rehabilitaciÓn de tabiques de hormigÓn armado con

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REHABILITACIÓN DE TABIQUES DE HORMIGÓN ARMADO CON DEFICIENCIAS DE ARMADURA TRANSVERSAL Llopiz, Carlos R.; Vega, Eduardo J.; MSc. Ing. Construcciones; MSc. Ing. Civil; IMERIS Facultad de Ingeniería UNCuyo. e-mails: [email protected]; [email protected] RESUMEN El diseño de tabiques de hormigón armado a partir de reglamentos y/o códigos ya obsoletos subestimaba el rol de la armadura transversal dando mucha, a veces en demasía, importancia a la armadura longitudinal. En general, las barras verticales aportan la resistencia a flexo-axial, mientras que las barras transversales deben proveer confinamiento, resistencia al corte y evitar el pandeo prematuro de la armadura vertical. Hoy se reconoce que ambos refuerzos, verticales y horizontales, son igualmente importantes en diseño sismorresistente. Muchas veces, como es el caso de los tabiques que forman parte de la construcción estudiada en este trabajo, eran ignorados en el diseño y análisis, insinuando de que se los dejaba como reserva, o bien todos los esfuerzos provenientes de la agitación sísmica serían resistidos por pórticos de hormigón armado, y los tabiques "sabrían acompañar las deformaciones". Muy alejado de la realidad. Se presentan diferentes propuestas de refuerzos en dos modelos físicos de tabiques de hormigón armado que forman de parte de un edificio de diez pisos construido en Mendoza, año 1970, y con deficiencias de armadura transversal. Se muestran resultados de los ensayos ejecutados en el IMERIS. ABSTRACT The design of reinforced concrete structural walls done by old codes under estimated the significance of the transverse reinforcement giving, sometimes in excess, only importance to longitudinal bars. In general these bars provide flexural and axial strength while the transverse steel must supply confinement, shear strength and delay, as much as possible, buckling of the longitudinal bar. Nowadays both, vertical and horizontal, are recognized as complementing each other and equally important in earthquake resistance design. Many times, as is the case of the structural walls being part of the building studied in this work, were ignored during the design-analysis stage, pretending either they were left as a strength reserve, or that only frames are part of the resisting system and walls will just follow them in inactive mode. Far from reality. Different strength improvement are presented for structural reinforced concrete walls of a 10 story building constructed in 1970 in Mendoza City with lack of transverse reinforcement. Experimental results are shown after being done at the IMERIS, UNC.

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Page 1: REHABILITACIÓN DE TABIQUES DE HORMIGÓN ARMADO CON

REHABILITACIÓN DE TABIQUES DE HORMIGÓN ARMADO CON DEFICIENCIAS DE ARMADURA TRANSVERSAL

Llopiz, Carlos R.; Vega, Eduardo J.;

MSc. Ing. Construcciones; MSc. Ing. Civil; IMERIS – Facultad de Ingeniería UNCuyo.

e-mails: [email protected]; [email protected]

RESUMEN El diseño de tabiques de hormigón armado a partir de reglamentos y/o códigos ya obsoletos subestimaba el rol de la armadura transversal dando mucha, a veces en demasía, importancia a la armadura longitudinal. En general, las barras verticales aportan la resistencia a flexo-axial, mientras que las barras transversales deben proveer confinamiento, resistencia al corte y evitar el pandeo prematuro de la armadura vertical. Hoy se reconoce que ambos refuerzos, verticales y horizontales, son igualmente importantes en diseño sismorresistente. Muchas veces, como es el caso de los tabiques que forman parte de la construcción estudiada en este trabajo, eran ignorados en el diseño y análisis, insinuando de que se los dejaba como reserva, o bien todos los esfuerzos provenientes de la agitación sísmica serían resistidos por pórticos de hormigón armado, y los tabiques "sabrían acompañar las deformaciones". Muy alejado de la realidad. Se presentan diferentes propuestas de refuerzos en dos modelos físicos de tabiques de hormigón armado que forman de parte de un edificio de diez pisos construido en Mendoza, año 1970, y con deficiencias de armadura transversal. Se muestran resultados de los ensayos ejecutados en el IMERIS. ABSTRACT The design of reinforced concrete structural walls done by old codes under estimated the significance of the transverse reinforcement giving, sometimes in excess, only importance to longitudinal bars. In general these bars provide flexural and axial strength while the transverse steel must supply confinement, shear strength and delay, as much as possible, buckling of the longitudinal bar. Nowadays both, vertical and horizontal, are recognized as complementing each other and equally important in earthquake resistance design. Many times, as is the case of the structural walls being part of the building studied in this work, were ignored during the design-analysis stage, pretending either they were left as a strength reserve, or that only frames are part of the resisting system and walls will just follow them in inactive mode. Far from reality. Different strength improvement are presented for structural reinforced concrete walls of a 10 story building constructed in 1970 in Mendoza City with lack of transverse reinforcement. Experimental results are shown after being done at the IMERIS, UNC.

Page 2: REHABILITACIÓN DE TABIQUES DE HORMIGÓN ARMADO CON

1. INTRODUCCIÓN

Para logar un diseño sismorresistente confiable, a la luz de las incertidumbres del

terremoto que ocurrirá, se necesitan estructuras que tengan un comportamiento

plástico adecuado. La palabra "adecuado" debe ser cuantificable de alguna manera,

o de lo contrario permanecerá en la penumbra y sin sentido práctico.

La problemática de refuerzo de los edificios frente a acciones sísmicas es

particularmente importante en regiones de alta peligrosidad sísmica como aplica a la

ciudad de Mendoza, Ref.[1]. Numerosos edificios fueron construidos antes 1970 con

prácticas de construcción diferentes, que no contaban con el nivel actual del

conocimiento sobre el diseño sismorresistente. Estas construcciones son

actualmente los más vulnerables ante la ocurrencia de terremotos destructivos.

Entre ellas, existen muchos edificios patrimoniales como edificios escolares o

edificios administrativos. El elevado factor de ocupación de estas construcciones

asociado a la importancia de sus valores patrimoniales y al gran impacto social

frente al daño sísmico, se traduce en un importante riesgo sísmico. En la provincia

de Mendoza sucedieron al menos once eventos con intensidades sísmicas iguales o

superiores a VI en la escala de Mercalli Modificada, IMM, en los últimos 200 años. El

evento más importante se produjo en Marzo de 1861, magnitud estimada en 7.2,

IMM= IX (máximo XII), con 5000 víctimas fatales, y el último fue el del 26 de Enero

de 1985, M=5.7 e intensidad IMM=VIII, Ref.[1].

En la actualidad, a partir de las observaciones de comportamientos ante terremotos

pasados y de un importante número de investigaciones en todo el mundo, Ref.[2],

los tabiques de hormigón armado son reconocidos como sistemas estructurales muy

eficientes. Proveen los tres aspectos fundamentales: rigidez, resistencia y ductilidad.

Sin embargo, para que sean eficientes, el diseño, detalle y construcción debe

responder a los últimos avances, que han sido plasmados en los códigos modernos

de diseño sismorresistente, por ejemplo en nuestro país Ref.[3].

Hasta mediados de la década 1970-1980 los tabiques de hormigón armado eran

utilizados sin conocimientos de su verdadero rol, muchas veces ignorados, y por

ende sin diseño, y otras veces dejados como "reserva", prefiriendo los sistemas de

pórticos, a los cuales se les asignaba "todas las virtudes", mientras que a los

tabiques se los "castigaba" al momento de asignarles capacidad plástica.

El resultado es que, por ejemplo en Mendoza, se posee un gran stock de

construcciones con tabiques estructurales que adolecen de grandes deficiencias en

su diseño, lo que, de ocurrir un terremoto severo, se debe esperar grandes daños.

En 1975 aparece un texto de hormigón armado, Ref.[4], que marca el inicio de una

comprensión y profusa divulgación en universidades y centros de investigación, del

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comportamiento de sistemas estructurales ante acciones sísmicas, en particular, del

rol e importancia de los sistemas de resistencia compuesto por tabiques de

hormigón armado. La Ref. [2] amplía enormemente el conocimiento al respecto.

En este trabajo se investigan formas de reforzar tabiques de hormigón armado que,

como en la mayoría de diseños antiguos, adolece de falta de resistencia a corte.

Esto justificaba la antigua designación de "shear walls", paredes de corte: estaban

condenados a fallas por corte, fallas frágiles, lo que justamente debe evitarse en

diseños sismorresistentes en los cuales la disipación de energía es postulada como

requisito de diseño.

2. OBJETIVOS

El objetivo fundamental es evaluar la respuesta de tabiques de hormigón armado,

utilizando materiales convencionales, y con la menor posibilidad de invasión y

modificación en lo funcional de la estructura a reforzar.

Se trata además de evitar demoliciones, y que, aislada durante los trabajos

necesario de la parte a reforzar, el edificio pueda seguir funcionando.

Además evaluar los posibles costos de reparación, y poner énfasis que la solución

sea efectiva, pero económicamente viable.

3. DESCRIPCIÓN DE ENSAYOS y APLICACIÓN DE CARGAS.

En el IMERIS, Ref. [5],se diseñó una estructura de hormigón compuesto de dos (2)

tabiques y dos (2) losas, simulando una construcción de cuatro (4) niveles. El

modelo físico es en escala 1:2. En el segundo nivel (+2.80m) y en el cuarto nivel

(+5.60m) se construyeron losas de hormigón armado a los efectos de NO introducir

las cargas en forma puntual, como lo insinúa la Fig. 1, sino que, simulando en forma

más real lo que sucede ante acciones sísmicas, la carga se transmite como flujo

continuo a los tabiques a través de las losas, que reciben las cargas en su plano,

sección media.

Si se supone altura de piso de construcción real de 2.80m, cada losa separa dos (2)

pisos, por lo que el modelo representa una construcción de cuatro pisos. Las losas

además proveen estabilidad al modelo durante la aplicación de cargas, y permite

inspecciones de daños con mayor facilidad.

Si bien el esquema de Fig. 1 indica que se aplicarían cargas en dos niveles, con

distribución simulando triangular invertida, finalmente, por razones de simplicidad, se

optó por aplicar una única carga en el último nivel.

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2.00m

Page 5: REHABILITACIÓN DE TABIQUES DE HORMIGÓN ARMADO CON

Figura 1. (a) Esquema de ensayo; (b) foto de Modelo; (c) foto de losas con sus armaduras, actuador entre tabiques para carga en el plano de la losa, y cables de

transmisión de cargas. Vista de Losa de anclaje y Muro reactivo del IMERIS (d) Vista de esquema de armaduras de tabiques y frontal del modelo, con losas de cargas.

4. TIPOLOGÍA DE LOS TABIQUES. CLASIFICACIÓN.

Las Ref. [3] y Ref. [6], definen la relación de esbeltez de los tabiques Ar, y con ella

diferencian tabiques esbeltos de tabiques bajos, siendo el umbral Ar= 2.0. En este

caso con altura totalhw=5.60m, y longitud Lw=2.0mesta relación resulta:

8.20.2

60.5

m

m

L

hA

w

w

r (1)

Si bien está cerca del límite, puede considerarse como esbelto

Ambos tabiques son aislados, es decir no tienen medios para estar acoplados en

sus planos. Son dos tabiques en paralelo (no en serie).

El factor de aspecto de los tabiques, definido en los citados reglamentos por z,

resulta:

021124250050250050201 ...x..A..z. r (2)

Losa de Anclaje

Mu

ro R

ea

ctivo

Actuador 2

Actuador 1

Modelo Físico

Page 6: REHABILITACIÓN DE TABIQUES DE HORMIGÓN ARMADO CON

A los efectos del diseño, para el factor de comportamiento R corresponde aplicar:

5441155 ../z/R (3)

Pese a que el valor no es muy elevado, aún puede considerarse que, diseñado

adecuadamente, puede entrar en la categoría de estructuras dúctiles, y no de

ductilidad limitada (R≤3.5).En tabiques aislados, el valor máximo para Res5.0.

5. SECCIÓN TRANSVERSAL DE LOS TABIQUES. CUANTÍAS

La Fig. 2 muestra la sección transversal de los tabiques, bw=0.125m (modelo 1:1

sería con espesor de 0.25m), y largo total de 2.0m (escala 1:1 corresponde 4.0m).

La cuantía de armadura longitudinal en el alma es de 0.64%, obtenida como:

0064051201 22 .)cm./(cm.l

La cuantía de armadura longitudinal en los bordes es prácticamente 1.0%, que

resulta de:

0106.0)5.75.12/(0.1 22 cmxcml

Ref. [3] indica que para un hormigón H25 la cuantía mínima para la armadura

longitudinal en alma, fuera de los extremos o bordes, debe ser:

y

´

c

lf.

f

25 (4)

006400023042025

5..

x.l

mientras que en los bordes debe ser el doble de la parte central, es decir 0.46%, lo

cual también la condición es satisfecha (factor casi 2).

La cuantía de armadura transversal de corte en el alma es de 0.055%:

000550405121402 2 .)cmx./(.xw

Esta no cumple con la cuantía mínima horizontal de corte del reglamento, dada por:

y

vhf

.700

(5)

Page 7: REHABILITACIÓN DE TABIQUES DE HORMIGÓN ARMADO CON

Es decir:

00055000460420700 ../.vh

La motivación en este trabajo es poner en evidencia la falta de adecuada armadura

horizontal de corte para justificar la necesidad de refuerzo. Se deberían haber

dispuesto por lo menos dos (2) capas de barras de 6 mm cada 10 cm, o dos (2)

capas de diámetro 4.2mm cada 5cm.

A partir de un diseño por capacidad se determinará la armadura de corte necesaria.

Figura 2. Dimensiones y armaduras longitudinal y transversal de los tabiques.

En los bordes se han dispuesto detalles especiales de confinamiento para evitar o

demorar el pandeo de las barras longitudinales. La separación máxima de estribos

en bordes debe ser 6db=6x0.8cm=4.8cm. Se ha adoptado una separación de 5.0cm.

6. RESISTENCIA A FLEXO-COMPRESIÓN. NOMINAL Y SOBRERRESISTENCIA.

El esfuerzo axial presente en los ensayos es debido al peso propio, y en la sección

inferior de los tabiqueses de 11.40ton, es decir 5.70ton para cada tabique.

Page 8: REHABILITACIÓN DE TABIQUES DE HORMIGÓN ARMADO CON

La resistencia a flexo-axial se puede determinar en forma bastante rápida y precisa a

partir de las siguientes expresiones:

(i) altura de bloque de compresión equivalente:

wL.

na

2850

(6)

siendo =fr, la cuantía mecánica

Cuantía de armadura referida a sección total de hormigón, Ag=12.5x200=2500cm2:

007202500

18.

Relación de tensiones de fluencia y característica:

81625

420.f r

Resulta una cuantía mecánica=0.12,

La relación de esfuerzo axial, (muy bajo por tener solo peso propio) es:

0091202500250

70522

.m/txm.

t.n

y altura de bloquede tensiones aresulta:

cmcmx.cm..

..a 24200120200

240850

120009120

La profundidad del eje neutro es c=24cm/0.85=28.23cm (14% de la longitud total).

El momento nominal se puede obtener mediante esta expresión con muy buena

aproximación:

2

aL)NfA(M w

ystn (7)

tm.m.tx)..(m.

t)..x(M n 5071880756752

2402752418

Page 9: REHABILITACIÓN DE TABIQUES DE HORMIGÓN ARMADO CON

El momento de sobrerresistencia, en base al factor de sobrerresistencia del acero o

= 1.4, resulta:

tmtmM o 10040.150.71

Los resultados de un análisis más preciso, incluyendo compatibilidad de

deformaciones, y utilizando las verdaderas características del acero empleado

(ensayadas en el IMERIS), con fy=430MPa y fu=650MPa, y con c=0.004, se

muestran en la Fig. 3.

Figura 3. Análisis seccional a flexión usando características reales del acero

ton.cm

Page 10: REHABILITACIÓN DE TABIQUES DE HORMIGÓN ARMADO CON

7. DISEÑO POR CAPACIDAD AL CORTE

Aplicando la carga horizontal en el extremo superior, como se hizo en los ensayos,

la demanda de corte a partir de la capacidad a flexión, para cada tabique resulta:

tt.m.

tmVu 188617

605

100

El límite de la fuerza de corte para zona plástica es, según reglamento:

cv

´

c

w

omáx,u Af.

RV

150

(8)

El área efectiva de corte para tabiques rectangulares es:

wwcv L.bA 80 (9)

22 20002801250 m.m.x.x.Acv

Para este caso, como referencia, se utilizará R=4.0 (sobre un máximo de 4.54), y un

factor de sobrerresistencia ow=1.60, resulta:

ttm).(m/t..

V máx,u 18552005001504

61 22

La contribución del hormigón al corte en este caso es muy baja pues el nivel de axial

es pequeño. Utilizando sólo el mecanismo de reticulado, la armadura necesaria

horizontal de corte debería ser:

wy

hsvh

L.f

sVA

800 (10)

Para una separación de sh=10cm, la armadura horizontal resulta:

2

22260

672

180

20080024

1018cm.

cm/t

tcm

cmx.xcm/t.

cmtxAvh

Loque se resolvería colocando dos barras de diámetro de 4.2mm cada 10cm, que

significa 4 veces más de la colocada e los tabiques en estudio.

Deliberadamente se ha colocado una armadura de corte muy deficiente para poder

justificar los refuerzos proyectados, colocados y ensayados.

Page 11: REHABILITACIÓN DE TABIQUES DE HORMIGÓN ARMADO CON

8. RESISTENCIA AL CORTE SIN ARMADURA ADECUADA

SegúnRef.[3].

Resistencia nominal:

scn VVV (11)

(a) Contribución del Hormigón.

cvcc AvV (12)

g

ccA

Pf.v

40670 (13)

275057020001254

5700050670 m/t.MPa.

mmmmxx

NMPax.vc

t.m.xm/t.Vc 14120075 22

(b) Contribución del mecanismo de reticulado

h

wycv

ss

L.fAV

800 (14)

t.cm

cmxcm/t.xcm.Vs 714

40

16024280 22

La resistencia nominal a corte combinando ambos mecanismos es:

t.t.t.Vn 855714141

Este valor de resistencia nominal es bastante menor ( 3.08 veces) a la demanda de

Vu=18t. Claramente es necesario reforzar esa armadura horizontal si se pretende

desarrollar la capacidad a flexión de los tabiques.

9. REHABILITACIÓN SÍSMICA

El epígrafe "rehabilitación sísmica" se utiliza en los casos de construcciones

existentes que no cumplen con los criterios de seguridad. Esta denominación reúne

todas las obras realizadas en forma preventiva. En los casos en que la estructura ha

sido dañada por un sismo, y su seguridad se ve comprometida, se usa normalmente

el término "reparación" para designar el proceso destinado a recuperar un cierto

nivel de seguridad. Los dos procesos comparten muchos aspectos en común pero

Page 12: REHABILITACIÓN DE TABIQUES DE HORMIGÓN ARMADO CON

cada uno presenta particularidades y diferencias que deben ser consideradas en

cada caso. El párrafo siguiente trata más específicamente del proceso de

rehabilitación sísmica.

El principal objetivo de una rehabilitación sísmica de construcciones existente es

reducir la vulnerabilidad mejorando el comportamiento estructural ante la acción de

terremotos. La idea es de modificar favorablemente propiedades del sistema tales

como resistencia, ductilidad, rigidez, redundancia, regularidad estructural, etc. Para

alcanzar este objetivo, se debe hacer una evaluación del estado del edificio que

permita detectar las deficiencias estructurales. Con las diferentes informaciones

recopiladas, se pueden fijar objetivos a cumplir, medidas o estrategias de

rehabilitación.

El refuerzo de la estructura se compone de planchuelas para unos de los dos

tabiques y de barras roscadas para el otro. La planchuelas son de acero AL240 y de

dimensión 3.2x31.3x2000mm. Las barras roscadas son de diámetro externo 12mm y

largo de 2m. Ambos refuerzos son colocados de manera similar es decir que los tres

primeros refuerzos son espaciados de 12cm y los siguientes cada20cm.

Figura 4. Foto con los refuerzos en ambos tabiques, con densidad doble en parte

inferior con respecto a la superior.

Page 13: REHABILITACIÓN DE TABIQUES DE HORMIGÓN ARMADO CON

10. MATERIALES ESTRUCTURALES

10.1 Propiedades del Hormigón

El hormigón utilizado en el modelo físico ensayado responde a un hormigón calidad H-25, cuya relación tensión deformación se representa en la Fig. 5.

Figura 5. Hormigón H-25, curva tensión deformación.

10.2 Propiedades del Acero ADN-420 hormigón armado

La armadura utilizada como acero de refuerzo en ambos tabiques, tanto vertical como horizontal fue ADN-420, Acero de Dureza Natural cuya tensión de fluencia es de 420MPa. La relación entre tensión y deformación resulta:

Figura 6. Acero ADN-420, curva tensión deformación.

Page 14: REHABILITACIÓN DE TABIQUES DE HORMIGÓN ARMADO CON

10.3 Planchuelas: Propiedades del Acero utilizado en refuerzos exteriores al corte

Se realizaron dos ensayos de tracción sobre muestras de las planchuelas utilizadas en el refuerzo al corte. Durante el primer ensayo no fue posible registrar las deformaciones, por el contrario en el segundo ensayo se registraron las deformaciones y pudo trazarse la relación tensión deformación. La Fig. 7, resume los principales parámetros hallados y presenta la gráfica obtenida:

Figura 7. Características mecánicas Acero Planchuelas (SAE-1015).

Las principales características del materias, pueden resumirse en:

el material presenta un claro escalón de fluencia

la resistencia de fluencia, 400 MPa, es mayor a la de 240 MPa según

especificación

el módulo de elasticidad 216 220 es muy cercano al esperado 210 000

el aumento de tensión por endurecimiento es importante, 550/400, siendo la

resistencia máxima casi 1.375 veces la tensión real de fluencia

la ductilidad es elevada, con un factor de ductilidad 𝜇 =𝜀𝑠𝑢

𝜀𝑦=

11,470

0,19= 60

Especimen fy [MPa] fsu [MPa] εy [%] εsh [%] εsu [%] Es [MPa] Esh [MPa]

Ensayo 1

Ensayo 2 400,04 549,55 0,190 2,648 11,470 216220 4000

No functiona problema de medida

Page 15: REHABILITACIÓN DE TABIQUES DE HORMIGÓN ARMADO CON

10.3 Barras Roscadas: Propiedades del Acero utilizado en refuerzos exteriores al corte

Las barras roscadas son utilizadas como alternativa de refuerzo de tabique con deficiencias de estribos. Siguiendo igual metodología que la planteada antes, se ensayaron y analizaron dos muestras de diámetros de 12mm. En nuestro caso, las barras roscadas son de acero SAE 1015.

Figura 8. Características mecánicas del Acero de Barras Roscadas (SAE-1015).

El acero SAE 1015 tiene tensiones especificadas de 250 MPa para la fluencia y 390 MPa para la rotura, con alargamiento del 35 % y estricción del 55 %. De los ensayos se observa que para el diámetro 12mm la fluencia comienza cerca de los 500 MPa y la resistencia máxima alcanza 650 MPa. Esta variación se debe al trabajo en frio que se ha realizado el roscar de la barra de acero.

En el caso de las barras roscadas también el valor de deformación máxima promedio 2,83, no resulta un valor real de deformación total. En efecto durante el ensayo, la sonda de medida fue retirada antes la rotura para evitar se dañe el

Especimen fy [MPa] fsu [MPa] εy [%] εsh [%] εsu [%] Es [MPa] Esh [MPa]

Ensayo 1 610,00 638,26 0,470 0,470 2,603 130000 1261

Ensayo 2 615,00 650,50 0,560 0,560 3,059 110000 1122

Promedio 612,50 644,38 0,52 0,52 2,83 120000 1192

Page 16: REHABILITACIÓN DE TABIQUES DE HORMIGÓN ARMADO CON

instrumento. En nuestro caso la deformación máxima medida en las muestras después el ensayo fue de 9%

En tabla de Fig. 8, puede observarse que el módulo de elasticidad encontrado es bajo. Esto resulta así, por haber determinado los parámetros en función del diámetro nominal de la barra roscada,12 mm.Utilizando el diámetro de la sección neta, 9mm, el módulo de elasticidad del acero asociado resulta en210 000 MPa.

11. ENSAYO

Instrumentación:

Para el registro de la información durante el ensayo, se colocaron 31 sensores, 30 de ellos para el registro de desplazamientos y 1 para el registro de la carga. La configuración de los sensores puede observarse en la Fig. 9., y se pueden agrupar de la siguiente manera:

Pot 26 y 23: Desplazamientos horizontales a nivel de losa superior

Pot 27 y 05: Desplazamientos horizontales a nivel de losa Inferior

Pot 28 y 29: Desplazamiento relativo entre base de tabique y base.

Pot 11 y 30: Desplazamiento/Corrimiento de la base respecto a la losa de anclaje.

Pot 19, 21, 7 y 8: Registro de alargamientos y acortamientos en extremos.

Pot 18, 20, 14 y 6: Registro de alargamientos y acortamientos en extremos.

Pot 22, 1, 15 y 3: Registro de alargamientos y acortamientos en extremos.

Pot 13, 12, 4 y 2: Registro de alargamientos y acortamientos en extremos.

Pot 9, 10, 00 y 31: Registro de distorsiones por corte.

Page 17: REHABILITACIÓN DE TABIQUES DE HORMIGÓN ARMADO CON

Figura 9. Esquema de Sensores sobre Modelos Ensayados.

Resultados obtenidos:

A continuación, se presenta la principal gráfica obtenida al ejecutar el ensayo. Se trata de la relación entre la carga aplicada sobre la losa superior (suma de la fuerza con la que reaccionan ambos tabiques) y el desplazamiento horizontal registrado en dicha losa (el desplazamiento de cada tabique).

De la Fig. 10, puede observarse que el comportamiento global de ambos tabiques es prácticamente idéntico, la carga máxima alcanzada es de +34ton y -36ton para un desplazamiento máximo de +/-100mm.

Pese a que l ensayo podría haber continuado, comenzaron a percibirse fallas en los extremos comprimidos debido al pandeo de la armadura longitudinal y se decidió frenar en ese momento las pruebas. De este modo, y sin dañar considerablemente el modelo, pueden tomarse decisiones de cómo proceder en el futuro: continuar el ensayo o reparar el modelo con el fin de realizar otras pruebas.

En la Fig. 10 junto con el resultado global del ensayo, se han representado diferentes límites y valores de referencia. Entre ellos:

Resistencia a Flexión = 36ton: Es la máxima fuerza que puede desarrollarse por el mecanismo de flexión por ambos tabiques. Se determinó en Apartado 7.

Límite Vn = 11.7ton: Se corresponde con el valor máximo teórico de corte que es posible desarrollar por ambos tabiques trabajando en conjunto, sin considerar el refuerzo colocado, ver apartado 8.

Simplificación del comportamiento basado en modelo bi-lineal simétrico. En esta representación simplificada, se ha intentado ponderar el comportamiento obtenido al imponer desplazamientos positivos y negativos.Se identifican 2 puntos de interés, fluencia o entrada en rango no-lineal (subíndice “y”) y valor máximo o último (subíndice “u”).

Page 18: REHABILITACIÓN DE TABIQUES DE HORMIGÓN ARMADO CON

Figura 10. Respuesta Global del Ensayo. Carga Total vs Desplazamiento Horizontal

Losa Superior.

11. CONCLUSIONES

El resultado de los experimentos, al comparar con las predicciones analíticas, muestran coherencia.

La propuesta de refuerzo estructural es bastante simple de implementar y ha demostrado, en estos experimentos, ser bastante efectiva. De todas maneras, se recomienda que los estudios se amplíen para dar mayor sustento a lo encontrado en este trabajo.

Es muy importante evaluar las propiedades mecánicas de los materiales, tanto de los originales de la estructura que se pretende reforzar, como de los que formarán parte de dicho refuerzo.

Es recomendable que cualquier propuesta para refuerzo sea en lo posible sometida a ensayos teniendo en cuenta que en nuestro medio existen laboratorios para llevar a cabo dichos estudios.

Los estudios en todos los casos deberían ser una combinación de análisis y experimentos.

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

-120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120

Fuer

za T

ota

l [kg

]

Desplazamiento [mm]

Carga vs Desplazamiento Horizontal Losa Superior

Tabique Planchuelas Tabique Barras Roscadas

Límite Vn = 11.7ton

Límite Vn = 11.7ton

34000kg

Py

Pu

y u

36000kg

Py

Pu

y u

Resistencia a Flexión = 36ton

Resistencia a Flexión = 36ton

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En este trabajo además se ha aplicado la Ref. [3], con su ampliación a la versión recientemente sometida a discusión pública, 2020. Se recomienda a todos los profesionales el estudio de dicho Reglamento, y analizando sus fundamentos, mucho de los cuales están en los comentarios, incorporados en el mismo.

12. REFERENCIAS

[1] Riesgo Sísmico. Diseño y Construcción Sismorresistente en Mendoza. Carlos R. LLopiz. FI-UNCuyo. Curso Facultad de Arquitectura, Mza.1990. 34 págs.

[2] Seismic Design of Reinforced Concrete and Masonry Buildings. T. Paulay and M. J. N. Priestley. John Wiley and Sons. 1992.

[3] Reglamento INPRES-CIRSOC 103, parte II, Construcciones de Hormigón Armado, versión 2005, y su actualización versión 2020.

[4] Reinforced Concrete Structures. Robert Park and Tomas Paulay. John Wiley & Sons. 1975.

[5] IMERIS Instituto de Mecánica Estructural y Riesgo Sísmico. Facultad de Ingeniería UNCuyo. http://ingenieria.uncuyo.edu.ar/instituto-de-mecanica- estructural-y-riesgo-sísmico-imeris26.

[6] Reglamento INPRES-CIRSOC 103, parte I, Construcciones en General, versión 2013.