Capítulo 12: Rehabilitación

Capítulo 12: Rehabilitación

Capítulo 12: Rehabilitación Duración presentación: 65 minutos
12.a.Introducción Generalidades Ventajas del acero Áreas de aplicación 12.b.Tipos de intervención Generalidades Apuntalamiento Reparación Refuerzo Reestructuración 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera Consolidación de estructura de mampostería Consolidación estructura de madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado Consolidación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Consolidación de estructuras de hierro y acero Capítulo 12: Rehabilitación Duración presentación: 65 minutos

12.b.Tipos de intervención
12.a.Introducción Generalidades 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero La recuperación de edificios es una actividad que se viene desarrollando con fuerza, convirtiéndose en las últimas décadas en una necesidad económica y ecológica, a la cual la industria de la construcción considera con un interés especial. Esta recuperación no se ocupa únicamente de las construcciones relevantes a nivel histórico o edificios monumentales, sino que también de construcciones que es necesario actualizar para continuar su uso. Lo ideal sería que la necesidad de rehabilitación se considerase como parte del proyecto original, considerando la flexibilidad y la adaptabilidad de la forma estructural. La estabilidad y la durabilidad son las condiciones necesarias, pero no suficientes, para definir los criterios y las técnicas de intervención. Cada edificio tiene características peculiares que exigen el estudio caso a caso para una toma de decisiones informada. Dependiendo de esas características y del sentido que se le quiera dar a la recuperación del edificio, el abanico de posibles intervenciones es amplio pudiéndose realizar desde una mera reparación de los daños hasta una refuncionalización completa. En cada caso las tareas del arquitecto dependen directamente de la construcción existente. En las imágenes, la rehabilitación de un edificio de vivienda de Chur, en el cual por la cara que da hacia un patio interior del bloque (imagen de la izquierda) se le antepuso una estructura metálica que alberga las circulaciones horizontales y verticales liberando los interiores del edificio. Complejo de viviendas en Chur, Suiza (1942) Rehabilitación (2000)Dieter Jüngling & Andreas Hagmann Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción Generalidades 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Restauración / Consolidación / Rehabilitación Entre los posibles tipos de intervención nos encontramos con: a._ La restauración. Implica devolverle a la obra su características originales, independiente del origen de su deterioro. b._ La consolidación. Es una forma de intervención en un edificio que ha sufrido una reducción de su capacidad resistente o se han aumentado sus solicitaciones, buscando otorgarle la resistencia necesaria para enfrentar su nuevo estado. c._ La rehabilitación. Tiene por objeto entregar nuevas condiciones de habitabilidad a un edificio, adaptándolo a nuevos usos, ya sea porque las condiciones de habitabilidad se han deteriorado, porque es anacrónico, o porque al desaparecer la función primitiva se hace necesario asignarle una nueva función. Dadas las características del curso nos concentraremos en las intervenciones que implican consolidación y rehabilitación. Los antiguos edificios de mampostería suelen sufrir desperfectos como consecuencia de la edad y los estragos del tiempo y por tanto necesitan una consolidación estructural y una reorganización funcional. Además, los edificios modernos hechos de hormigón armado necesitan ser rehabilitados, en función de su estado de conservación. Existen variados sistemas de restauración, consolidación y rehabilitación que se han usado para preservar y proteger las construcciones existentes. Los procesos de restauración y consolidación, y particularmente los referidos a la más delicada restauración de edificios monumentales, requieren una selección muy cuidadosa de nuevos materiales de construcción. Uno de ellos es el acero el cual cuenta con ventajas interesante por sobre otros materiales. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción Ventajas del acero 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero reversibilidad / prefabricación / ligereza / dimensiones reducidas de los elementos estructurales / apariencia estética / rapidez de montaje / amplia variedad de productos Las ventajas del uso de acero en operaciones de consolidación y restauración estructural son las siguientes: a._ La reversibilidad es un criterio básico en toda operación de restauración, privilegiándose aquellas intervenciones que son reversibles, es decir, aquellas que pueden ser eliminadas o mejoradas en el futuro. Una propiedad básica de las estructuras de acero, dada su unión seca mediante conexiones apernadas es que se pueden utilizar tanto para realizar construcciones permanentes como provisionales. b._ La prefabricación permite la ejecución de los elementos principales mediante soldadura en el taller, que se hacen a medida según las necesidades de transporte y de trabajo de la obra, donde se pueden conectar fácilmente mediante pernos. c._ La ligereza de los elementos estructurales, debida a su alta relación resistencia/peso, simplifica el transporte y montaje. Minimiza asimismo el peligro de aumentar la carga en las estructuras pre-existentes. d._ Las dimensiones reducidas de los elementos estructurales son una consecuencia natural de la alta efectividad estructural del acero y simplifican la sustitución y/o la integración de los elementos estructurales ya existentes con los nuevos elementos de refuerzo. e._ La apariencia estética de las piezas de acero resulta esencial. El contraste creado mediante la asociación de los elementos antiguos de la estructura y los elementos nuevos de acero permite incrementar el valor arquitectónico de los edificios. f._ La rapidez de montaje es siempre una ventaja, en especial cuando la intervención de rehabilitación es muy urgente, para evitar una mayor degradación y para garantizar una protección inmediata; g._ La posibilidad de encontrar una amplia variedad de productos de acero en el mercado es importante para satisfacer todas las necesidades de diseño y montaje con un alto grado de flexibilidad. Todas estas características constituyen al acero como un material adecuado para llevar a cabo la consolidación de elementos estructurales hechos de mampostería, hormigón armado, madera y, por supuesto, el propio acero. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción Áreas de aplicación 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Construcciones industriales Edificios históricos Cubiertas Barrios Reparación de estructuras Dentro de la posible variedad de ejemplos de reformas, rehabilitaciones y ampliaciones utilizando estructuras de acero, a continuación se muestran algunos ejemplos, a manera de referencia: a._ Construcciones industriales que se han convertido en apartamentos y oficinas, como por ejemplo el edificio de la Chocolaterie Menier de 1872, el primer edificio de varias plantas con estructura metálica a la vista, el cual recientemente fue transformado en un edificio de oficinas y museo. Fábrica de chocolates Menier ( ) Jules Saulnier Rehabilitación, Oficinas Nestlé ( ) Reichen & Robert Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción Áreas de aplicación 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Construcciones industriales Edificios históricos Cubiertas Barrios Reparación de estructuras b._ Edificios históricos han sido vaciados completamente, manteniéndose las fachadas originales y sustituyendo la estructura interior por una nueva. Se han introducido estructuras autoportantes en monumentos históricos de forma que se ha logrado una integración adecuada dotada de valores estilísticos modernos. Este tipo de aplicación es cada vez más común en museos y salas de exhibición. En la figura se puede ver la sección del edificio Kannerland en el cual se sustituye la vieja estructura interior por una nueva estructura da acero. Kannerland, Luxemburgo Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción Áreas de aplicación 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Construcciones industriales Edificios históricos Cubiertas Barrios Reparación de estructuras c._ Cubiertas de iglesias antiguas se han remplazado con sistemas de acero, compuestos por vigas y chapas colaborantes. Otros edificios importantes se han restaurado utilizando elementos añadidos verticales y horizontales, que armonizan desde puntos de vista tanto estructurales como estéticos con los elementos preexistentes. En la imagen, la nueva cubierta de acero de una iglesia en Salerno, Italia. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción Áreas de aplicación 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Construcciones industriales Edificios históricos Cubiertas Barrios Reparación de estructuras d._ Barrios enteros de ciudades han sido completamente restaurados después de sufrir graves daños por efecto de terremotos; se han usado elementos de acero para mejorar la resistencia sísmica de los viejos edificios de albañilería. En la figura, un corte de la rehabilitación de los edificios de albañilería mediante un nuevo sistema estructural, en el distrito de Capodimonte en Ancona. Nuevo sistema estructural para edificios de albañilería, Distrito Capodimonte en Ancona Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción Áreas de aplicación 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Construcciones industriales Edificios históricos Cubiertas Barrios Reparación de estructuras e._ Se han reparado estructuras de hormigón armado mediante elementos de acero después de haber sufrido daños o cuando se necesitaba que fuesen capaces de soportar cargas más elevadas. También se han transformado cambiando la estructura original, mediante una reducción o un aumento de la altura de las plantas, o se han introducido arriostramientos de acero para mejorar el comportamiento anti-sísmico. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Generalidades 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Consolidación cemento y hormigón / materiales poliméricos y mixtos / estructuras de acero / dispositivos de control pasivo Generalidades Desde una visión general de los posibles sistemas de consolidación, podemos establecer que: a._ El uso de sistemas de consolidación basados en cemento y hormigón está muy extendido, en especial en operaciones de mejora sísmica, en forma de inyecciones y/o elementos de hormigón armado, pero su compatibilidad con obras de mampostería de viejas construcciones arquitectónicas es cuestionable. Por otra parte, dichas operaciones no resultan reversibles; b._ Los sistemas de consolidación basados en materiales poliméricos y mixtos son muy recientes y, al menos de momento no hay suficiente experiencia de uso para validar su durabilidad. Por otra parte su reversibilidad también es cuestionable; c._ Los sistemas de consolidación basados en estructuras de acero se usan mucho y son eficaces en casos de construcciones monumentales y para edificios corrientes hechos de mampostería y hormigón armado; d._ Los dispositivos de control pasivo están todavía en estado embrionario, pero prometen un brillante futuro. El análisis de casos recogidos en todo el mundo demuestra que el uso de estructuras metálicas permite hacer frente a los complejos requisitos que surgen en los distintos niveles de consolidación de las estructuras. Además, en el caso de los monumentos históricos, las estructuras de acero satisfacen los estrictos requisitos impuestos en sus trabajos de restauración. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Generalidades 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Apuntalamiento / Reparación / Refuerzo / Reestructuración Generalidades Cuando nos encontramos con el problema de la consolidación estructural de un edificio, se pueden distinguir diferentes niveles, que corresponden con la extensión y la calidad de la intervención y, a veces, también con el orden cronológico en que deben sucederse las fases de consolidación. La clasificación propuesta considera cuatro niveles: Apuntalamiento, reparación, refuerzo y reestructuración. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Generalidades 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Durante la espera o el proceso de apuntalamiento, reparación, refuerzo o reestructuración puede que sea necesaria una cobertura temporal como protección atmosférica de la obra a rehabilitar, situación en la cual las estructuras ligeras de acero son ideales. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Apuntalamiento 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero ligereza / reversibilidad / rapidez de montaje /ventajas económicas El apuntalamiento El apuntalamiento es el primer paso en la consolidación de edificios. Consiste en un conjunto de intervenciones provisionales que permiten garantizar una seguridad adecuada durante la fase transitoria, tanto para el público como para la obra, y precede a cualquier operación de consolidación definitiva. Esta medida se toma con el fin de proteger la obra y de evitar un derrumbamiento parcial o total cuando los edificios requieren medidas urgentes para permitir su seguridad. Las ventajas que ofrecen los sistemas de apuntalamiento en acero son: a._ ser de bajo peso, lo que permite una facilidad de transporte y montaje, factor importante cuando es necesario trabajar en zonas de difícil acceso donde el espacio está restringido, como por ejemplo en los centros históricos. b._ reversibilidad de la intervención gracias el uso de uniones apernadas (unión seca) que permiten el montaje y desmontaje si fuese necesario. c._ rapidez de montaje, dados su alto grado de prefabricación y la flexibilidad de los sistemas constructivos, útil cuando hay que realizar reparaciones de emergencia debido a un riesgo de propagación rápida del daño. d._ ventajas económicas, debido a su posibilidad de reutilización. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Apuntalamiento 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Apuntalamiento temporal entre medianeros Los principales campos de aplicación son los siguientes: Apuntalamiento temporal de fachadas, por medio de estructuras espaciales reticuladas, durante la reconstrucción de un nuevo edificio o entre dos edificios ya existentes. Cuando el apuntalamiento es entre edificios se puede utilizar la alternativa de puntales horizontales, en la imagen de la derecha, que se disponen entre las paredes de los edificios. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Apuntalamiento 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Apuntalamiento de fachada La estructura de acero proporciona un apoyo lateral temporal para la estabilización de la fachada durante la demolición de la parte interna del edificio. Esta función de apuntalamiento puede ser temporal o formar parte de la estructura final (por ej. Estructuras verticales para la rigidización de la fachada) Estas estructuras se pueden plantear en forma de “sistemas de andamiaje” (imagen izquierda) o como estructuras de acero pesadas compuesta por perfiles soldados o apernados (imagen derecha). Un problema a considerar en el diseño de los apuntalamientos puede ser la necesidad de pasar nuevos elementos metálicos a través de estas obras. Por esto, es necesario estudiar minuciosamente la colocación de los puntales, para evitar la obstrucción de la nueva estructura. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Apuntalamiento 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Apuntalamiento temporal después de un terremoto o explosión Apuntalamiento temporal de edificios inmediatamente después de un terremoto o una explosión, usando puntales o andamios de acero, evitando el colapso del edificio mientras se definen las acciones de refuerzo definitivas Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Reparación 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Reparación La reparación es el segundo nivel de consolidación de edificios existentes. Implica una serie de operaciones realizadas en el edificio para rehabilitar su antigua eficiencia estructural anterior a cuando se produjo el daño, sin introducir refuerzos adicionales en las estructuras del edificio dañado. La reparación, a diferencia del apuntalamiento, representa una operación definitiva usada en aquellos casos en los que los daños no requieren una intervención urgente. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Refuerzo 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Refuerzo El refuerzo implica mejorar el rendimiento estructural para permitir que el edificio pueda cumplir con los nuevos requisitos funcionales, medioambientales o de cargas sísmicas. Este nivel de consolidación no afecta significativamente al esquema estructural pre-existente, integrándose elementos nuevos a los ya existentes sin alterar ni la distribución de masas ni la rigidez del edificio. A diferencia de la simple reparación, el refuerzo puede realizarse con diferentes grados de intensidad según sea el grado de rigidez exigido o la gravedad de los daños previos. Los daños pueden obedecer a errores de diseño, una mala ejecución, la fatiga de los materiales, etc. Es importante en un primer estado de análisis de las patologías, la identificación de las razones de los daños, para una correcta intervención. El refuerzo se puede ejecutar sobre una parte o sobre toda la estructura, pero sin modificar en exceso su esquema estático y, por tanto, su comportamiento global. Es posible que se requiera una revisión exhaustiva del sistema estructural, con una modificación completa del comportamiento sísmico general. En tal caso, esta intervención debe clasificarse dentro de las operaciones de reestructuración. En las imágenes el refuerzo de un pilar de hormigón armado mediante ángulos metálicos (imagen de la izquierda) y el refuerzo de un alfeizar mediante una viga que descansa en dos pilares los cuales a su vez descansan en otra viga (imagen de la derecha). Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Refuerzo 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero variación en el uso / aumento de la superficie / corrección de defectos / modificación de la resistencia de la estructura El refuerzo se suele realizar en los siguientes casos: a._ Cuando tiene lugar una variación en el uso de un edificio con un aumento de las sobrecargas. b._ Por un aumento de la altura o de la superficie de la construcción, con un aumento en volumen y áreas, y por ende de cargas. c._ Cuando hay que corregir defectos de diseño y/o ejecución. d._ Por la modificación sustancial de la resistencia de la estructura en comparación con la original después de una remodelación, o en general, cuando el comportamiento global del edificio se ve afectado durante la reestructuración. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Refuerzo 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Mejora de resistencia sísmica Estructurales / no estructurales Mejora resistencia sísmica Tomaremos como objetivo fundamental del diseño asísmico tradicional de edificios, el disipar una parte de la energía inducida por el sismo, con el fin de mantener la estructura dentro de unos límites que aseguren las condiciones de seguridad, servicio y confort humano. En el caso de que esto no se cumpla es necesario plantear una mejora de la resistencia del edificio. Las mejoras pueden ser clasificadas en dos categorías: • Las mejoras estructurales, que tienen como objetivo concentrar el daño en ciertas zonas preestablecidas de la estructura, y de esta manera proteger las zonas críticas de la misma. En la imagen de la izquierda refuerzo de una estructura de hormigón armado mediante arriostramientos excéntricos. • Las mejoras no estructurales, que incorporan en la estructura mecanismos que absorben parcialmente la energía producida por el sismo. En la imagen de la derecha disipadores de energía . Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Refuerzo 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Mejora estructural Marco / arriostramiento concéntrico / arriostramiento excéntrico a Las estructuras de acero se usan habitualmente para mejorar el comportamiento estático, tanto de edificios de albañilería como de hormigón armado. En las figuras de izquierda a derecha se pueden distinguir tres (3) sistemas diseñados para resistir las solicitaciones horizontales, que admiten considerables deformaciones sin fallar: a._ el marco b._ los arriostramientos concéntricos. c._ los arriostramientos excéntricos. De estos tres sistemas el marco es el sistema menos rígidos de los sistemas de refuerzo, los arriostramientos concéntricos los más rígidos y los arriostramientos excéntricos son aquellos que utilizan las propiedades plásticas del acero para disipar la energía. De este modo, cada uno de estos sistemas se diferencian en como disipan la energía del sismo. Los marcos son estructuras que resisten los esfuerzos horizontales mediante la flexión de sus elementos. Por el contrario los arriostramientos son sistemas que buscan ser solicitados principalmente a tracción, aunque también pueden llegar a ser solicitados a compresión, debiendo salvaguardarse las posibilidades de su pandeo. b c Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Refuerzo 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Mejora estructural Sistemas de arriostramiento concéntrico / excéntrico Sistemas de arriostramiento Los sistemas de arriostramiento se suelen utilizar para lograr el refuerzo sísmico de estructuras de mampostería y de hormigón armado. En las imágenes de izquierda a derecha se pueden distinguir tres (3) sistemas de arriostramiento en acero para estructuras de hormigón armado: a._ El uso de arriostramientos excéntricos de acero b._ Arriostramientos cuya resistencia se ve limitada por el pandeo del elementos c._ Paneles que trabajan a esfuerzo cortante Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Refuerzo 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Mejora estructural Arriostramiento El uso de arriostramientos de acero es muy eficaz para reforzar contra el sismo tanto estructuras de albañilería como de hormigón armado. En lo que respecta a estructuras de albañilería, los arriostramientos de acero pueden colocarse en el interior o junto al muro de albañilería y deben unirse a las estructuras de las losas superiores e inferiores. En las figuras se pueden ver diferentes tipos de arriostramientos. Los de la fila superior son arriostramientos concéntricos y aquellos de la fila inferior son arriostramientos excéntricos. En los detalles de la izquierda se puede ver la unión entre el sistema de arriostrado, en este caso compuesto por un marco perimetral de perfiles doble T y las diagonales, y el pilar y la viga de hormigón armado. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Refuerzo 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Mejora estructural Arriostramiento En cuanto a las estructuras de hormigón armado, los perfiles de acero están unidos al perímetro de los elementos de los marcos de hormigón armado dentro de la cual las diagonales pueden formar varios tipos de arriostramientos, la cruz de San Andrés, la K, la V, dependiendo de cual resulta más adecuados para el uso del edificio. Si las cruces de San Andrés se disponen entre dos niveles, la presencia de una simple diagonal para cada panel rectangular posibilita la instalación de puertas o ventanas, como se ve en la figura de la derecha. En los detalles de la derecha se especifica la unión a la viga de hormigón armado mediante un perfil U y un perfil H (superior izquierda), vinculados mediante un tirante y la unión a los pilares de los perfiles I (inferior izquierda). Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Refuerzo 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Mejora estructural Arriostramiento En otros casos como la imagen de la derecha la rigidización de algunos marcos permite la liberación de otros, siempre conservando la continuidad de los arriostramientos vertical y horizontalmente. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Refuerzo 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Mejora estructural Arriostramiento En el caso de las estructuras de acero existentes que necesitan mejoras para resistir la acción sísmica, deben mejorarse la resistencia y la ductilidad en las uniones. Se pueden usar sistemas apropiados para el refuerzo de las uniones rígidas y articuladas mediante la introducción de elementos rigidizadores. En el caso de las uniones rígidas, se mejora la resistencia a flexión. En el caso de las uniones articuladas, la integración de rigidizadores está diseñada para introducir una resistencia a la flexión, que prácticamente no existe en la unión original. La mejora de la resistencia contra acciones horizontales puede conseguirse fácilmente aumentando la sección transversal de los arriostramientos diagonales en caso de estructuras ya reforzadas o introduciendo nuevos arriostramientos. En la imagen, arriostramiento con cruces de San Andrés de acero en un edificio de apartamentos en Berkeley. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Refuerzo 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Mejora no estructural Sistemas de control pasivos, activos e híbridos Mejora no estructural Las técnicas de control de respuesta sísmica, como ya vimos, se pueden clasificar según como el sistema maneja la energía impuesta por el sismo, su absorción y disipación. Estos sistemas los podemos dividir en tres categorías: sistemas de control pasivo, sistemas de control activo y sistemas híbridos. Sistemas de Control Pasivo En el caso de los sistemas pasivos, que no necesitan una fuente de alimentación externa, las propiedades de la estructura (periodo y/o capacidad de amortiguamiento) no varían en función del movimiento del suelo causado por el sismo. Los dispositivos de absorción de energía actúan reduciendo considerablemente el impacto del sismo sobre la estructura protegida. El uso de técnicas de control pasivo en la rehabilitación de edificios de carácter monumental es un tema relativamente nuevo. En las imágenes se pueden ver los amortiguadores oleodinámicos, elementos fundamentales en estos sistemas. (1999) Iglesia de San Giovanni Battista, Carife, Italia Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Refuerzo 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Mejora no estructural Sistemas de control pasivo Iglesia de San Giovanni Battista (Carife, Italia) El proyecto de restauración de la Iglesia de San Giovanni Battista en Carife, cerca de Avelino, es el primer ejemplo de aplicación de amortiguadores oleodinámicos en el campo de los monumentos. En 1990, se construyó una nueva cubierta de acero que consistía en un entramado plano y vigas en celosía triangulares que buscaban que la estructura de fábrica se comportara como una caja bajo cargas sísmicas (imagen de la derecha). Al mismo tiempo, se colocaron apoyos oleodinámicos en una parte del entramado para conseguir una condición de apoyo fijo o libre en la base de las vigas según la condición de carga. Dichos dispositivos se calibraron para que actúen como apoyos fijos bajo la acción sísmica de cálculo de acuerdo con la normativa italiana, teniendo lugar un comportamiento disipador en caso de un terremoto más intenso. Los resultados de las pruebas sobre los dispositivos confirmaron las hipótesis del cálculo. (1999) Iglesia de San Giovanni Battista, Carife, Italia Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Refuerzo 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Mejora no estructural Sistemas de control pasivo Iglesia de San Giovanni Battista (Carife, Italia) Con el objetivo de mejorar la resistencia sísmica del edificio, la sustitución en un edificio de albañilería de su techumbre de madera por una nueva estructura de acero crea la situación apropiada para aplicar el concepto de control pasivo en una estructura pre-existente. Es un concepto ampliamente aceptado, que para asegurar la respuesta adecuada contra la acción del sismo en un edificio de albañilería, es necesario asegurar de que una o varias de las estructuras horizontales puedan funcionar como diafragmas rígidos. Sólo si se da esta condición puede asegurarse la transmisión eficaz de las fuerzas horizontales a los muros. Esto significa la transmisión uniformemente repartida de los esfuerzos que surgen por la solicitación del sismo. En el caso de un edificio de albañilería de una sola planta las uniones rígidas entre la albañilería y la estructura de la techumbre pueden causar ciertos problemas a los muros de albañilería debido a variaciones térmicas que dependen de las características geométricas y mecánicas del sistema estructural, relacionadas con la luz que cubre y la altura de la estructura. Por el contrario, si no se realiza una conexión rígida, la estructura puede dilatarse libremente y por tanto no se añaden tensiones residuales a la estructura de albañilería. Sin embargo, el efecto diafragma no se produce en caso de un terremoto y los muros se mueven libremente. En la figura se puede ver una estructura de albañilería con una cadena superior de hormigón armado a la cual le es sobrepuesta un diafragma rígido de acero. Entre ambos la conexión es mediante amortiguadores oleodinámicos. Los amortiguadores oleodinámicos (oleodynamic damper) pueden resolver los problemas antes enunciados, porque muestran los dos comportamientos cuando es necesario. En la figura superior derecha se pueden ver lo elementos que componen un amortiguador oleodinámico: cilindro, pistón, y fluido. Al generarse un desplazamiento interno del pistón, el fluido es forzado a pasar por un grupo de pequeños orificios, lo que da como resultado disipación de energía. Este dispositivo es muy eficiente, puesto que cubre un amplio rango de frecuencias, así que sirve para un mayor rango de sismos. En el caso específico antes descrito de un muro perimetral de albañilería, los amortiguadores se pueden calibrar para que actúen bajo las acciones térmicas de dilatación y contracción del diafragma, cuya velocidad de aplicación es muy lenta, como rodamientos deslizantes disipando las tensiones que se podrían producir. Sin embargo, durante un terremoto, los dispositivos actúan como apoyos fijos debido a la alta velocidad de aplicación de las cargas, optimizando el comportamiento sísmico global de la albañilería mediante una repartición homogénea de las cargas. En este caso el esquema estructural resulta redundante al actuar los amortiguadores como apoyos fijos. (1999) Iglesia de San Giovanni Battista, Carife, Italia Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Reestructuración 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Vaciado / Inserción / Ampliación / Aligeramiento La reestructuración La reestructuración representa, en el orden arquitectónico, el nivel más elevado de consolidación de edificios existentes. Consiste en la modificación parcial o total de la distribución funcional, de la planta o de las dimensiones, junto con el cambio de otras características originales del edificio, incluyendo un cambio profundo en el sistema estructural. Existen cuatro tipos diferentes de trabajo de reestructuración: a._ vaciado b._ inserción c._ ampliación d._ aligeramiento La reestructuración es apropiada cuando la modificación de la distribución funcional de un edificio requiere la introducción de nuevos volúmenes y superficies, o cuando las nuevas normativas exigen la modificación de la estructura resistente. También resulta indicada en el caso de edificios seriamente dañados que requieren la completa modificación del sistema estructural y su mejora. La conservación de edificios existentes y su integración con sistemas estructurales nuevos claramente diferenciables y reversibles representa una operación clásica de reestructuración, que debe basarse en la teoría moderna de la restauración. a b c d Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Reestructuración 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Vaciado El vaciado El vaciado es la sustitución total o parcial de la parte interna de un edificio por un nuevo tipo de estructura diferente. Esto se realiza cuando las razones arquitectónicas y/o urbanísticas requieren la completa conservación de las fachadas de los edificios, mientras la distribución interior se debe cambiar por cuestiones funcionales. En la imagen el antiguo edificio “Roemerhof” en Zúrich fue reestructurado mediante la adición de una estructura de acero en su interior convirtiéndose ahora en un banco moderno. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Reestructuración 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Vaciado El vaciado Como ya se indico, una vez vaciado el edificio, se tiene que tener especial cuidado en el sistema de apuntalamiento de la fachada utilizado, ya que este restringirá la magnitud de los elementos de la nueva obra. Otro punto a tener en cuenta es la unión entre la nueva estructura y la existente. Las características de esta unión dependerán de si se transferirán, o no, esfuerzos verticales a la fachada. Dada la posibilidad de asentamientos diferenciales de la nueva estructura y la estructura existente, es recomendable que la unión entre vigas perimetrales y muro posea cierta flexibilidad vertical. Una manera de lograr esta flexibilidad vertical es mediante un perfil plano de unión entre la nueva viga y el muro pre-existente. En la imagen del centro se puede ver esta unión ampliada. Si se desea mayor rigidez en la unión, esto se puede lograr mediante el uso de perfiles verticales unidos a las vigas perimetrales los cuales se unen mediante pernos a la estructura existente, en la imagen de la derecha. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Reestructuración 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Vaciado El Tribunal de Justicia en Ancona, Italia El edificio de 1884 fue gravemente dañado por el terremoto de En 1988 fue completamente vaciado y reestructurado para albergar las nuevas oficinas del tribunal, conservándose sus muros perimetrales caracterizados por su estilo neorrenacentista (imagen de la izquierda). La estructura portante principal consiste en cuatro torres de hormigón armado de 9 x 9 metros situadas en las esquinas del patio interior cubierto (imagen de la derecha), con escaleras, ascensores y servicios en las plantas. Estas torres proporcionan el apoyo vertical a la cubierta y las cinco plantas suspendidas de ésta, así como la estabilidad horizontal para resistir los efectos de los esfuerzos sísmicos. Guido Canella, Fernando Clemente, R. Orlandi, Alberto Sandroni (1988) Tribunal de Justicia en Ancona Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Reestructuración 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Vaciado El sistema de suspensión de la cubierta y de las losas, consiste en cuatro pares de vigas de celosía apoyadas en su cordón inferior sobre las cuatro torres de hormigón armado, marcando así el perímetro del patio cubierto (imagen de la derecha). Cada pareja de vigas forma una viga principal cuadrada de 1,80 m. de ancho y 4 m. de alto con diagonales en cruz (imagen de la izquierda), cubriendo una luz entre torre y torre de 21,40 metros. Todos los miembros de las vigas: cordones, montantes y diagonales, están conectados por medio de cartelas apernadas. El anillo formado por los cuatro pares de vigas representa el componente clave del esqueleto de acero al que están conectados los otros elementos de la estructura. Sobre el anillo descansan las vigas que sujetan los lucernarios de la cúpula. También a él se conectan las vigas en voladizo que cubren todo el perímetro entre el anillo y los muros pre-existentes. Guido Canella, Fernando Clemente, R. Orlandi, Alberto Sandroni (1988) Tribunal de Justicia en Ancona Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Reestructuración 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Vaciado Los tirantes de las cinco plantas suspendidas, comienzan en grupos de cuatro desde los nudos de los cordones inferiores de las vigas de celosía interiores (Imagen izquierda). Las cinco plantas suspendidas desde las vigas de celosía de la cubierta están unidas a las cuatro torres (Imagen derecha). Estas plantas están apoyadas en vigas y viguetas estructurales de acero que soportan losas colaborantes. Guido Canella, Fernando Clemente, R. Orlandi, Alberto Sandroni (1988) Tribunal de Justicia en Ancona Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Reestructuración 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Inserción La inserción La inserción representa la introducción de nueva estructuras o elementos estructurales en el volumen existente del edificio. Tal como se muestra en las dos imágenes, la inserción se da cuando se adicionan entreplantas o entresuelos para aumentar el área utilizable dentro de los límites de un edificio existente. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Reestructuración 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Inserción Biblioteca en Ingolstadt, Alemania La biblioteca de la Facultad de Ciencias Económicas de la Universidad Católica de Eichstätt esta situada dentro una antigua iglesia. La estructura de la biblioteca de cinco plantas está constituida por pórticos de acero compuestos por columnas de sección circular rellenas de hormigón y vigas compuestas por perfiles de acero. En la figura de la izquierda se puede ver la iglesia pre-existente y a la derecha con la inserción Biblioteca en Ingolstadt(1989) Wilhelm Kücher Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Reestructuración 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Inserción Las losas son colaborantes y actúan como refuerzo horizontal de la estructura porticada. La rigidización vertical de la estructura se logra mediante la vinculación de las losas colaborantes, sombreadas de color naranja en la planta (figura de la derecha), con el recinto adyacente a la biblioteca, sombreado en color gris, de hormigón armado, en un extremo y en el otro mediante las escaleras en diagonal que actúan como arriostramientos. Biblioteca en Ingolstadt(1989) Wilhelm Kücher Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Reestructuración 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero a Inserción b Debido a la poca altura entre plantas, las vigas tenían que ser de bajo espesor. Esto se obtuvo mediante una viga compuesta, cuya sección se ve en la figura (c). La viga posee un ala superior y un alma de 25 mm de espesor que en su conjunto forman una T con altas prestaciones frente a solicitaciones a compresión. El ala superior esta embebida en la losa, trabajando como un sistema mixto. El cordón inferior de la viga se compone de dos perfiles U soldados a la T, sobre los cuales se apoya la chapa de acero perfilada (metal-deck). La columna, un perfil tubular redondo de 127 mm de diámetro está relleno de hormigón (figura (b)). Por último la unión entre viga y columna se realiza mediante una pieza de sección cruciforme que permite la conexión apernada entre ambos elementos (figura (a)). c Biblioteca en Ingolstadt(1989) Wilhelm Kücher Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Reestructuración 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Ampliación Horizontal / Vertical La ampliación La ampliación se realiza cuando aparecen nuevos requisitos funcionales o cuando se necesita un incremento del volumen original del edificio el cual se puede ejecutar, dependiendo de las restricciones, en dirección horizontal o vertical. La ampliación horizontal La ampliación horizontal consiste en la construcción de nuevos volúmenes adyacentes a la estructura original. En estos casos, los aspectos estéticos juegan un papel más importante que los estructurales dado que no se compromete la estructura existente y la nueva construcción puede tener independencia absoluta de la existente. (2005) Ampliación Museo de Arte Moderno Reina Sofia, Madrid Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Reestructuración 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Ampliación Horizontal / Vertical La ampliación vertical La ampliación vertical implica el aumento de la altura del edificio en uno o más niveles por encima de la estructura existente. Dependiendo del peso añadido, puede resultar necesario revisar la capacidad portante de la estructura original y su necesaria consolidación, refuerzo o reemplazo. Este problema es de particular importancia en zonas de actividad sísmica, donde el comportamiento general del edificio se ve fuertemente influido por la adición de nuevas masas, en especial en los niveles superiores. La necesidad de minimizar el peso de la estructura adicional hace del acero el material más adecuado, gracias a su excelente relación resistencia / peso. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Reestructuración 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Aligeramiento El aligeramiento El aligeramiento, al contrario que la ampliación vertical, puede incluir la eliminación de una o más plantas superiores debido a la necesidad de reducir el nivel de solicitaciones de la estructura. Este objetivo se puede conseguir mediante pasos que implican la sustitución de forjados y/o de otros elementos estructurales originales por nuevos materiales más ligeros. La sustitución de pesados forjados de madera por perfiles laminados en I y chapas colaborantes es un proceso muy corriente, así como la sustitución de las antiguas cubiertas por estructuras metálicas. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Reestructuración 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Ampliación de superficie: Edificio de Oficinas Van Leer en Amstelveen, Países Bajos El edificio de oficinas fue construido a finales de los años 50 y consiste en un espacio central, con un ala de oficinas de dos alturas en forma de V en cada extremo. Cada planta de oficinas tiene una superficie de unos m2. La altura entre niveles es de 5,6 m. dejando una altura libre de 4,3 m. en las alas de oficinas, mientras que en el espacio central es de 7,2 m. de alto. La estructura primaria es de acero. El edificio se estructura mediante un sistema de pórticos cuya luz varía entre varía entre 8,15 y 9 m. En el diseño original del edificio se tuvo en cuenta la posibilidad de añadir una planta adicional al final de las alas en una fase posterior. Ampliación de superficie: Edificio de Oficinas Van Leer en Amstelveen, Países Bajos Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Reestructuración 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero El proceso de inserción de una planta y el desplazamiento de la existente se describe a continuación: a._ Primero todas las separaciones y muros de fachadas son demolidos, liberándose los pilares e inutilizando la red eléctrica y el sistema de calefacción. b._ Instalación de dos estructuras de acero, en color amarillo en la figura. Una de ellas, la que esta por fuera de los pilares interiores, para sostener la nueva losa por construir, en el nivel+8,50 m. La otra, provisional, situada entre los pilares existentes para sostener la losa actual. c._ Instalación de los gatos hidráulicos. Cuando las cargas de la losa existente +5,60 m son efectivamente asumidas por la estructura provisional, se puede recortar los pilares existentes. Los fragmentos cortados se elevan entonces a la losa a +6,60 m. a b c Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Reestructuración 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero d._ Descenso de la losa existente. e._ La losa se sitúa ahora en el nivel +4,75 m., soldándose las conexiones inferiores. El fragmento de pilar inferior retirado en el paso (c) se integra al pilar existente y se suelda. Cuando el pilar queda completamente soldado, los gatos y la estructura de soporte pueden retirarse. f._ Por último en la segunda planta a +8,50 m. se instalan las losas alveolares pretensadas, se reconstruyen las fachadas. d e f Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Reestructuración 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Ampliación en edificio histórico: el Centro Cultural de Succivo (Italia) El antiguo edificio de la policía se convirtió en el nuevo Centro Cultural de Succivo, Caserta (Italia). La necesidad de aumentar el área útil y al mismo tiempo aligerar la estructura de albañilería, de manera que se obtuviera una mejora del comportamiento ante los sismos, se consiguió gracias a las características de las estructuras de acero. La cubierta pre-existente del edificio, compuesta por un pesado tímpano de albañilería y vigas de madera, fue completamente demolida. La nueva estructura de cubierta compuesta por tres crujías constituye un ático que tiene como principal característica la liviandad. Toda la estructura se fabricó en un taller con perfiles doble T y su montaje en obra fue sencillo y rápido. Ampliación de edificio histórico: Centro Cultural de Succivo, Caserta, Italia Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Reestructuración 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero El Reichstag en Berlín (Alemania) La restauración del Reichstag en Berlín fue objeto de un concurso internacional que ganó Norman Foster. La base del diseño fue la sustitución de la cúpula original por una nueva gran cúpula transparente, con un cono central que dejase pasar la luz natural directamente al edificio y que también sirviese como sistema de refrigeración natural. La cúpula, que mide 38 m. de diámetro y tiene una altura de 23,5 m., se sitúa en el centro del edificio, a 24 m. por encima del nivel del suelo. Su estructura está compuesta por 24 costillas curvas de sección triangular, que salen del anillo principal en la base, completadas por 17 anillos horizontales. Nuevo Parlamento Alemán, Reichstag, Berlín (1999) Norman Foster Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Reestructuración 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Una rampa en espiral está integrada en el perímetro de la propia cúpula, actuando como viga anular muy rígida. Nuevo Parlamento Alemán, Reichstag, Berlín (1999) Norman Foster Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Reestructuración 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero La sala del Parlamento está situado bajo la cúpula. La estructura de las tribunas también se ha construido utilizando elementos de acero, como se ve en la imagen de la izquierda. En la figura de la derecha, la cúpula compuesta por los costillas curvas, de la cual cuelga el cono invertido espejado y la rampa. Nuevo Parlamento Alemán, Reichstag, Berlín (1999) Norman Foster Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Reestructuración 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Rehabilitación de la fachada de edificios prefabricados WBS 70, Dresden, Alemania En la posguerra en amplias zonas frente al casco antiguo de Dresde se reemplazaron los edificios existentes por edificios prefabricados de hormigón armado (tipo WBS 70). El deterioro de los antepechos de los balcones llevó a la cooperativa propietaria de los edificios a plantear una rehabilitación de la fachada mediante balcones abiertos y balcones vidriados que implicaron el derribo de los balcones existentes, siendo sustituidos por una nueva estructura de acero que cuenta con fundaciones propias y se apoya puntualmente en la fachada de la estructura existente. En la imagen se puede ver a la derecha los edificios prefabricados con el balcón compuesto por losas y muros de hormigón armado y a la izquierda los edificios rehabilitados con la nueva estructura de acero. Rehabilitación de la fachada de edificios prefabricados WBS 70, Dresden, Alemania ( 2001) Knerer & Lang Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención Reestructuración 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero a b a b Rehabilitación de la fachada de edificios prefabricados WBS 70, Dresde, Alemania La nueva estructura de los balcones esta formada por perfiles tubulares cuadrados (120 x 120 x 4 mm) como columnas, con un eje adherido al edificio (eje a) y otro retrasado de la nueva fachada (eje b), tal como se marca con la línea punteada en la figura central. Entre estas columnas se disponen vigas doble T longitudinal y transversalmente en un mismo plano, reduciéndose a un mínimo el espesor de la estructura horizontal. Una parte del balcón cuenta con un cerramiento vidriado. Rehabilitación de la fachada de edificios prefabricados WBS 70, Dresden, Alemania ( 2001) Knerer & Lang Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera Consolidación de estructura de mampostería 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Consolidación de estructura de mampostería Las estructuras de mampostería son las más utilizadas en las construcciones históricas. El fin de las intervenciones en este tipo de estructuras es principalmente la de prevenir o reducir la velocidad de los procesos de degradación y consolidar y mejorar las características mecánicas, asegurando la resistencia del edificio. Diferentes intervenciones pueden resolver un mismo problema, dependiendo su elección de las características formales y materiales de los elementos estructurales y el valor histórico de la obra. Un sistema clásico para mejorar la capacidad de soporte de carga de los elementos de mampostería consiste en inyecciones de mortero o cemento a presión, que en algunos casos puede integrarse mediante barras de anclaje de acero. En este caso, el uso de acero inoxidable es aconsejable para evitar daños futuros causados por la corrosión. Sin embargo, este sistema no es reversible y, por tanto, es contrario al principio básico de la restauración. Al observar algunos viejos edificios de mampostería durante su demolición o en los antiguos tratados de construcción como el de Rondelet (en la imagen), se puede comprobar que el uso del acero como refuerzo de las mampostería es una practica acostumbrada desde hace bastante tiempo. Este hecho da cuenta de la tradición y la insistencia del uso de acero en el refuerzo, siendo este uno de los sistemas de consolidación más adecuados para este tipo de estructuras. Traité théorique et pratique de l’art de bâtir (1817), Rondelet, Jean Baptiste Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera Consolidación de estructura de mampostería 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Pilares Los pilares de mampostería dañados se reparan normalmente con aros metálicos. La restricción lateral que ejercen estos refuerzos sobre el pilar produce un importante aumento de la capacidad resistente frente a las solicitaciones verticales. Si los pilares son cilíndricos, como en las figuras a, b y c, el refuerzo puede estar formado por perfiles planos verticales que son confinados con anillos de acero horizontales. En el pasado, se realizaba una operación de pretensado mediante el calentamiento previo y posterior contracción de los anillos en la fase de enfriamiento. En la actualidad, dos medios anillos pueden pretensarse mediante pernos como se ve en la figura c. En el caso de pilares de sección cuadrada o rectangular, como en las figuras d, e y f, se pueden usar perfiles de sección angular como elementos verticales de esquina. Se pueden conectar de varias maneras: mediante tirantes de tracción situados interiormente y chapas de unión (d), por medio de tirantes de tracción situados exteriormente y pasadores con secciones en U (e) o mediante anillos horizontales (f). a b c d e f Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera Consolidación de estructura de mampostería 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Pilares / Muros Cuando es necesario transferir una proporción importante de la carga vertical total soportada por el muro de mampostería a una nueva estructura de acero, los nuevos pilares de acero pueden insertarse en cavidades hechas en el muro o, simplemente, ser unidos a la mampostería como se ve en las figuras de la derecha. Del mismo modo se puede intervenir en pilares, con la estructura de refuerzo por el interior o por fuera. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera Consolidación de estructura de mampostería 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Aberturas en muros En el caso de existir aberturas, la reducción en la resistencia del muro de albañilería debida al hueco puede compensarse con vigas de acero en la parte superior del hueco o con marcos de acero alrededor de la abertura, como se ve en la figura de la derecha. Especial cuidado se debe tener durante la realización de la abertura y el montaje del refuerzo, de manera tal que no se altere la rigidez del muro. De forma similar, los arcos de mampostería pueden reforzarse con estructuras de acero (imagen de la izquierda) mediante el uso de perfiles laminados de acero doblados según un radio apropiado e instalados debajo de la estructura existente. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera Consolidación de estructura de mampostería 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero El distrito Capodimonte en Ancona, Italia Un ejemplo interesante de mejora del comportamiento sísmico lo encontramos en el centro histórico de Ancona, la zona más antigua de la ciudad. Los edificios de albañilería estaban en un avanzado estado de deterioro, causado por los graves daños sufridos por los terremotos de 1936 y 1972 , y por los bombardeos sufridos durante la Segunda Guerra Mundial. Esta situación obligó a la evacuación de los habitantes del barrio. En todos los edificios con dos o tres pisos por sobre el nivel de la calle, las paredes de ladrillo y piedra estaban agrietadas y el mortero había perdido toda su consistencia. La necesidad de un método fiable para la reestructuración de estos edificios no permitió la utilización de los métodos de refuerzo local de los componentes constructivos, prefiriéndose una solución en la cual se transfirieran las cargas a los cimientos confiándose la estabilidad del edificio a un nuevo sistema estructural. En el corte de la derecha, la nueva estructura de acero embebida en las paredes perimetrales e internas, compuesta por estructuras horizontales de perfiles y chapas de acero. El nuevo esqueleto de acero, como se ve en los detalles de la izquierda, queda adecuadamente unido a los muros pre-existentes, formando un sistema estructural independiente tanto para las cargas verticales como para las horizontales, especialmente diseñado para soportar los efectos de la acción sísmica. Los muros existentes pasan a ser muros de partición que no requieren capacidad portante alguna. Mejora de edificios de albañilería, Distrito Capodimonte en Ancona Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera Consolidación de estructura de mampostería 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero El proceso de rehabilitación se llevó a cabo en las siguientes fases: a._ Primero, la creación de aberturas en la parte inferior de las paredes para albergar los nuevos cimientos de hormigón armado (imagen de la izquierda). b._ Segundo, el recorte de los canales verticales en los muros perimetrales, el montaje de los pilares en toda la altura y el refuerzo temporal de éstas en las diferentes alturas (imagen de la derecha). Mejora de edificios de albañilería, Distrito Capodimonte en Ancona Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera Consolidación de estructura de mampostería 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero c._ Tercero, la construcción de la techumbre compuesta por cerchas y costaneras, junto a la cubierta con las tejas existentes (imagen izquierda) d._ Cuarto, desde la planta superior, demolición de las paredes internas y de los entramado de piso existentes para su reemplazo por losas colaborantes (imagen centro). g._ Quinto, construcción de las paredes de hormigón armado de las cajas de escalera. h._ Sexto, conexión final de la estructura de acero a las paredes existentes y las escaleras de hormigón armado, finalización con particiones, techos, revestimiento de suelos y acabados. Las paredes exteriores, debidamente restauradas, aún mantienen su función arquitectónica de cierre o protección, pero ya no tienen la función de elementos portantes principales (Imagen derecha). Mejora de edificios de albañilería, Distrito Capodimonte en Ancona Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera Consolidación estructura de madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Refuerzo cabezas de las vigas / vigas principales / encuentro entre entramado y muros/ refuerzo de la uniones entre piezas Consolidación estructura de madera La madera es muy utilizada tanto en la realización de elementos parciales como entramados de piso, techos, balcones, etc. o en la construcción de edificios completos. Entre los principales problemas de la madera encontramos la humedad y los insectos. En los edificios de mampostería los forjados y techumbres suelen ser de madera, siendo necesario muy a menudo, reforzar estos elementos dado su deterioro. El refuerzo de estos entramados implica los siguientes puntos: a._ el refuerzo de las cabezas de las vigas b._ el refuerzo de las vigas principales mediante piezas metálicas c._ la mejora en el encuentro entre el entramado y los muros, con la inserción de tirantes anclados a las vigas y las paredes como se ve en la imagen de la derecha. d._ el refuerzo de la uniones entre piezas de madera mediante elementos planos de acero (imagen de la izquierda) Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera Consolidación estructura de madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Refuerzo de vigas Aunque hay varias maneras de mejorar la capacidad portante de las vigas, en general se pueden clasificar dependiendo de si resulta más conveniente trabajar por debajo o desde arriba de las vigas para insertar elementos adicionales de acero. En el primer caso, aquel de las figuras, se pueden añadir refuerzos de acero de diferentes tipos por debajo de las vigas de madera, desde simples placas a perfiles en H o U laminadas en caliente, que pueden adaptarse a cada caso según las características de la estructura que se debe consolidar. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera Consolidación estructura de madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Refuerzo de vigas Cuando la forma original de la viga debe mantenerse por su interés histórico particular, es necesario aplicar el segundo método, es decir, trabajando desde arriba de la viga. El resultado final es un sistema mixto de madera y acero, que aumenta considerablemente la solidez y la rigidez de la estructura original. En todos los casos de las figuras de la derecha, esta interacción entre el material nuevo y el antiguo debe garantizarse usando sistemas de unión apropiados que van desde las uniones atornilladas simples, uniones apernadas hasta diferentes tipos de uniones de clavijas. En la figura de la izquierda se puede ver el rebaje en la viga de madera para dar cabida a la viga doble T de refuerzo y como ella logra una unión solidaria con la losa de hormigón armado mediante los pernos de corte. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera Consolidación estructura de madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Refuerzo de techumbres Otra de las variables que afecta a las estructuras de madera es el paso del tiempo. En algunos casos pueden repararse añadiendo placas de acero en las uniones o a lo largo de los elementos como en la cercha de la figura, aunque en general, la solución mas conveniente es la sustitución de todo la estructura de madera por una nueva techumbre compuesta por perfiles de acero. En particular, muchas iglesias y edificios históricos han sido modernizados sustituyendo el tejado de madera por vigas de acero, tal como lo vimos en el caso de la Iglesia de San Giovanni Battista, Carife. Cuando los edificios a intervenir se encuentran en zonas sísmicas, la nueva estructura de cubierta puede incorporar un entramado horizontal que una rígidamente la parte superior de los muros de mampostería creando un diafragma, tal como aparece en la imagen de la izquierda Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado Consolidación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Refuerzo de pilar c.1 c.2 c.3 Consolidación de estructuras de hormigón armado El aumento de la capacidad resistente de pilares de hormigón armado puede obtenerse añadiendo, en una o dos direcciones, un par de perfiles de acero, conectadas entre sí mediante tirantes. El uso de perfiles en U, angulares y perfiles planos hace posible obtener un perímetro de protección continuo, en el que el efecto pretensor se obtiene mediante pernos. En las dos figuras de la izquierda se presentan refuerzo en una (a) y dos (b) direcciones, mediante perfiles U unidos mediante tirantes apernados. En el caso de los refuerzos de la columna de la figura c podemos ver 3 maneras diferentes de ejecutar la vinculación entre los angulares de las esquinas. En el c.1 los perfiles de sección plana de acero horizontales se ubican de manera alternada entre las caras colindantes de la columna. En el c.2 perfiles U atirantados unen los angulares. Por último, en c.3, la unión horizontal mediante fierros planos es continua, constituyendo anillos. a b c Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado Consolidación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Refuerzo del encuentro pilar / viga El refuerzo y la reparación de uniones viga con columna de hormigón armado se realiza habitualmente mediante el uso de angulares y chapas colocadas alrededor de las piezas de hormigón armado. Las estructuras de acero de refuerzo soldadas suelen adherirse a la superficie de hormigón de manera de lograr una unión solidaria entre los elementos. El tamaño de los elementos adicionales depende del valor de las solicitaciones debidas al momento flector y al esfuerzo cortante. De este modo podemos ver como el nudo entre viga y columna es resuelto de diferente forma entre el caso de la figura (a) y (b), dependiendo de las solicitaciones a las que son sometidos. En el caso (a) el refuerzo mediante chapas que actúan como cartelas suple deficiencias en el nudo de hormigón armado para responder a los momentos flectores. En el caso (b) el refuerzo se orienta principalmente hacia los esfuerzos de corte. a b Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado Consolidación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Refuerzo de viga d El aumento del valor del momento máximo admisible de las vigas de hormigón armado, tal como lo vimos en las vigas de madera, se puede lograr mediante la conexión con chapas o perfiles de acero, mediante pernos o barras y adhesivos de unión. El mismo sistema puede usarse para reforzar forjados hechos de hormigón armado y bloques de arcilla. Las vigas de hormigón armado pueden reforzarse usando los siguientes métodos: a._ reforzando la parte inferior de las vigas de hormigón mediante chapas de acero b._ reforzando las vigas de hormigón mediante perfiles U fijados lateralmente mediante pernos c._ reforzando las vigas de hormigón mediante chapas de acero fijadas lateralmente mediante pernos d._ reforzando con vigas en U colocadas bajo cada viga de hormigón. a b c Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado Consolidación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Refuerzo de viga Otra manera de lograr el refuerzo de una viga de hormigón armado es considerar a dicha viga como el elemento a compresión dentro de una viga de entramado. Como caso tomamos un edificio industrial el cual junto con necesitar un refuerzo en sus pilares necesita aumentar la resistencia a la tracción de una losa casetonada. Esto se logró, tal como se ve en la figura superior, mediante el uso de tirante anclados en los pilares, que trabajan a tracción mediante dos distanciadores, transformando la viga monolítica de hormigón armado en una viga atirantada. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado Consolidación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero La capacidad de una estructura para resistir cargas horizontales puede mejorarse mediante la inserción de diagonales de acero en los entramados de hormigón armado. Las diagonales de acero se insertan en los huecos del entramado de hormigón armado, y la conexión entre los dos materiales se asegura mediante pernos o tirantes a lo largo del perímetro del marco de acero, tal como se ve en la figura del centro y la izquierda. Además de la ventaja de su fácil montaje, este sistema deja abierta la posibilidad de aberturas para instalar en el futuro puertas o ventanas, utilizando, en su caso, formas adecuadas para las diagonales o introduciendo únicamente una diagonal por entramado. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado Consolidación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Gimnasio en Cantú, Italia En la ciudad de Cantú que se ubica a unos 40 km de Milán, un edificio industrial fue convertido en un gimnasio usando acero estructural para conseguir un cambio de distribución en la estructura original de hormigón armado. La estructura original consistía en un pórtico de hormigón armado de dos plantas con pilares intermedios, tal como aparece en la figura de la derecha. La conversión en un gimnasio requería vaciar completamente el interior del edificio y eliminar los pilares centrales y la entreplanta. La estructura de la cubierta existente se apoyó en un nuevo pórtico de acero, desmontándose la entreplanta. Cada uno de los marcos de acero es doble, permitiendo con esto rodear cada uno de los pilares existentes donde la nueva estructura atraviesa la existente. Gimnasio, Cantu, Italia Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado Consolidación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero En la fachada principal, los pórticos metálicos atraviesan las paredes perimetrales rompiendo la monotonía de la fachada. En el interior, las vigas de la nueva estructura sujetan directamente la estructura del tejado de hormigón armado. Especial atención merecen el encuentro entre viga y pilar, reforzados mediante cartelas. Gimnasio, Cantu, Italia Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Consolidación de estructuras de hierro y acero Muchas construcciones de hierro y acero tales como edificios y puentes del siglo XIX pertenecen al patrimonio cultural y se consideran monumentos históricos. La reutilización de antiguos edificios industriales es hoy en día una actividad en pleno auge. En las imágenes la estación de Paddington recientemente rehabilitada. La resistencia del hierro y el acero utilizados en la construcción ha aumentado continuamente a medida que se han producido mejoras en las técnicas de fabricación y producción. A finales del siglo XIX las tensiones admisibles para la fundición de hierro estaban entorno a los 20 MPa y para el hierro forjado entorno a 100 MPa. Las actuales tensiones admisibles para el acero, que aparecen en las últimas normas para diseño de estructuras de acero, son muy superiores. La capacidad portante de estas estructuras antiguas de hierro y acero obviamente debe ser tenida en cuenta en relación a los sistemas de producción, a las características mecánicas del material y a las normas vigentes en el momento de su construcción original. Por ejemplo el hierro de fundición es relativamente quebradizo a tracción, muy resistente a compresión, pero frágil, por lo tanto las intervenciones sobre las antiguas estructuras de hierro de fundición deben tender sobre todo a modificar el sistema estructural, para que los elementos estructurales trabajen esencialmente a compresión. Cuando las estructuras en hierro han sufrido grandes deformaciones permanentes, son difícilmente recuperables. Diferente es el caso de cuando se tiene que aumentar la capacidad portante por un aumento de las sobrecargas o por una adecuación a nuevas normativas. Estación de Paddington, Londres (1855) I. K. Brunel, Matthew Digby Wyatt (1999) Nicholas Grimshaw Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Consolidación de estructuras de hierro y acero a b c d Se pueden emplear varias técnicas para reforzar las vigas de acero existentes: a._ se pueden soldar chapas entre las alas superior e inferior para formar un perfil en cajón; b, c, d, e, f._ se pueden soldar chapas o perfiles en las alas superior e inferior; g, h._ se pueden soldar a las alas perfiles en U o en H; Trabajando desde arriba, se puede colocar una losa de hormigón armado y unirla a las vigas inferiores utilizando los conectores adecuados (angulares, perfiles en T, barras, espigas, etc.) soldados en el ala superior para desarrollar una acción mixta (se habla entonces de sección mixta). e f g h Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Consolidación de estructuras de hierro y acero En general, la unión de piezas de acero antiguas y nuevas exige precauciones especiales. En muchos casos la soldadura no es posible debido a la composición del material antiguo y se aconseja la unión mediante pernos. En todos los casos, la combinación de materiales existentes y nuevos debe considerarse con cuidado. Si se van a utilizar pernos en la unión se deberá tener en cuenta la pérdida de sección resistente del elemento original en el momento del taladrado, ya que esta situación temporal podría ser crítica. Si se usa la soldadura como alternativa, la especificación de la técnica de soldadura debe ser compatible con el material existente. La propiedades de soldadura del material desempeñan un papel fundamental en la rehabilitación de estructuras de hierro/acero existentes. En muchos casos, la documentación histórica se ha perdido o es insuficiente. En este caso la observación en terreno del resultado de anteriores intervenciones con elementos añadidos a estas antiguas estructuras metálicas del siglo XIX o los estudios en laboratorio, nos puede entregar los criterios para futuras intervenciones. Las reglas básicas que hay que tener en cuenta son: a._ el hierro fundido no se puede soldar; b._ el hierro forjado puede soldarse, siempre que se sigan las recomendaciones adecuadas; c._ los aceros blandos pueden soldarse bajo las condiciones apropiadas usando electrodos que sean compatibles (normalmente electrodos de bajo hidrógeno). Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Consolidación de estructuras de hierro y acero El uso de acero para reforzar estructuras de acero modernas es el caso más simple. De hecho, es muy fácil añadir elementos adicionales en la estructura existente mediante las mismas técnicas de unión. El momento de resistencia de pilares o vigas en H puede aumentarse de diferentes maneras mediante la soldadura o apernado de chapas y/o perfiles de acero, que refuerzan la sección original según la nueva capacidad resistente requerida, tal como aparece en las figuras de la fila superior. También es muy fácil mejorar una unión viga columna y transformar una articulación libre o semi-rígida, como aquellas de las figuras de la fila inferior, en unión rígida mediante la agregación de cartelas o rigidizadores. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Consolidación de estructuras de hierro y acero A mediados del siglo XIX las vigas de madera utilizadas en las estructuras de piso se sustituyeron gradualmente por los antiguos perfiles en I. Las vigas de acero se integraron primero a los forjados de madera y más tarde a los de bloques de arcilla, hormigón o piedras. En todos estos casos se puede, fácilmente, aumentar el momento resistente añadiendo chapas y perfiles de acero adecuados al ala inferior, tal como se ve en las figuras de la izquierda, resaltando el refuerzo con el perfil en color anaranjado. Cuando no es posible trabajar desde abajo, la pieza adicional de acero puede unirse al ala superior, como aparece en la dos figuras de la derecha. Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción 12.b.Tipos de intervención 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Consolidación de estructuras de hierro y acero Dentro del patrimonio industrial, los gasómetros representan estructuras muy simbólicas, que se pueden reutilizarse con fines diferentes. El gasómetro de Oberhausen (Alemania) ha sido ampliado y usado como sala de exhibiciones. Dos gasómetros en Atenas han sido reutilizados como edificio de oficinas y auditorio en el nuevo Museo de María Callas. Sala de exposiciones, Oberhausen, Alemania Museo Maria Callas, Atenas Capítulo 12: Rehabilitación

12.a.Introducción Generalidades Ventajas del acero Áreas de aplicación 12.b.Tipos de intervención Apuntalamiento Reparación Refuerzo Mejora de resistencia sísmica Reestructuración 12.c.Rehabilitación de estructuras de mampostería y madera Consolidación de estructura de mampostería Consolidación estructura de madera 12.d.Rehabilitación de estructuras de hormigón armado Consolidación de estructuras de hormigón armado 12.d.Rehabilitación de estructuras de hierro y acero Consolidación de estructuras de hierro y acero Capítulo 12: Rehabilitación

Bibliografía Federico M. Mazzolani, Miklos Ivanyi (2004) Refurbishment of Buildings and Bridges, CISM. Giorgio Croci (2001) Conservazione e restauro strutturale dei beni architettonici, UTET. Alan Blanc, Michael McEvoy y Roger Plank (1992) Architecture and Construction in Steel, E & FN Spon. Andrew Charleson (2008) Seismic design for architects. Outwittnig the quake, Architectural Press Departamento de Arquitectura Universidad Técnica Federico Santa María 2010 Elaboración del guión: arq. Sandro Maino Ansaldo Locución: arq. Sandro Maino Ansaldo Diseño: arq. Francisca Rodriguez Leonard Capítulo 12: Rehabilitación

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