1 Leonardo Flores Corona Leonardo Flores Corona Rehabilitación de estructuras de mampostería Rehabilitaci Rehabilitaci ó ó n de estructuras n de estructuras de mamposter de mamposter í í a a Oaxaca, Oax., 11 y 12 de julio de 2008 Oaxaca, Oax., 11 y 12 de julio de 2008 Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural, A.C. SMIE Curso de Edificaciones de Mamposter Curso de Edificaciones de Mamposter í í a a SMIE
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Leonardo Flores CoronaLeonardo Flores Corona
Rehabilitación de estructuras de mampostería
RehabilitaciRehabilitacióón de estructuras n de estructuras de mamposterde mamposterííaa
Oaxaca, Oax., 11 y 12 de julio de 2008Oaxaca, Oax., 11 y 12 de julio de 2008
Sociedad Mexicana deIngeniería Estructural, A.C.
SMIE
Curso de Edificaciones de MamposterCurso de Edificaciones de MamposterííaaSM
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Objetivos de la rehabilitaciónObjetivos de la rehabilitación
• Aumentar resistencia• Incrementar rigidez• Mejorar capacidad de deformación
inelástica
• Restablecer/mejorar el comportamiento de la estructura original para devolverle su funcionalidad
• Aumentar resistencia• Incrementar rigidez• Mejorar capacidad de deformación
inelástica
• Restablecer/mejorar el comportamiento de la estructura original para devolverle su funcionalidad
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AgrietamientosAgrietamientos
• “Grieta”, “fisura”, “cuarteadura”, …• Se generan cuando los esfuerzos en el
elemento exceden la resistencia del material (pieza, junta).
• Por lo tanto, acusan la distribución de esfuerzos en el momento del daño
• Es posible identificar el fenómeno que provocó dicho agrietamiento
• “Grieta”, “fisura”, “cuarteadura”, …• Se generan cuando los esfuerzos en el
elemento exceden la resistencia del material (pieza, junta).
• Por lo tanto, acusan la distribución de esfuerzos en el momento del daño
• Es posible identificar el fenómeno que provocó dicho agrietamiento
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Agrietamientos y modos de fallaAgrietamientos y modos de falla
Distorsión angular:Fuerza horizontal oasentamiento diferencial
Distorsión angular:Fuerza horizontal oasentamiento diferencial
Tensión diagonalTensión diagonal CortanteCortante
Relación resistencia de piezas – adherencia en la junta
Relación resistencia de piezas – adherencia en la junta
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Capítulo 11Evaluación y Rehabilitación
Capítulo 11Evaluación y Rehabilitación
Normas Técnicas MamposteríaRCDFNormas Técnicas MamposteríaRCDF
• Necesidad de evaluación• Proceso de evaluación• Investigación y documentación de la
edificación y de las acciones que la dañaron
• Clasificación del daño en los elementos de la edificación
• Necesidad de evaluación• Proceso de evaluación• Investigación y documentación de la
edificación y de las acciones que la dañaron
• Clasificación del daño en los elementos de la edificación
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• Evaluación del impacto de elementos dañados en el comportamiento de la edificación
• Determinación de la necesidad de rehabilitación
• Evaluación del impacto de elementos dañados en el comportamiento de la edificación
• Determinación de la necesidad de rehabilitación
Normas Técnicas MamposteríaRCDFNormas Técnicas MamposteríaRCDF
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• Apuntalamiento y rehabilitación temporales y demolición
• Conexión entre elementos existentes y materiales o elementos nuevos
• Reparación de elementos• Refuerzo• Construcción, supervisión y control de
calidad
• Apuntalamiento y rehabilitación temporales y demolición
• Conexión entre elementos existentes y materiales o elementos nuevos
• Reparación de elementos• Refuerzo• Construcción, supervisión y control de
calidad
NTCM, RCDF:Sección 11.3 RehabilitaciónNTCM, RCDF:Sección 11.3 Rehabilitación
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Evaluación global de la estructuraEvaluación global de la estructura
• Reparación local vs. Proyecto global• Configuración estructural
• Simetría• Regularidad en planta y en elevación• Escasez de muros (redundancia)• Choque con otras estructuras
• Tipo de cimentación• Tipo de material para la mampostería• Modalidad de refuerzo
• Reparación local vs. Proyecto global• Configuración estructural
• Simetría• Regularidad en planta y en elevación• Escasez de muros (redundancia)• Choque con otras estructuras
• Tipo de cimentación• Tipo de material para la mampostería• Modalidad de refuerzo
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EvaluaciónEvaluación
• Configuración estructural• Fecha de construcción• Reglamento vigente en la construcción• Daño en eventos anteriores, técnica de
rehabilitación previa• Planos arquitectónicos, estructurales,
memoria de cálculo
• Configuración estructural• Fecha de construcción• Reglamento vigente en la construcción• Daño en eventos anteriores, técnica de
rehabilitación previa• Planos arquitectónicos, estructurales,
memoria de cálculo
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EvaluaciónEvaluación
• Croquis de la estructura con ubicación y dibujo de los agrietamientos
• Tamaño de grieta• Verificar coincidencia de las grietas a
ambos lados del muro
• Croquis de la estructura con ubicación y dibujo de los agrietamientos
• Tamaño de grieta• Verificar coincidencia de las grietas a
ambos lados del muro
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A carga vertical:
• Inserción de castillos
• Marcos de concreto ref. o de acero
• Muros de concreto
• Otros
A carga vertical:
• Inserción de castillos
• Marcos de concreto ref. o de acero
• Muros de concreto
• Otros
Técnicas de rehabilitaciónTécnicas de rehabilitación
A flexión:
• Castillos, malla, placas de acero, cables
A flexión:
• Castillos, malla, placas de acero, cables
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A carga lateral:
• Reparación de grietas (resina, mortero, …)
• Grapas o bandas de malla en las grietas
• Alambres horizontales sujetos en los extremos
• Encamisado con mortero (solo, fibras)
• Malla y recubrimiento de mortero
• Fibras sintéticas y resinas
A carga lateral:
• Reparación de grietas (resina, mortero, …)
• Grapas o bandas de malla en las grietas
• Alambres horizontales sujetos en los extremos
• Encamisado con mortero (solo, fibras)
• Malla y recubrimiento de mortero
• Fibras sintéticas y resinas
Técnicas de rehabilitaciónTécnicas de rehabilitación
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• Placas metálicas
• Contraventeo con cables
• Diagonales de concreto reforzado
• Cables de postensado
• Otros
• Placas metálicas
• Contraventeo con cables
• Diagonales de concreto reforzado
• Cables de postensado
• Otros
Técnicas de rehabilitaciónTécnicas de rehabilitación
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DagrDagr
0,10,1 55 1010
DD
VV
Anchura de grieta, mmAnchura de grieta, mm
DMDM D80D80
3030
InyecciónInyecciónResina EpóxicaResina EpóxicaMortero EpóxicoMortero EpóxicoMortero de CementoMortero de CementoEncamisadoEncamisadoInserción de barrasInserción de barrasReemplazoReemplazo
Técnicas de rehabilitación según lacondición de dañoTécnicas de rehabilitación según lacondición de daño
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Refuerzo con fibras de carbonoRefuerzo con fibras de carbono
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Refuerzo con malla y mortero,NTC-M, RCDF 2004Refuerzo con malla y mortero,NTC-M, RCDF 2004
Detalle 1
Mortero tipo I,
j
≥ 2 veces separación de alambres verticales
sh
≥ 15 mm (5.4.4.1)
mortero
separación máxima de 450 mm(y anclar a castillos y dalas)
≤ 450 mmf * ≥ 12.5 MPa
Detalle 1
Mortero tipo I,
j
≥ 2 veces separación de alambres verticales
sh
≥ 15 mm (5.4.4.1)
mortero
separación máxima de 450 mm(y anclar a castillos y dalas)
≤ 450 mmf * ≥ 12.5 MPa
rodearbordes
morterorodearbordes
mortero
Alambres horizontales de la malla:
VsR = FR η ph fyh AT
Alambres horizontales de la malla:
VsR = FR η ph fyh AT
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INVESTIGACIÓN EXPERIMENTAL PARA REHABILITACIÓN DE ESTRUCTURAS DE
MAMPOSTERÍA
INVESTIGACIÓN EXPERIMENTAL PARA REHABILITACIÓN DE ESTRUCTURAS DE
MAMPOSTERÍA
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Mar
co
de c
arga
e
inst
rum
enta
ción
Mar
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e
inst
rum
enta
ción
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Espécimen MV-1Espécimen MV-1
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Espécimen MV-2Espécimen MV-2
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Curvas de histéresisCurvas de histéresis
Distorsión, mm/mm-9
-6
-3
0
3
6
9
12
-0.012 -0.006 0 0.006 0.012 -0.006 0 0.006 0.012
Fuer
za c
orta
nte,
t MV-1MV-1 MV-2MV-2
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ProcedimientoProcedimiento
Apuntalar la zona del castillo a reparar;Demoler el extremo del castillo y reconstruirlo;Reemplazar las zonas con piezas más dañadas;Relleno de grietas mayores de 3 mm en mampostería;Malla de alambre 6x6-10/10, conexión con clavos para concreto de 50 mm @ 45 cm;Aplanado de mortero (2.5 cm)
Apuntalar la zona del castillo a reparar;Apuntalar la zona del castillo a reparar;Demoler el extremo del castillo y Demoler el extremo del castillo y reconstruirlo;reconstruirlo;Reemplazar las zonas con piezas mReemplazar las zonas con piezas máás s dadaññadas;adas;Relleno de grietas mayores de 3 mm en Relleno de grietas mayores de 3 mm en mampostermamposteríía;a;Malla de alambre 6x6Malla de alambre 6x6--10/10, conexi10/10, conexióón con n con clavos para concreto de 50 mm @ 45 cm;clavos para concreto de 50 mm @ 45 cm;Aplanado de mortero (2.5 cm)Aplanado de mortero (2.5 cm)
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ApuntalamientoApuntalamiento
Seleccionar castillos que deban ser reparadosSeleccionar castillos que deban ser reparados
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Demolición de parte de los castillos y reconstrucciónDemolición de parte de los castillos y reconstrucción
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Reemplazo de piezas en zonas muy dañadasReemplazo de piezas en zonas muy dañadas
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Relleno de grietasRelleno de grietas
Grietas mayores a 3 mm en mamposteríaUso de mortero cemento:arena 1:3Grietas mayores a 3 mm en mamposteríaUso de mortero cemento:arena 1:3
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Colocación de la mallaColocación de la malla
Malla 6x6-10/10ambos lados
Clavos@ 45 cm
Dar lavueltaa la
malla
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Colocación de mallaColocación de malla
• Limpieza de la pintura• Malla 6x6-10/10• Pegada al muro• Clavos de concreto de
50 mm @ 45 cm• Rodear los bordes• Traslape de 2
alambres (30 cm)
• Limpieza de la pintura• Malla 6x6-10/10• Pegada al muro• Clavos de concreto de
50 mm @ 45 cm• Rodear los bordes• Traslape de 2
alambres (30 cm)
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Colocación del morteroColocación del mortero
• Mortero cemento:cal:arena1:¼:3.75 ,
• fj = 100 kg/cm²• Espesor 2.5 cm
• Mortero cemento:cal:arena1:¼:3.75 ,
• fj = 100 kg/cm²• Espesor 2.5 cm
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MV-1R, Final, Dist. = 0.008MV-1R, Final, Dist. = 0.008
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Fractura de los alambresFractura de los alambres
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MV-2R, Final, Dist. = 0.01MV-2R, Final, Dist. = 0.01
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-30-30
-20-20
-10-10
00
1010
2020
3030
-0.012-0.012 -0.006-0.006 00 0.0060.006 0.0120.012Distorsión, mm/mmDistorsión, mm/mm
Cor
tant
e, t
Cor
tant
e, t
-0.006-0.006 00 0.0060.006 0.0120.012
Curvas de histéresisCurvas de histéresis
MV-1RMV-1R MV-2RMV-2R
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Envolventes de respuestaEnvolventes de respuesta
00
55
1010
1515
2020
2525
3030
3535
0 0.0020.002 0.0040.004 0.0060.006 0.0080.008 0.010.01 0.0120.012
Distorsión, mm/mm
Fuer
za C
orta
nte,
tFu
erza
Cor
tant
e, t
MV-1RMV-1R
MV-2RMV-2RTeórico con mortero
Vu, RDFVu, RDF MV-2MV-2
MV-1MV-1
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Rehabilitación de estructuras de mampostería con malla y morteroRehabilitación de estructuras de mampostería con malla y mortero
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08Cu
rso de
Edif
icacio
nes d
e Mam
poste
ría, 1
1 y 12
de ju
nio de
2008
Etapas de la rehabilitaciónEtapas de la rehabilitación
Modelo 3DRModelo 3DRModelo 3DR
41
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, 11 y
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Edif
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1 y 12
de ju
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2008
Rehabilitación y patrón de agrietamientoRehabilitación y patrón de agrietamiento
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Edif
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1 y 12
de ju
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2008
Distorsión Nivel 1, mm/mmDistorsión Nivel 1, mm/mm
Cor
tant
e ba
sal,
kNC
orta
nte
basa
l, kN
00 0.0050.005 0.010.01 0.0150.015
800800
600600
400400
200200
00
3D3D3D-R3D-R
Envolventes 3D y 3DR (CENAPRED)Envolventes 3D y 3DR (CENAPRED)
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, 11 y
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Edif
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1 y 12
de ju
nio de
2008
Resistencia a fuerza cortanteResistencia a fuerza cortante
Fuerza cortante que toma la mampostería
VmR = FR (0.5 vm* AT + 0.3 P) ≤ 1.5 FR vm* AT
Fuerza cortante que toma el refuerzo horizontal
VsR = FR η ph fyh AT
Fuerza cortante que toma la mampostería
VmR = FR (0.5 vm* AT + 0.3 P) ≤ 1.5 FR vm* AT
Fuerza cortante que toma el refuerzo horizontal
VsR = FR η ph fyh AT
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Edif
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1 y 12
de ju
nio de
2008
Factor de eficiencia ηFactor de eficiencia η
ηη
0.60.6
0.20.2
ph fyh MPaph fyh MPa
VmR
FR AT
VmR
FR AT
≤ ph fyh ≤≤ ph fyh ≤0.3 fm*0.3 fm*0.3 MPa0.3 MPa1.2 MPa , piezas macizas0.9 MPa , piezas huecas1.2 MPa , piezas macizas0.9 MPa , piezas huecas0.9 0.9
0.90.90.60.6
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2008
Factor de eficiencia del refuerzo horizontalFactor de eficiencia del refuerzo horizontal
00
Efic
ienc
ia, η
%Ef
icie
ncia
, η%
100100
8080
6060
4040
2020
00 0.20.2 0.40.4 0.60.6 0.80.8 1.01.0 1.21.2 1.41.4 1.61.6phfy , MPaphfy , MPa
M1M1
M3M3
M4M4
WBW-BWBW-B
M-147M-147 M-211M-211
M-072M-072
WBW-EWBW-E
1 kg/cm² = 0.0981 MPa1 kg/cm² = 0.0981 MPa
Vs = η ph fy ATVs = η ph fy AT
1.81.8
3D-R3D-R
N4N4
N2N2N3N3
Confinada, maciza, refuerzo horizontalConfinada, maciza, malla y morteroConfinada, extruida, refuerzo horizontalEscalerilla (no permitida)
Confinada, maciza, refuerzo horizontalConfinada, maciza, malla y morteroConfinada, extruida, refuerzo horizontalEscalerilla (no permitida)
NTC-M 2004NTC-M 2004
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, 11 y
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1 y 12
de ju
nio de
2008
Técnicas usadas en casos de asentamientos diferencialesTécnicas usadas en casos de asentamientos diferenciales
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Edif
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1 y 12
de ju
nio de
2008
c)
a)
d)
b)
Posibles geometrías, asentamiento “concentrado” (escalón)Posibles geometrías, asentamiento “concentrado” (escalón)
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1 y 12
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Elemento rigidizado(muros o cimentación)
a) b) c)
Peso de la estructura
a) b)
Cimentación rígida
Estructura
Peso de partede la estructura
Zona envoladizo
c)
Peso de la estructura
Ejemplo de condición de carga resultante de reforzar los elementosEjemplo de condición de carga resultante de reforzar los elementos
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Deformación
Tapajuntas
cuerpo 1
cuerpo 2
muro desligado
Daño a futuro
refuerzo
Dividir y desligarDividir y desligar
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Casos ejemplo, rehabilitación de
viviendas dañadas por sismo
Casos ejemplo, rehabilitación de
viviendas dañadas por sismo
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1 y 12
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nio de
2008
Demolición total y construcciónDemolición total y construcción
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1 y 12
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Reemplazo de elementosReemplazo de elementos
Foto: R. Martín del CampoFoto: R. MartFoto: R. Martíín del Campon del Campo
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1 y 12
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nio de
2008
Reconstrucción:Reconstrucción:
Malla y mortero como refuerzo adicional
Malla y mortero como refuerzo adicional
Foto: R. Martín del CampoFoto: R. MartFoto: R. Martíín del Campon del Campo
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1 y 12
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Adición de castillos y dalasAdición de castillos y dalas
Fotos: J. TejedaFotos: J. TejedaFotos: J. Tejeda
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1 y 12
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2008
Unidad habitacional, 1999Unidad habitacional, 1999
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1 y 12
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2008
Detalle del dañoDetalle del daño
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1 y 12
de ju
nio de
2008
300150
900
390
75
250
160
300BajaSube
460
72 156 156
650
156
60
6°
100
PLANTA ALTAPLANTA BAJA
12
6
PIEZAS DEMAMPOSTERÍA
A CB
300150A CB
1
2
3 3
4
5
67
Geometría y dimensionesGeometría y dimensiones
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ría, 1
1 y 12
de ju
nio de
2008
PLANTA ALTA
PLANTA BAJA
Levantamiento de dañosLevantamiento de daños
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ría, 1
1 y 12
de ju
nio de
2008
PLANTA ALTAPLANTA BAJA
Reparación de laescalera (en su caso)
muros de concreto
muro de concreto
castillos externos de 15x15 cm
muro de concreto
Propuesta de rehabilitaciónPropuesta de rehabilitación
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ría, 1
1 y 12
de ju
nio de
2008
Rehabilitación reemplazando muros de planta baja por mampostería confinadaRehabilitación reemplazando muros de planta baja por mampostería confinada
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1 y 12
de ju
nio de
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1 y 12
de ju
nio de
2008
PLANTA BAJAPISO 1
Grietas inclinadas en mampostería,2 a 3 mm
Grietas inclinadas en mampostería,2 a 3 mm
Ubicación de muros dañadosUbicación de muros dañados
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1 y 12
de ju
nio de
2008
PISO 3PISO 2
Grietas inclinadas en mampostería,hasta 1 mm
Grietas inclinadas en mampostería,hasta 1 mm
Ubicación de muros dañadosUbicación de muros dañados
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ría, 1
1 y 12
de ju
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2008
Sistema de piso y distribución de cargasSistema de piso y distribución de cargas
Sistema de vigueta ybovedilla
Cargas en los muros en dirección Y
Sistema de vigueta ybovedilla
Cargas en los muros en dirección Y
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ría, 1
1 y 12
de ju
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2008
Longitud total = 19 mLongitud total = 19 m
Longitud requerida, malla 6x6-10/10 = 16 mLongitud requerida, malla 6x6-10/10 = 16 m
Método simplificado:
VRx = 30 t < Vu = 55 tVRy = 167 t > Vu
Método simplificado:
VRx = 30 t < Vu = 55 tVRy = 167 t > Vu
Opción de rehabilitaciónOpción de rehabilitación
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1 y 12
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clavo (doblado oamarrado)
malla pegadaal tabique
clavo tipo Hiltiarandela
Aplanado de mortero
CORTE
PLANTA
Rodear extremosde muros
Anclaje a lacimentación
Detalles de la rehabilitaciónDetalles de la rehabilitación
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PLANTAPLANTA
VRx = 78 t < Vu = 326 tVRy = 109 t < Vu
VRx = 78 t < Vu = 326 tVRy = 109 t < Vu
Como mampostería reforzada:Como mampostería reforzada:
Resultados del Método simplificado (vm*=3 kg/cm²):Resultados del Método simplificado (vm*=3 kg/cm²):
VRx = 45 t < Vu = 489 tVRy = 63 t < Vu
VRx = 45 t < Vu = 489 tVRy = 63 t < Vu
Como mampostería no reforzada:Como mampostería no reforzada:
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ConclusionesConclusiones
Evaluación global del comportamiento de la estructura.
Influencia de la rehabilitación en el comportamiento general (cambio de modos de falla).
Simetría y regularidad en planta y elevación. Redundancia.
Estudio técnico y económico para seleccionar la mejor opción.
EvaluaciEvaluacióón global del comportamiento n global del comportamiento de la estructura.de la estructura.
Influencia de la rehabilitaciInfluencia de la rehabilitacióón en el n en el comportamiento general (cambio de comportamiento general (cambio de modos de falla).modos de falla).
SimetrSimetríía y regularidad en planta y a y regularidad en planta y elevacielevacióón. Redundancia.n. Redundancia.
Estudio tEstudio téécnico y econcnico y econóómico para mico para seleccionar la mejor opciseleccionar la mejor opcióón.n.
80
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• Simetría en planta y en elevación• Reducir entrantes y salientes• Continuidad vertical en los muros
(cumplir con los requisitos para el método simplificado).
• Densidad de muros suficientes en ambas direcciones.
• Evitar columnas cortas y plantas bajas débiles.
• Simetría en planta y en elevación• Reducir entrantes y salientes• Continuidad vertical en los muros
(cumplir con los requisitos para el método simplificado).
• Densidad de muros suficientes en ambas direcciones.
• Evitar columnas cortas y plantas bajas débiles.
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