REPARACION Y REFUERZO :
REPARACIÓN DEL PILAR Y DEMAS ELEMENTOS ESTRUCTURALES DAÑADOS.
Todos los trabajos que se describen a continuación son conformes a las instrucciones y especificaciones reflejadas tanto en los pliego de condiciones como en las fichas técnicas vigentes de BASF C. CH. ESPAÑA, S. L. y a la Norma europea UNE- EN 1504-(1 a 4): Productos y sistemas para la reparación y protección de estructuras de hormigón. Esta norma está destinada a todos aquellos que intervienen en la reparación de hormigón. Y trata todos los aspectos del proceso de reparación y/o protección incluyendo:• Definiciones y principios de reparación.• La necesidad de un diagnóstico exacto de las causas del deterioro antes de hacer la especificación del método de reparación; • Requisitos de comportamiento del producto y métodos de ensayo;• Control de producción en fábrica y evaluación de la conformidad, incluido el marcado CE;• Métodos de aplicación en obra y control de calidad de los trabajos.Lo que asegura una buena calidad de la reparación y del trabajo de protección en la obra con el resultado de un aumento de la satisfacción de los propietarios de los edificios.
FASES DE LA REPARACIÓN Y REFUERZO :
1.- Limpieza y saneado de la zona afectada.
picado y eliminación del hormigón afectado por medios mecánicos hasta alcanzar la profundidad de la armadura, sobrepasándola en profundidad en al menos el diámetro de la barra. En las tareas de picado, se asimila el cajeado a formas geométricas sencillas, facilitándose tanto la transmisión de esfuerzos de la estructura a la zona reparada, como el relleno del hueco.
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Imagen 4,5 y 6. Detalle del proceso de saneado y picado del pilar.
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Imagen 7 y 8. Detalle del proceso de picado y eliminación del óxido en armaduras.
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2.- Eliminación del óxido y Pasivado de la armadura.
Raspado con cepillo de púas hasta eliminar los restos de óxidos de la armadura (Las armaduras a la vista quedan desoxidadas hasta grado SA2, según ISO 8501-1/ISO 12944-4, en la totalidad de la circunferencia del armado).
Aplicación de imprimación y puente de unión epoxi EMACO EPOXI PRIMER BP (Color ROJO) que protege a la armadura de la oxidación por barrera, que actúa como puente de unión, aumentando a su vez la adherencia del mortero de reparación estructural.
Procedimiento es conforme a la EN 1504 - parte 4 – Adhesión estructural (La parte 4 de la norma europea especifica los requisitos para los productos y sistemas que se vayan a utilizar para la aplicación de mortero fresco sobre hormigón endurecido utilizando juntas adheridas donde el mortero adicionado forma parte de la estructuray se necesita que actúe conjuntamente).
(La norma contempla fallo del hormigón, siempre, con el uso de puente de unión, como ocurre con el EMACO EPOXI PRIMER BP).
Imagen 9. Pasivado de las armaduras.
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3.-APLICACIÓN MORTERO DE REPARACIÓN ESTRUCTURAL: EMACO NANOCRETE R4.
La reparación y recomposición de las geometrías existentes en el pilar se realizan con el mortero de reparación EMACO® NanoCrete R4.
El EMACO NANOCRETE R4 es un mortero de elevada resistencia mecánica para reparación estructural que cumple con los requerimientos de la norma europea EN 1504 Parte 3 para los morteros de la clase R4. Alcanza un valor de resistencia a compresión a 28 días superior a 60 N/mm2. Es aplicable en interiores y exteriores, en vertical y en techos. Está formulado con nanotecnología, sistemas de retracción compensada y fibras para minimizar la retracción y el riesgo de fisuración. Presenta una elevada adherencia al hormigón que asegura la transferencia de carga, una excelente resistencia a la carbonatación y una elevada impermeabilidad al agua y a los cloruros, al mismo tiempo que es permeable al vapor de agua.Permite su aplicación en horizontal, vertical o techos en capas sucesivas de 5 a 50 mm sin mallazo intermedio. Su aplicación se realiza manualmente.
Está certificado por laboratorios externos independientes.
EN 1504 - 3Mortero de reparación estructural
R4
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Imagen 10 y 11. Detalle del proceso de reparación y regeneración estructural del pilar.
4.- REFUERZO ESTRUCTURAL DEL PILAR.
El refuerzo de pilares y vigas mediante adhesión de materiales compuestos armados a base de fibra de carbono, sigue las directrices de las guías de diseño: ACI 440.2R-02: Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures, así como CEB-FIP Externally bonded FRP Reinforcement for RC Structures.
El análisis de las secciones se evalúa, para los materiales suministrados MBrace mediante software de desarrollo propio de BASF. Un hormigón confinado con refuerzos de FRP externos exhiben un aumento excepcional de su comportamiento a compresión: la capacidad de carga puede prácticamente duplicarse, mientras que la capacidad de deformación puede aumentar hasta 10 veces.
Aplicando 2 capas de MBRACE FIBRE CF 130, se alcanza ffck de 30,08 N/mm2.
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En el proceso de reparación del pilar, cualquier arista externa se redondea con un radio mínimo de 25 mm, para evitar esfuerzos localizados que puedan romper de forma prematura la fibra de refuerzo que se colocará a posteriori. Ver detalle
De esta forma queda el pilar REPARADO y listo para ser REFORZADO
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Instalación del refuerzo con MBrace HOJA de FIBRA
a. Aplicación del MBRACE HOJA en dos vueltas según el diagrama siguiente (aportado por BASF) :
Se aplica la resina de imprimación MBrace PRIMER (consumo aprox de 300 gr/m2). A continuación, se extiende la masa de espatulado para el embebido de la fibra con MBRACE SATURANTE con un consumo total, aplicada en dos manos e impregnando completamente las fibras, de 800 g/m2.Con la aplicación de la primera capa de MBrace Saturante a rodillo se impregna la hoja de fibras de carbono manteniendo las fibras en la orientación prevista. Al endurecer, forma junto a las fibras impregnadas, un conjunto resistente de altas prestaciones. Se sigue con la colocación del MBrace Hoja CF 130. Se coloca sobre la primera capa de saturante y se establece una longitud de solape de las hojas de 10-15 cm.
Detalle del proceso.
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Imagen 12 y 13. Detalle del proceso del refuerzo estructural, aplicación de la imprimación y el saturante en el pilar.
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Imagen 13 y 14. . colocación del MBrace Hoja CF 130, 1ª capa sobre el saturante.
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Imagen 15 y 16. colocación de la 2ª capa del MBrace Hoja CF 130, sobre el saturante.
Endurecido el saturante y la hoja de fibra de la 1ª Capa se procede a colocar una 2ª vuelta de MBrace Hoja CF 130.
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Por razones estéticas y protección mecánica del refuerzo, se realiza un enfoscado fino con mortero cosmético EMACO R 205, sobre un soporte rugoso dejando para tal fin, con un espolvoreado de árido de cuarzo sobre la resina en fresco.
Fraguado el mortero se recubre con un acabado uniforme en Gris con el revestimiento acrílico MASTERSEAL 325 E.
Esta Pintura es hasta 1500 veces más impermeable al CO2que un mortero de buena calidad basado en cemento.
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Imagen 17 y 18. Aplicación del espolvoreado antes del mortero cosmético. Pilar acabado recubierto con la pintura de protección MASTERSEAL 325 E GRIS .
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REPARACION y REFUERZO ESTRUCTURAL EN GARAJE AVDA. BOLADIEZ 66, BLOQUE 1, SOTANO 2, TOLEDO. PARAMENTOS HORIZONTALES.
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FASES DE LA REPARACIÓN :
1.- Limpieza y saneado de la zona afectada.
Picado y eliminación del hormigón afectado por medios mecánicos hasta alcanzar la profundidad de la armadura, sobrepasándola en profundidad en al menos el diámetro de la barra. En las tareas de picado, se asimila el cajeado a formas geométricas sencillas, facilitándose tanto la transmisión de esfuerzos de la estructura a la zona reparada, como el relleno del hueco.
Imagen 19. Saneado del paramento horizontal.
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2.- Eliminación del óxido y Pasivado de la armadura.
Raspado con cepillo de púas hasta eliminar los restos de óxidos de la armadura (Las armaduras a la vista quedan desoxidadas hasta grado SA2, según ISO 8501-1/ISO 12944-4, en la totalidad de la circunferencia del armado).
Aplicación de imprimación y puente de unión epoxi EMACO EPOXI PRIMER BP (Color ROJO) que protege a la armadura de la oxidación por barrera, que actúa como puente de unión, aumentando a su vez la adherencia del mortero de reparación estructural.
Procedimiento es conforme a la EN 1504 - parte 4 – Adhesión estructural (La parte 4 de la norma europea especifica los requisitos para los productos y sistemas que se vayan a utilizarpara la aplicación de mortero fresco sobre hormigón endurecido utilizando juntas adheridas donde el mortero adicionado forma parte de la estructura y se necesita que actúe conjuntamente).
(La norma contempla fallo del hormigón, siempre, con el uso de puente de unión, como ocurre con el EMACO EPOXI PRIMER BP).
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Imagen 20. Pasivado de las armaduras.
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3.-APLICACIÓN MORTERO DE REPARACIÓN ESTRUCTURAL: EMACO NANOCRETE R4.
La reparación y recomposición de las geometrías existentes en el pilar se realizan con el mortero de reparación EMACO® NanoCrete R4.
El EMACO NANOCRETE R4 es un mortero de elevada resistencia mecánica para reparación estructural que cumple con los requerimientos de la norma europea EN 1504 Parte 3 para los morteros de la clase R4. Alcanza un valor de resistencia a compresión a 28 días superior a 60 N/mm2. Es aplicable en interiores y exteriores, en vertical y en techos. Está formulado con nanotecnología, sistemas de retracción compensada y fibras para minimizar la retracción y el riesgo de fisuración. Presenta una elevada adherencia al hormigón que asegura la transferencia de carga, una excelente resistencia a la carbonatación y una elevada impermeabilidad al agua y a los cloruros, al mismo tiempo que es permeable al vapor de agua.Permite su aplicación en horizontal, vertical o techos en capas sucesivas de 5 a 50 mm sin mallazo intermedio. Su aplicación se realiza manualmente.
Está certificado por laboratorios externos independientes.
Certificado : Sin fisuras tras > 180 días.
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Imagen 21 y 22. Aplicación del mortero de reparación EMACO NANOCRETE R4 y una vez fraguado este, el mortero cosmético EMACO R 205. Quedando listo para ser pintado.
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Página Web para consultar cálculos de refuerzos MBRACE de BASF : www.mbrace.es/
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Realizado por: D. EMILIO SANCHEZ BONILLA, Arquitecto 4.956 COACM (630 292 287),
Ramón Santamaría, (gerente de CEMAX IMPERMEABILIZACIONES, empresa aplicadora autorizada de BASF)
y Miguel A. Santamaría (Delegado de BASF, C. C. ESPAÑA, S. L. en Madrid, Castilla La Mancha y Extremadura).
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