1 Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural ENSAYE DE VIGAS DE CONCRETO REFORZADO CON REFUERZO EXTERNO PARA CORTANTE Y FLEXIÓN Héctor Guzmán Olguín 1 , Octavio García Domínguez 1 , Miguel A. Zúñiga Bravo 1 , Mauro P. Niño Lázaro 1 , Mabel Mendoza Pérez 1 , Germán López Rincón 1 y Josué Garduño Chávez 1 RESUMEN Con objeto de estudiar la eficiencia del refuerzo externo colocado en las vigas principales de un edificio actualmente en servicio, se presentan los resultados del ensaye para determinar la capacidad máxima de cuatro vigas de concreto reforzado: una viga testigo, tres vigas con refuerzo externo, dos con daño inducido para carga de servicio y una sin daño. El refuerzo se realizó a base de perfiles de acero estructural y anclado con pernos. Las actividades consideradas en este estudio fueron: inspección, predicción de cortante y flexión, propuesta dimensional, pruebas de laboratorio, análisis y comparación de resultados. Se concluye que el reforzamiento exterior incrementó notablemente su capacidad hasta en 2.17 veces la viga testigo. ABSTRACT In order to study the efficiency of the external reinforcement placed in main beams of a building currently in service, this paper presents the results of the test to determine the maximum capacity of four reinforced concrete beams: a beam control, three beams with external reinforcement, two with damage induced for load service and one without damage. The reinforcement was based on external profiles of steel structural and anchored with bolts. The main activities considered for this work were: inspection, prediction of shear and bending, dimensional proposal, laboratory testing, analysis and comparison of results. It is concluded that external reinforcement increased significantly its capacity up to 2.17 times the control beam. INTRODUCCIÓN En la Ciudad de México, como en muchas otras ciudades del país, existen estructuras cuya vida útil considerada en el diseño se ha rebasado, sin embargo, debido a la limitación de recursos económicos y a evitar tiempos de inactividad debido a la construcción de una nueva estructura, los usuarios las siguen usando aun cuando la resistencia de los materiales ha disminuido por el paso del tiempo, así como también, las características de funcionalidad (estado límite de servicio) y de seguridad (estado límite último) no se cumplen de acuerdo a las normatividades vigentes. Esto genera en muchos casos que los diferentes sistemas estructurales lleguen a presentar daño local que si no se soluciona podría llegar a comprometer la integridad estructural. Algunos daños que frecuentemente se identifican en las edificaciones son daños en vigas (e.g. agrietamiento diagonal y desconchamiento del concreto cerca de la conexión viga-columna, aplastamiento de concreto cerca de la conexión debido a las fuerzas de flexión inducidas por un sismo), daños en columnas (e.g. agrietamiento diagonal a la mitad de su altura debido a fuerza cortante y falla por columna corta), daños de losas (falla por punzonamiento), daños en uniones viga-columna y daño en muros de concreto. Para solucionar el problema de seguridad estructural y evitar la interrupción de actividades durante un periodo prolongado, en estructuras de concreto reforzado se ha implementado una gran cantidad de técnicas de 1 Profesores de la DICyG, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, Av. Universidad 3000, Col. UNAM, 04510 Ciudad de México, Teléfono, (55) 5622-8002; [email protected]
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Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural
ENSAYE DE VIGAS DE CONCRETO REFORZADO CON REFUERZO EXTERNO PARA
CORTANTE Y FLEXIÓN
Héctor Guzmán Olguín1, Octavio García Domínguez1, Miguel A. Zúñiga Bravo1, Mauro P. Niño
Lázaro1, Mabel Mendoza Pérez1, Germán López Rincón1 y Josué Garduño Chávez1
RESUMEN
Con objeto de estudiar la eficiencia del refuerzo externo colocado en las vigas principales de un edificio
actualmente en servicio, se presentan los resultados del ensaye para determinar la capacidad máxima de
cuatro vigas de concreto reforzado: una viga testigo, tres vigas con refuerzo externo, dos con daño inducido
para carga de servicio y una sin daño. El refuerzo se realizó a base de perfiles de acero estructural y anclado
con pernos. Las actividades consideradas en este estudio fueron: inspección, predicción de cortante y flexión,
propuesta dimensional, pruebas de laboratorio, análisis y comparación de resultados. Se concluye que el
reforzamiento exterior incrementó notablemente su capacidad hasta en 2.17 veces la viga testigo.
ABSTRACT
In order to study the efficiency of the external reinforcement placed in main beams of a building currently in
service, this paper presents the results of the test to determine the maximum capacity of four reinforced
concrete beams: a beam control, three beams with external reinforcement, two with damage induced for load
service and one without damage. The reinforcement was based on external profiles of steel structural and
anchored with bolts. The main activities considered for this work were: inspection, prediction of shear and
bending, dimensional proposal, laboratory testing, analysis and comparison of results. It is concluded that
external reinforcement increased significantly its capacity up to 2.17 times the control beam.
INTRODUCCIÓN
En la Ciudad de México, como en muchas otras ciudades del país, existen estructuras cuya vida útil
considerada en el diseño se ha rebasado, sin embargo, debido a la limitación de recursos económicos y a
evitar tiempos de inactividad debido a la construcción de una nueva estructura, los usuarios las siguen usando
aun cuando la resistencia de los materiales ha disminuido por el paso del tiempo, así como también, las
características de funcionalidad (estado límite de servicio) y de seguridad (estado límite último) no se
cumplen de acuerdo a las normatividades vigentes. Esto genera en muchos casos que los diferentes sistemas
estructurales lleguen a presentar daño local que si no se soluciona podría llegar a comprometer la integridad
estructural.
Algunos daños que frecuentemente se identifican en las edificaciones son daños en vigas (e.g. agrietamiento
diagonal y desconchamiento del concreto cerca de la conexión viga-columna, aplastamiento de concreto cerca
de la conexión debido a las fuerzas de flexión inducidas por un sismo), daños en columnas (e.g. agrietamiento
diagonal a la mitad de su altura debido a fuerza cortante y falla por columna corta), daños de losas (falla por
punzonamiento), daños en uniones viga-columna y daño en muros de concreto.
Para solucionar el problema de seguridad estructural y evitar la interrupción de actividades durante un periodo
prolongado, en estructuras de concreto reforzado se ha implementado una gran cantidad de técnicas de
1 Profesores de la DICyG, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, Av.
Universidad 3000, Col. UNAM, 04510 Ciudad de México, Teléfono, (55) 5622-8002;