lunes, 3 de septiembre de 2007

Estudio de Restauración Estructural. P2007-4-10

Estudio de la Restauración Estructural de Palacio Colonial en la Calle Arzobispo Nouel de Santo Domingo, República Dominicana.

Edificación de finales del siglo XVIII con muros de mampostería con piedra de origen calcareo y argamasa propia de la época.

Presenta grietas cuasi verticales pasantes en los muros 1, 2, 8 y 9 (muros perpendiculares a la calle Arzobispo Nouel) entre los muros A y B, que hacen pensar en algún asentamiento diferencial entre estos dos muros A y B que son los dos primeros pórticos paralelos a la calle Arzobispo Nouel.

En el resto de los muros presenta grietas pasantes y superficiales que no parecen obedecer a ningún patrón estructural.

La inspección visual y la historia de las grietas mueven a pensar que las mismas no están activas, por lo que el asentamiento, si lo hubo, o el desplazamiento, si este fuera el caso, pudo ser consecuencia de algún movimiento sísmico o de alguna otra causa bien determinada en el tiempo y que la misma ha dejado de ejercer su efecto sobre la estructura.

La determinación de las causas de las grietas está fuera del alcance de este trabajo.

En todo caso hemos asumido que las grietas no son activas y hemos informado de esta asunción al cliente.

La estructura presenta dos patologías básicas:

I. Grietas pasantes, que pueden llegar a tener 10 mm de espesor

II. Mampostería friable con la consecuente pérdida de material.

a. Perdida de material estructural en el apoyo de una columna del segundo nivel, en uno de los arcos del segundo nivel y en el apoyo del muro en el eje B en la zona del entrepiso.

Soluciones presentadas para cada patología:

Grietas: Inyección de Rurewall B1. Mortero de consistencia líquida con una composición química inerte a la presencia de los materiales existentes en las edificaciones antiguas y con una resistencia a la compresión a los 28 días de 39.3 Mpa. En el caso de grietas de espesores mayores de 3mm hemos dispuesto la colocación de una malla de fibra de carbono en matriz cementicia, la Ruredil X-Mesh C10 M25

Mampostería friable: Consolidación de la mampostería con mortero Rurewall R/Z. Mortero de consistencia plástica con una composición química inerte a la presencia de los materiales existentes en las edificaciones antiguas. Actúa como una membrana que permite la salida de la humedad del muro en forma de vapor y evita el ingreso de la humedad exterior. En el caso de pérdida de material estructural, hemos dispuesto la colocación de una malla de fibra de carbono en matriz cementicia, la Ruredil X-Mesh C10 M25

Foto 1

Grietas pasantes y zonas de perdida de material en el segundo nivel

Inyección de Rurewall B1 y consolidación con Rurewall R/Z



Foto 2

Grietas pasantes en primer nivel

Inyección de Rurewall B1



Foto 3

Dintel con grieta pasante y pérdida de material en primer nivel.

Inyección de Rurewall B1, consolidación con Rurewall R/Z y malla de fibra de carbonon en matriz cementicia (CFRCM) para reforzar el dintel.



Foto 4
Pérdida de mucho material en la base de un muro en eje B del segundo nivel, huecos pasantes.
Consolidacion con Rurewall R/Z y refuerzo con malla de fibra de carbono en matriz cementicia (CFRCM) confinando el muro para reforzarlo en su base.

Foto 5
Columna del segundo nivel socavada por la pérdida de material en la base.
Consolidación con Rurewall R/Z y refuerzo de confinamiento con malla de fibra de carbono en matriz cementicia (CFRCM) para reforzar la base de la columna.


Foto 6
Arco con pérdida casi total de material.
Reconstrucción del arco con ladrillo de barro cocido y Rurewall R/Z, refuerzo con malla de fibra de carbono en matriz cementicia (CFRCM) para dar unidad estructural al conjunto.

sábado, 1 de septiembre de 2007

Refuerzo estructural de vigas pretensadas

Pagina 1

Caso: Cubierta de techo con vigas pretensadas de sección Doble T.
Vanos con luces variables. En la zona con vano de mayor luz (l= 27.54 metros), cuatro vigas presentan deflexiones cercanas a los 25 centímetros. Se presenta la geometría de las vigas y las calidades de los materiales.
Se modifica la sección de la viga pretensada aumentando el espesor del ala y colocando tres capas de FRP con fibra de carbono ( CFRP ) de la Ruredil Dominicana. También se reduce el vano al construir dos pórticos de apoyo de las vigas pretensadas las cuales reducen su luz de 27.54 metros a 23.60 metros, disminuyendo de ese modo los momentos actuantes.


Página 2

Se determina el momento resistente nominal de la sección Mn tal que no produzca esfuerzos mayores que los fijados por el Capítulo 18 del Building Code del ACI 318-89.


Mn=103.30 Toneladas-Metros

Página 3

Determinacion del momento actuante en la viga, Mu, así como también la determinación de la deflexión máxima esperada de la viga bajo las cargas actuantes. El momento máximo actuante Mu= 149.79 Toneladas-Metros, mucho mayor que el momento resistente nominal de la viga que fue de Mn=103.30 Toneladas-Metros La flecha esperada es Y=34.24 centímetros La deflexión máxima permisible conforme al Capítulo 9 del Building Code del ACI 318-89 es Ymax= 15.30 centímetros.

Página 4

Recomendaciones del estructuralista, Ing. Juan Carlos Martínez.


Página 5

Recomendaciones del estructuralista (continuación)



Página 6


La sección de la viga, luego de modificada, tiene un espesor del ala de 10 centímetros, 5 centímetros más que la sección original. Esto se logró con el vaciado de una losa topping de hormigón utilizando el Ultrabond 2100, un epóxico bicomponente para garantizar la unión estructural del hormigón viejo y el hormigón fresco.
Además la sección modificada de la viga tiene un refuerzo en la cara inferior del nervio de 3 capas de malla de fibra de carbono en matriz epoxídica, la Ruredil X Wrap 310 La luz del vano a salvar de la viga se redujo de 27.54 metros a 23.60 metros. Bajo esas nuevas condiciones, el momento resistente nominal de la sección fue de Mn=123.70 Toneladas-metros

Haciendo click en este enlace, se puede encontrar la ficha técnica del X Wrap 310 de Ruredil




Página 7

Se determinó el momento actuante en la viga para las nuevas condiciones, tomando en cuenta la reducción de la luz y la reducción de las cargas muertas debido a la utilización de hormigón celular con un peso de 0.650 T/M3.
El momento actuante en la viga fue

Mu= 84.24 Toneladas-metros

Por tanto tenemos

Mu < øMn

84.24 [Ton-m]
< (0.90)*(123.70) [Ton-m]

84.24 [Ton-m]
<111.33 [Ton-m] (ok, chequea)

La flecha máxima esperada bajo las nuevas condiciones es

Y=10.69 centímetros, menor que la flecha admisible que es
Ymax=13.11 centímetros
10.69 centímetros < 13.11 centímetros (ok, chequea)



Foto 1
Las cuatro vigas de sección Doble T apuntaladas luego de haber recuperado su contraflecha. Se procede a colocar el "primer" previo a la resina epóxica del refuerzo de CFRP


Foto 2
Colocacion de la primera capa de CFRP en los nervios de las vigas.


Foto 3

Mezclado mecánico de la resina epóxica bicomponente.


Foto 4

Muestran cómo se ve la estructura una vez finalizado el proceso de refuerzo.
Ya se había colocado el topping estructural y las tres capas de CFRP.
Nótese al fondo el pórtico construido para reducir la luz de las vigas.


Foto 5

Uno de los dos pórticos de apoyo de las cuatro vigas pretensadas de sección Doble T, construidos para reducir la luz del vano de 27.54 metros a 23.60 metros


Palabras claves: FRP, CFRP, refuerzo, hormigón, hormigón celular, resina epóxica