Metodología para la evaluación de la seguridad estructural de edificios Dirección de Investigación CENAPRED Subdirección de Riesgos Estructurales 18 de septiembre de 2018 1

4 – Procedimientos de refuerzo y reparación de estructuras 2

Objetivos de la rehabilitación Aumentar resistencia Por lo general: incrementar rigidez Mejorar capacidad de deformación inelástica Restablecer/mejorar el comportamiento de la estructura original para devolverle su funcionalidad

Decisión entre rehabilitar y demoler Nivel de desplome Por giro de cuerpo rígido Por distorsión permanente Asentamientos diferenciales Desplazamientos permanentes horizontales Desplazamientos verticales Costo de la reparación

Consideraciones generales: Material adicionado Fomentarse el comportamiento de conjunto contra el material existente Debe ser durable

Consideraciones generales: Configuración de la reestructuración Corregir irregularidades: Torsión cambio de rigidez en altura pisos blandos Corregir insuficiencias: Rigidez Resistencia Capacidad de Deformación

Distribución conveniente de elementos resistentes o reforzados Distribuido simétricamente Cerca del perímetro (da más rigidez torsional a la planta) Dar redundancia (muchos elementos menores en vez de pocos muy resistentes) Considerar las acciones que se concentrarán ahora en la cimentación Elemento rígido Imagen: Amador Terán, SMIS, 2009

Técnicas de rehabilitación

Modificación de condiciones estructurales (todo tipo de estructura) Cambio de propiedades dinámicas Periodo de vibrar (Rigidizar, flexibilizar) Aislamiento de base Reducción de masas Cambio de uso Cambio de material en muros divisorios Demolición de pisos superiores División de cuerpos (juntas constructivas)

Aislamiento de base

Reducción de masas: Demolición de pisos superiores Se demolieron los dos últimos pisos

Encamisado de muros de adobe con malla y mortero

Encamisado de muros de adobe con malla estructural y mortero

Cara con aplanado previo Encamisado de muros de adobe con malla hexagonal (de gallinero) y mortero Cara con aplanado previo Malla directa en el adobe

Encamisado de muros de mampostería con malla y mortero Mortero 1:¼:3.75 (cemento:cal:arena) fb = 100 kg/cm² Espesor: 2.5 cm

Adición de castillos y dalas Fotos: J. Tejeda

Daño por el sismo de Tehuacán, Puebla, 1999 17

Rehabilitación reemplazando muros de planta baja por mampostería confinada 18

Fibra de carbono: Encamisado de columnas Imagen: Master Builders Tec., 1998

Fibra de carbono: Encamisado de trabes Imagen: Master Builders Tec., 1998 y Sika, 2008

Fibra de carbono: Encamisado de muros Imagen: Master Builders Tec., 1998

Marcos y muro diafragma, reforzados con recubrimiento de concreto

Marcos y muro diafragma, reforzados con recubrimiento de concreto Fotos: CENAPRED Conectores de barra anclados con resina epóxica

Encamisado de columnas de concreto reforzado mediante armado y concreto Refuerzo adicional Refuerzo adicional Encamisado Encamisado Estribos de varias piezas Estribos de varias piezas Grapas a) b) Refuerzo adicional Refuerzo adicional Encamisado Encamisado Grapas Estribos de varias piezas Estribos de varias piezas c) d) Imagen: Amador Terán, SMIS, 2009

Adición de muros diafragma hm h Lm L dm z A V R w q

Adición de muros diafragma Marco existente Conectores Refuerzo del alma Concreto nuevo Imagen: Amador Terán, SMIS, 2009

Solución con muros y encamisado de columnas b) Eje de columnas Columna existente Alma del muro Columna encamisada a) Imagen: Amador Terán, SMIS, 2009

Encamisado de columna para conexión con nuevo muro de concreto Refuerzo adicional Acero horizontal del alma Conector Acero vertical del alma Estribos adicionales a) b) c) d) Imagen: Amador Terán, SMIS, 2009

Muros patín Anclado a la columna Con encamisado de la columna Foto: Sika, 2008 Con encamisado de la columna

Encamisado de trabes de concreto Estribo adicional Refuerzo adicional a) b) c) Imagen: Amador Terán, SMIS, 2009

Encamisado de trabes y conexiones viga – columna Asv fyv θ As fy As fy Asv fyv > As fy cos θ As = área de acero long. Asv = área del estribo Imagen: Amador Terán, SMIS, 2009

Conexión de elementos metálicos a elementos de concreto existentes Mortero o resina epóxica Placa Perno presforzado Cabezal metálico Mortero o resina epóxica Llaves de cortante (barras soldadas) Imagen: Amador Terán, SMIS, 2009

Contraventeo y encamisado de acero (ángulos y soleras) Collar de ángulos Estructura existente Solera Perno presforzado Contravientos Camisa metálica Imagen: Amador Terán, SMIS, 2009

Contraventeo y encamisado de acero (ángulos y soleras) Imagen: Amador Terán, SMIS, 2009

Encamisado de columna de concreto con ángulos y soleras de acero

Conexión con/sin continuidad de la camisa metálica Losa Placa Resina epóxica Collar de ángulos Solera Ángulo a) Ángulos continuos a través de la losa Perno presforzado b) Imagen: Amador Terán, SMIS, 2009

Contraventeo externo (fuera del plano de marcos) conectado en los nudos Perno presforzado Placa metálica Cuello de fluencia Estructura existente Imagen: Amador Terán, SMIS, 2009

Contraventeo externo (fuera del plano de marcos) conectado en la fachada Imagen: Amador Terán, SMIS, 2009

Contraventeo externo (fuera del plano) conectado a lo largo de la viga / losa Colector Imagen: Amador Terán, SMIS, 2009

Contraventeo externo (fuera del plano) conectado a lo largo de la viga / losa Imagen: Amador Terán, SMIS, 2009

Contraventeo en el plano del marco conexión 1) en esquinas, 2) perimetral Placa Estructura existente Placa rigidizante Contravientos Conectores Imagen: Amador Terán, SMIS, 2009

Contraventeo en el plano, conectado perimetralmente con marco de relleno Estructura existente Placa rigidizante Mortero Conectores Marco metálico perimetral Llaves de cortante Imagen: Amador Terán, SMIS, 2009

Contraventeo en el plano, conectado perimetralmente con marco de relleno

Estructuras de acero

Reforzamiento de columnas de acero Rellenar con concreto (puede ser a través de ventanas) Restringir pandeo de placa o general Aumentar capacidad, usar conectores Soldando placas adicionales Imagen: Óscar de la Torre, SMIS, 2009

Reforzamiento de trabes de acero Trabe existente Soldar Colocar trabe adicional soldada a lo largo Hacer participar a la losa de concreto existente (trabe sección compuesta) Aumentar capacidad de cortante y flexión adicionando placas Trabe nueva Losa Soldar Nuevos conectores en placas laterales adicionales Placas o perfiles adicionales Soldar

Reforzamiento de armaduras de acero Ampliación de ángulos en cuerdas Placas laterales adicionales Placas laterales adicionales

Reforzamiento de conexión trabe – columna No soldar Columna Nunca soldar (ni calentar) en una línea que corte el flujo de esfuerzos de patines en vigas existentes, sean trabes o columnas. Es conveniente soldar en dirección paralela a la dirección del flujo de esfuerzos en patines de trabes o columnas. soldar

Recimentación

Ejemplo de recimentación ampliando la zapata