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SISTEMAS DE REFUERZO DE FORJADOS

CATÁLOGO HERMS 2015

SISTEMAS DE REPARACIÓN Y REFUERZO DE FORJADOS

JOSEP Mª BOTELLA I SERRANO Ingeniero Industrial

OLGA CLIMENT I GIMÉNEZ

Arquitecto Técnico

ANTONI HERMS I FONTQUERNI Ingeniero Técnico

ANNA HERMS I FONTQUERNI

Ingeniero Industrial

ASESORÍA TEÓRICA

AGUSTÍ OBIOL Doctor Arquitecto

Catedrático de Estructuras de la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Barcelona (E.T.S.A.B.)

O.M.A., S.L.

Estudio de Arquitectura

ARMADURAS PREFABRICADAS PARA LA CONSTRUCCIÓN - SISTEMAS DE REFUERZO ACTIVO DE FORJADOS C/Fisas,1 08028 Barcelona 934 313 500 www.herms.es mail: [email protected]

INDICE

1 REPARACIÓN DE FORJADOS ........................................................................................................... 5

1.1. EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LOS FORJADOS UNIDIRECCIONALES ................................................................... 5 1.2. REQUISITOS DE LOS SISTEMAS DE REPARACIÓN ...................................................................................... 6

2 POSTENSIÓN .................................................................................................................................. 7

2.1 CONCEPTO DE POSTENSIÓN ............................................................................................................... 7 2.2 SOPORTE UNIVERSAL DE POSTENSIÓN ................................................................................................ 11 2.3 SOPORTE DE POSTENSIÓN SOLDABLE .................................................................................................. 17

3 SISTEMAS DE REFUERZO DE FORJADOS ........................................................................................ 19

3.1 REFUERZO CON BARRAS SUSTITUTIVAS ............................................................................................... 19 3.2 REFUERZO CON PERFIL METÁLICO COMPLEMENTARIO ............................................................................. 21 3.3 REFUERZO CON PERFIL METÁLICO SUSTITUTIVO ..................................................................................... 23 3.4 REFUERZO CON PERFIL METÁLICO MIXTO ............................................................................................. 25

4 SISTEMAS DE REFUERZO ACTIVO DE FORJADOS DE VIGUETAS DE HORMIGÓN ............................. 28

4.1 PATOLOGÍAS DEL HORMIGÓN ........................................................................................................... 28 4.2 REFUERZO ÓPTIMO: REFUERZO MIXTO ACTIVO ..................................................................................... 31 4.2.1 SISTEMA HERMS D.I.T 289/R13 ......................................................................................................... 33 4.2.1.1 Descripción del sistema ............................................................................................................... 33 4.2.1.2 Componentes del sistema ........................................................................................................... 35 4.2.1.3 Montaje de sistema HERMS D.I.T 289/R13 ................................................................................. 41 4.2.1.4 Vigas en voladizo .......................................................................................................................... 45 4.2.2 SISTEMA DE REFUERZO TUBO CR D.I.T. 289/R13 .................................................................................... 53 4.2.2.1 Descripción del sistema ............................................................................................................... 53 4.2.2.2 Componentes del sistema ........................................................................................................... 55 4.2.2.3 MONTAJE DEL SISTEMA HERMS TUBO CR D.I.T. 289/R13 ........................................................... 58 4.2.3 SISTEMA PERFIL METÁLICO+CONECTORES ....................................................................................... 61 4.2.3.1 Descripción del sistema ............................................................................................................... 61 4.2.3.2 Ejemplo de cálculo ....................................................................................................................... 62 4.2.3.3 Montaje del sistema .................................................................................................................... 64

5 REFUERZO DE FORJADOS DE VIGAS METÁLICAS ........................................................................... 66

5.1 SUSTITUCIÓN FUNCIONAL: IPE EXTENSIBLE ....................................................................................... 66 5.1.1 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA .................................................................................................................... 66 5.1.2 COMPONENTES DEL SISTEMA ................................................................................................................. 67 5.1.3 MONTAJE DE SISTEMA DE REFUERZO IPE EXTENSIBLE .................................................................... 69

3 ARMADURAS PREFABRICADAS PARA LA CONSTRUCCIÓN - SISTEMAS DE REFUERZO ACTIVO DE FORJADOS

C/Fisas1 08028 Barcelona 934 313 500 www.herms.es [email protected]

6 SISTEMAS DE REFUERZO ACTIVO DE FORJADOS CERÁMICOS ........................................................ 70

6.1 REFUERZO MEDIANTE LA FORMACIÓN DE SECCIÓN MIXTA ....................................................................... 70 6.1.1 SISTEMA HERMS D.I.T. NÚM. 289/R13 .............................................................................................. 70 6.2 SUSTITUCIÓN FUNCIONAL: IPE EXTENSIBLE ....................................................................................... 83

7 SISTEMAS DE REFUERZO ACTIVO DE FORJADOS DE MADERA ........................................................ 84

7.1 PATOLOGÍAS ............................................................................................................................. 84 7.2 SUSTITUCIÓN FUNCIONAL: REFUERZO IPE 2T .................................................................................... 85 7.2.1 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA IPE-2T ......................................................................................................... 86 7.2.2 MONTAJE DEL SISTEMA IPE 2T PARA SUSTITUCIÓN FUNCIONAL DE VIGAS DE MADERA ..................................... 90 7.3 REFUERZO DE CABEZAS DE VIGA DE MADERA............................................................................. 91 7.3.1 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA .................................................................................................................... 91 7.3.2 COMPONENTES DEL REFUERZO............................................................................................................... 92 7.4 REFUERZO DE VIGAS DE MADERA MEDIANTE KIT TENSOR .......................................................... 94 7.4.1 DESCRIPCIÓN DEL REFUERZO .................................................................................................................. 94 7.4.2 COMPONENTES DEL SISTEMA ................................................................................................................. 95 7.4.3 REQUISITOS PARA LA UTILIZACIÓN DEL SISTEMA ........................................................................................ 97 7.4.4 MONTAJE DEL KIT TENSOR PARA VIGAS DE MADERA ............................................................................... 98 7.4.5 ENSAYO ........................................................................................................................................... 100

8 ANEJOS ...................................................................................................................................... 102



1 REPARACIÓN DE FORJADOS El hundimiento parcial de unos techos en el Turó de la Peira sacó a la actualidad la problemática del cemento aluminoso. A partir de este hecho, se desencadenó un proceso de preocupación generalizada por el estado de los forjados. Se han efectuado numerosos análisis del parque de viviendas para poder cuantificar el alcance del problema, obteniendo resultados que apuntan a que a medio y corto plazo se tendrán que efectuar numerosas reparaciones estructurales. Ante esta situación, HERMS, S.A. ha diseñado un conjunto de soluciones que abarcan la reparación y refuerzo de todas las tipologías de forjados unidireccionales y otros. 1.1. Evolución histórica de los forjados unidireccionales El primer material utilizado para la fabricación de forjados unidireccionales fue la madera, capaz de absorber los esfuerzos de compresión y de tracción en una misma sección. Más adelante se empezaron a sustituir las vigas de madera por las de acero, con prestaciones muy superiores y más resistentes a los ataques exteriores. La posterior aparición del hormigón armado optimiza en una sección mixta la capacidad resistente a compresión del hormigón y la del acero a tracción. A partir de los años cuarenta se empiezan a utilizar las viguetas de hormigón armado, pero los materiales empleados para la fabricación de las mismas eran de mala calidad o reciclados. Debido a las necesidades de la época y para rentabilizar la producción, se aceleraba su endurecimiento mediante la utilización de cemento aluminoso o cemento Portland con aditivos. Para reducir más el empleo de acero, en los años cincuenta aparecen las viguetas autoportantes de hormigón precomprimido. Con la precompresión se consigue limitar la fisuración del hormigón en estado de servicio y reducir las deformaciones. La alternativa al ahorro de cemento son los forjados cerámicos, donde la cerámica colabora en la absorción de tensiones. Dichos forjados, utilizados de los años 40 a los 70, se popularizaron en el momento que interesaba disminuir el canto de los forjados, desaparecía el falso techo y se quería enyesar directamente bajo el techo.



1.2. Requisitos de los sistemas de reparación El deterioro de los forjados crea una serie de problemas cuya solución presenta varios inconvenientes, debidos todos ellos a que afecta a viviendas ya construidas:

o Introducción en la vivienda de elementos grandes y pesados, difícilmente manejables sin afectar el interior del habitáculo

o Difícil accesibilidad de los elementos de refuerzo hasta la viga a reparar

o Aumento de la carga sobre la estructura debido al peso de los elementos de refuerzo

o Repercusión económica de la reparación por m2

Si se tiene en cuenta esta problemática, a la hora de diseñar un sistema de reparación de forjados se deben fijar unos requisitos de obligado cumplimiento. REQUISITOS DE LOS SISTEMAS DE REPARACIÓN DE FORJADOS:

o Métodos de reparación económicos. Su coste no debe superar los 150 €/m2

o Sistemas extensibles y desmontables. La puesta en obra y colocación de los elementos de reparación comporta a menudo la destrucción de la tabiquería y de las instalaciones próximas a la zona a reparar.

o Sistemas de reparación sin mantenimiento.

o Refuerzos activos que entren en carga en el momento de la colocación y descarguen el forjado deteriorado.

o Refuerzos que no necesiten soldaduras para su montaje, eliminando el riesgo que supone.

o La reparación tiene que evitar el desalojo de la vivienda.

o El sistema de refuerzo tiene que ser limpio.

o Los métodos de reparación han de cumplir todos los requisitos de seguridad que exige la normativa vigente.

o Empleo de materiales comúnmente utilizados en la construcción. A partir de estos requerimientos, HERMS, S.A. ha diseñado una serie de refuerzos para forjados de vigas de hormigón, de vigas de madera, de vigas metálicas y forjados cerámicos.



2 POSTENSIÓN 2.1 Concepto de Postensión En primer lugar será necesario definir qué es el refuerzo pasivo para comprender el concepto de postensión. REFUERZO PASIVO Refuerzo pasivo es aquel que mediante la simple colocación del mismo en la parte inferior del forjado soporta toda o parte de la solicitación de la carga. Dicho refuerzo, ya sea del tipo colaborante o sustitutivo, conlleva dos grandes inconvenientes:

o Su entrada en carga solo se produce a través de un incremento de las mismas y no recupera parte de las deformaciones existentes. Este hecho acarrea dos consecuencias:

o El refuerzo, dimensionado para trabajar desde el primer momento, no está realizando su función

o El incremento de cargas necesario para que el refuerzo empiece a trabajar puede

resultar lesivo para aquellos componentes no estructurales (tabiques).

o Cuando la viga a reforzar se encuentra en condiciones de solicitación extremas, es necesario dimensionar un refuerzo sustitutivo, ya que no es prudente incrementar su estado tensional para conseguir el trabajo del refuerzo.

En la siguiente gráfica se describe como es la curva de carga de una vigueta reforzada mediante un refuerzo pasivo. Las sobrecargas seguirán una pendiente menor a partir de las solicitaciones existentes en el momento del refuerzo.



REFUERZO ACTIVO El refuerzo activo es aquel que entra en carga desde el momento de su colocación, sin ser necesario un incremento de cargas para ello. Además permite recuperar parte de las deformaciones existentes de la viga a reforzar. Las grandes ventajas conseguidas con este tipo de refuerzo son:

o En los casos en un estado de solicitaciones extremas, la postensión provocará una descarga de la vigueta reforzada, y a partir de este instante, para alcanzar el mismo estado de solicitación, será necesario un incremento proporcionalmente mayor de las mismas

o En vigas con un gran estado de deformación, la puesta en carga del elemento de refuerzo a

través de la activación del soporte, consigue recuperar en parte las deformaciones existentes. Para alcanzar la deformación inicial será necesario un incremento de cargas mayor al aumentar la rigidez del nuevo conjunto.

Si el refuerzo se apoya en un soporte que permita la elevación del refuerzo, se convierte automáticamente en un refuerzo activo.



DISTINCIÓN REFUERZOS ACTIVOS SUSTITUTIVOS O REFUERZOS MIXTOS ACTIVOS Cuando se refuerza un elemento mediante un refuerzo activo sustitutivo o cooperante, el conjunto resistente no es solidario, y se reparte las sobrecargas proporcionalmente en función de los momentos de inercia y los módulos de Young de los materiales que lo componen. La curva de carga del conjunto, en las sobrecargas futuras tendrá una pendiente menor que la curva de carga primitiva de la viga reforzada. Es decir, al incrementar las cargas se deformará menos que la viga sin refuerzo.

En el caso de los refuerzos colaborantes o mixtos se produce una unión solidaria entre el elemento a reforzar y el refuerzo y aparece un nuevo elemento resistente. De esta manera, el momento de inercia de la sección resultante aumenta aproximadamente tres o cuatro veces respecto al de los dos elementos por separado. Si el refuerzo mixto es activo, en las sobrecargas futuras, la curva de carga tendrá una pendiente tres o cuatro veces menor que en el caso de un refuerzo activo sustitutivo.

Pendiente de la curva de sobrecargas futuras En función de la relación de momentos de inercia y de módulos de elasticidad del hormigón y del material de refuerzo



Además, la ventaja de un refuerzo activo mixto sobre un refuerzo activo sustitutivo es que en las sobrecargas futuras, las deformaciones son mucho menores y es necesario un mayor incremento de carga para alcanzar el estado tensional límite.

Pendiente de la curva de sobrecargas futuras Con la sección mixta aprox. se triplica el momento de inercia de la sección resistente, con lo que la pendiente disminuye a la tercera parte.



2.2 Soporte universal de Postensión HERMS S.A. ha diseñado un sistema sencillo y práctico para convertir cualquier perfil de refuerzo en activo: el SOPORTE UNIVERSAL DE POSTENSIÓN SP3501 (basado en el antiguo soporte SP3500), que permite efectuar una postensión mesurable en los apoyos del perfil de refuerzo. Se trata de un soporte formado por dos elementos, uno fijo y otro móvil, en el que se apoya el perfil de refuerzo, y mediante tornillería se regula verticalmente la posición de la pieza móvil. Están diseñados para poder ser utilizados para trabajar con todo tipo de perfiles y el sistema de postensión permite un juego en vertical de 26 mm.

-Soporte universal de postensión SP3501 (vista frontal)- La diferencia con el antiguo soporte radica en que, para mejorar la resistencia de la pared y una mejor adherencia a la misma, se coloca previamente en la cara posterior del soporte una capa de mortero de unión o resina química (epoxi). Para aumentar la adherencia de la cara posterior del soporte con el mortero, la placa incorpora unas estrías longitudinales a modo de dientes de sierra. De esta manera, una vez fraguado el mortero, el soporte queda firmemente unido al mortero. Por otra parte, al aplicar una capa de mortero sobre la superficie de la pared, se consigue mejorar la resistencia de la misma. El sistema de anclaje se realiza a través de cuatro tacos. Dichos tacos dependerán de la tipología de la pared de apoyo.



-Soporte universal de postensión SP3501 (vista trasera)-

-Colocación soporte universal de postensión SP3501-



El soporte SP3501 es de fundición nodular tipo GGG50 (resistencia a tracción 500 N/mm2) y está recomendado para cargas de trabajo hasta 3500 kg. Debido a las dimensiones de la bandeja (112mm), no es necesaria la exactitud de las medidas del perfil, permitiéndose un cierto margen de juego (5 cm en la longitud total). Es una ventaja muy importante, ya que hasta ahora se tenía que ajustar las medidas de los refuerzos casi al milímetro. Los ensayos realizados del soporte universal de postensión SP3501 a esfuerzo cortante, para observar su comportamiento y para comprobar la resistencia de los anclajes químicos sobre una pared de fábrica de ladrillo hueco “tochana”, demuestran una mejora en el conjunto de anclaje, ya que las estrías de la placa base permiten la aplicación de mortero sobre la misma para una mayor adherencia del soporte en la pared, aumentando también la resistencia de la pared en la zona de apoyo. Las acciones conseguidas mediante la aplicación del soporte son:

1. Descarga del forjado afectado. 2. Entrada en carga del perfil de refuerzo desde el momento del montaje. 3. Mejora de la resistencia del conjunto soporte+pared. 4. Eliminación, si interesa, de posibles flechas del forjado. 5. En posteriores posibles sobrecargas no se alcanzará tan rápidamente el estado límite de la

vigueta deteriorada.

Otra de las características del soporte de postensión es la capacidad de poder aplicar una descarga determinada calculada previamente. Esta cualidad se consigue mediante una contraflecha. (Ver concepto refuerzo activo) En el anexo 7.1 se puede encontrar la descarga producida por diferentes contraflechas (4, 8 y 12 mm) aplicadas mediante el apriete del soporte universal de postensión para tres tipos de perfil de refuerzo (IPE140, IPE160 y IPE180). Las aplicaciones de este soporte se extienden a cualquier colocación de perfiles metálicos en el interior de viviendas o locales.



A continuación se adjuntan los resultados obtenidos de los ensayos del soporte de postensión. Las pruebas de carga se realizaron en el Laboratorio de Resistencia de Materiales de la Escuela de Ingenieros Industriales de Barcelona Se muestran las gráficas correspondientes a cada soporte:

o SP3501 con mortero de unión o SP3500 sin mortero de unión

Tras los ensayos se llega a la conclusión de que el soporte presenta menos deformación en la zona de trabajo real (para cargas de 0 a 3.500 kg) en los ensayos donde se ha colocado material de agarre en la parte posterior de la placa de anclaje. En ningún ensayo se ha producido rotura del soporte para las cargas de trabajo.



TIPOS DE SOPORTE DE POSTENSIÓN: SP2000

SP3501



MONTAJE DE SOPORTE UNIVERSAL DE POSTENSIÓN SP3501: Nuevo soporte de postensión para mejorar la resistencia de la pared y la adherencia del soporte

1. Repicar la zona de la pared donde se vayan a colocar los soportes de postensión hasta encontrar el ladrillo. Saneando la vigueta a reforzar, eliminando el óxido y pasivando el hierro en caso de viga metálica.

2. Replanteo de la placa del soporte de postensión, teniendo en cuenta que la altura de la bandeja del soporte dependerá de la flecha que tenga la viga; dejar un margen de 1 cm. de más en la altura de la bandeja, puesto que los tornillos de postensión del soporte permiten un juego de hasta 3 cm.

3. Una vez replanteados los agujeros, practicar los taladros con una broca de diámetro 14 mm. En caso de pared hueca se ha de colocar un tamiz en el interior de los taladros practicados.

4. Una vez realizado los taladros, inyectar la resina con la pistola aplicadora y colocar los espárragos. Antes de colocar el soporte, esperar unos diez hasta que la resina esté resistente.

5. En la zona estriada del soporte, en la parte posterior del mismo, aplicar la misma resina utilizada para los tacos. Este paso es importante para mejorar la resistencia del conjunto.

6.Colocar en la pared la placa del soporte con la resina ya aplicada en la parte posterior

7. Una vez fraguada la resina, colocar las arandelas y apretar las tuercas de los espárragos.

8. Colocar la bandeja del soporte y sujetarla con los tornillos de fijación sin apretarlos, para poder realizar después la postensión necesaria.

9. Una vez colocado el perfil de refuerzo correspondiente y retacado el mortero del mismo, acabar de elevarlo con los tornillos de postensión.

10. Apretado de los tornillos de fijación de la bandeja del soporte.

IMPORTANTE



2.3 Soporte de postensión soldable Al existir forjados en los que las viguetas de refuerzo van apoyadas sobre perfiles metálicos, se han diseñado soportes de postensión especiales que se puedan soldar en el alma de la jácena metálica, ya que los Soportes Universales de Postensión son de fundición, y su correcta soldadura es de difícil ejecución. Dichos soportes son de acero A42b y tienen las mismas funciones que los soportes de postensión de fundición. Se trata de una pieza de acero rectangular, en la que se practican dos taladros roscados donde se alojan los tornillos de postensión que actúan directamente sobre la cara inferior del perfil de refuerzo.

Para una buena colocación de soporte se tiene que realizar un cordón de soldadura alrededor del todo su contorno. Este tipo de soportes también se fabrican para el caso del apoyo sobre perfiles metálicos del sistema HERMS D.I.T. 289/R13.



1. Aplicación del soporte de postensión soldable en sistema HERMS D.I.T. 289/R

2. Aplicación del soporte de postensión soldable en cualquier tipo de perfil

Soporte soldable embebido



3 SISTEMAS DE REFUERZO DE FORJADOS Existen en general cuatro métodos de refuerzo y reparación de viguetas deterioradas. A continuación se exponen dichos métodos y sus principales características.

3.1 Refuerzo con barras sustitutivas Método 1: Saneamiento de la viga y refuerzo mediante unas barras o pletinas de acero conectados a la viga con el objetivo de substituir la armadura de tracción. Se trata de un refuerzo no sustitutivo, que a primera vista solucionaría gran cantidad de vigas actualmente deterioradas. Ventajas:

o Disminuye muy poco la altura libre

o Solución económica Inconvenientes:

o Si el hormigón de la viga ha perdido su resistencia, el refuerzo no actúa como tal, puesto que el punto débil del conjunto continúa siendo el hormigón a compresión.

o Cuando se dimensiona el acero para sustituir el de la viga no se tiene en cuenta que la viga en su momento no fue calculada para las cargas que hoy son normativa.

o Si la unión entre los dos elementos se realiza mediante resinas, hay que considerar que dichos

compuestos químicos pierden su efectividad a los 80º-90ºC.



-Refuerzo con barras sustitutivas- En el anexo 8.2 se demuestra numéricamente la poca eficacia de esta solución.



3.2 Refuerzo con perfil metálico complementario Método 2: Saneamiento de la viga afectada y refuerzo mediante la colocación en la parte inferior de la viga de un perfil que no soporta la totalidad de la carga. Se trata de un refuerzo complementario. Ventajas:

o Menor peso propio del elemento de refuerzo

o Solución económica Inconvenientes:

o Al no conectarse con la viga deteriorada, el refuerzo y la viga trabajan por separado en función de las capacidades mecánicas de los dos materiales (acero y hormigón).

o Al tratarse de un refuerzo no cooperante, no sustitutivo, en el caso de un posible colapso futuro

de la viga a reforzar, el perfil no tiene la capacidad resistente suficiente para soportar las solicitaciones.

En este tipo de refuerzo se puede introducir el concepto de postensión. El mismo método tiene una efectividad muy diferente si se comporta como refuerzo activo o como pasivo. Si se introduce una postensión en el momento del montaje, se estará descargando la viga afectada y se obligará a entrar en carga el perfil de refuerzo, distribuyéndose las cargas entre los dos elementos, tabla anexo 8.3, aligerando siempre la viga afectada y alejando de esta manera la posibilidad del colapso.



-Refuerzo con perfil metálico complementario-

Refuerzo que no soporta la totalidad de la carga → Refuerzo cooperante



3.3 Refuerzo con perfil metálico sustitutivo Método 3: Saneamiento de la viga y refuerzo de la misma mediante la colocación en la parte inferior de la viga de un perfil que soporte la totalidad de la carga. Se trata de la típica substitución funcional, donde no se cuenta de entrada con la capacidad resistente de la viga afectada y se encomienda la función resistente de toda la carga al perfil de refuerzo. Ventajas

o Soporta la totalidad de la carga en caso de colapso

o Solución económica en función de la accesibilidad Es importante tener en cuenta que la viga deteriorada también colabora en las funciones resistentes, ya que, como en el caso anterior, la viga deteriorada y el refuerzo se reparten las cargas en función de las características mecánicas de los materiales. Es erróneo considerar que solamente está trabajando el perfil de refuerzo.

Inconvenientes:

o Transporte, manejo y colocación en obra. Se trata de perfiles voluminosos y de gran peso.

o Para poder trabajar en tramos y empalmarlos se necesita la soldadura en obra.

o Los dos anteriores inconvenientes encarecen el método.

o Se incrementan las cargas sobre la estructura.

o La pérdida de altura libre es mayor Al igual que en el método anterior, es muy importante la diferenciación entre refuerzo activo y refuerzo pasivo.



-Refuerzo con perfil metálico sustitutivo-

Refuerzo que soporta la totalidad de la carga → Refuerzo sustitutivo



3.4 Refuerzo con perfil metálico mixto Método 4: Saneamiento de la viga y refuerzo mediante la conexión en la parte inferior de la viga de un perfil que por sí solo no soporta la totalidad de la carga, formando un único y nuevo elemento resistente. Se trata de un refuerzo colaborante que aprovecha la capacidad resistente a compresión de la vigueta afectada. Al formarse un nuevo elemento resistente, las cargas no se distribuyen según la tabla del anexo 8.3, sino que lo hacen según las leyes de las secciones mixtas. Ventajas: o El momento de inercia resultante es habitualmente entre tres y cuatro veces superior a la suma de

los momentos de inercia de los dos elementos por separado o Se disminuye muy poco la altura libre debido a la utilización de perfiles de canto menor

o Al trabajar con perfiles menores, disminuyen los problemas relacionados con los grandes perfiles:

transporte, manipulación, soldadura.

o Las flechas que se producen una vez realizado el refuerzo son mínimas (1/800 - 1/1500) o Para producirse el colapso hace falta un gran aumento de las sobrecargas o Aumenta la economía de la solución (perfil menor, no hay sobrecoste por transporte, manipulación,

soldadura)

Inconvenientes:

o Se ha de contar con una resistencia mínima del hormigón a compresión (100 kg/cm2)



-Refuerzo con perfil metálico mixto-



A nuestro parecer las soluciones óptimas son:

o Formación de un refuerzo mixto activo

o Refuerzo mediante un perfil que soporte la totalidad de la carga (refuerzo sustitutivo) Siempre teniendo en cuenta el carácter activo de dichos refuerzos.



4 SISTEMAS DE REFUERZO ACTIVO DE FORJADOS DE VIGUETAS DE HORMIGÓN

4.1 Patologías del hormigón El hormigón es un material históricamente joven, lo que provoca que uno de los aspectos más desconocidos sea el comportamiento en el tiempo de los elementos fabricados con dicho material. Seguidamente se resumen sus patologías más comunes hasta la fecha. CEMENTO ALUMINOSO Los hormigones fabricados con cemento aluminoso experimentan con el tiempo y con unas determinadas temperaturas una transformación química, en la que se produce un cambio de la estructura cristalina de la masa aglutinante. El proceso finaliza pasados unos 10 años, en hormigones a temperaturas normales. El fenómeno comporta una pérdida de resistencia del hormigón y un aumento de la porosidad. Las consecuencias son cuantitativamente más importantes en función del contenido de cemento, de la relación agua/cemento, del proceso de fabricación y especialmente del proceso de curado. Deberán analizarse, por el procedimiento oportuno, estas relaciones para conocer el estado actual y prever el futuro de esta resistencia. En la gráfica adjunta se puede comprobar como varía la resistencia de este tipo de cemento a lo largo del tiempo en comparación con un cemento normal que no presenta esta problemática. La primera deducción es que a partir de cierta fecha el cemento comienza a perder su resistencia y después se estabiliza.

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1 10 100 1000 10000 100000

cemento aluminoso

portland

TIEMPO (horas)

RESISTENCIA(kg/cm2)

(Jornadestècniques sobre el cimentaluminós i elsseusprefabricats Barcelona, abril 1991)

Según estudios realizados, la resistencia del hormigón aluminoso depende de la relación agua/cemento y de la cantidad de cemento empleado en su fabricación.



EVOLUCIÓN DE LA RESISTENCIA DE HORMIGONES DE DISTINTAS PROPORCIONES AGUA LIBRE/CEMENTO Resistencia a la compresión sobre probetas cúbicas de 101.5 mm de arista (kp/cm2) Relación agua/cemento

Conservadas en agua a 18ºC Conservadas en agua a 38ºC

24 h 7 días 28 días 3 mes 1año 5años 8.5año 7 días 28 días 3 mes 1 año 5 años 8.5 años

0,25 700 860 945 1020 1050 ___ ___ 915 760 470 510 550 510

0,30 620 765 830 885 890 820 830 780 555 350 375 410 420

0,35 555 690 750 785 775 645 670 685 425 275 290 320 345

0,40 510 630 680 710 685 520 530 610 340 220 230 255 280

0,45 470 580 625 650 615 430 405 555 275 180 190 210 230

0,50 435 545 580 600 560 365 310 505 230 155 160 180 190

0,55 410 510 545 555 515 310 235 465 195 130 135 155 160

0,60 385 480 515 520 475 270 170 430 170 115 115 135 135

0,65 365 455 485 490 445 240 ___ 405 150 100 100 115 ___

0,70 350 435 460 465 415 210 ___ 380 130 90 90 105 ___

(Jornadestècniques sobre el cimentaluminós i elsseusprefabricats Barcelona, abril 1991) El cemento aluminoso pierde su resistencia hasta llegar a una estabilización pasado un periodo de 20 años. La utilización de este cemento tuvo lugar entre 1950 y 1970, por tanto la aplicación de un sistema de refuerzo que aproveche la resistencia de esta viga puede garantizar su durabilidad.



CORROSIÓN DE ARMADURAS La corrosión de las armaduras del hormigón se produce en medios húmedos y es debida a la formación de una pila electrolítica. Las consecuencias son la formación de productos de corrosión con un gran aumento de volumen respecto al metal original y la consiguiente rotura del hormigón que los envuelve. A pesar de todo, el acero de los hormigones en ambientes húmedos no tiene que presentar problemas de corrosión, debido a una doble protección que proporciona el hormigón:

o Protección física formada por el recubrimiento que impide la penetración del agua.

o Protección química debida a la alcalinidad del hormigón que envuelve la armadura. Para cada metal se han de dar unas condiciones de pH y de potencial para que se produzca la corrosión. En el endurecimiento del hormigón se forman unos compuestos que otorgan al conjunto un carácter alcalino (pH 12) que garantizan inicialmente la pasividad del acero frente a la corrosión.

Si por alguna causa fallan estas protecciones en un ambiente húmedo, aparece la corrosión CARBONATACIÓN Con el tiempo, el CO2 de la atmósfera pasa a través de los poros del hormigón, reacciona con los compuestos responsables de la alcalinidad y produce la carbonatación del hormigón. Esta reacción provoca descensos de la alcalinidad del hormigón hasta valores lo suficientemente bajos que no garanticen la protección química que inicialmente existía contra la corrosión, fenómeno llamado despasivación. La reacción en si no provoca ningún efecto negativo en el hormigón, pero a partir de ese momento se puede producir la corrosión de las armaduras si la presencia de humedad es suficiente. La reacción avanza del exterior al interior de la masa de hormigón, con una velocidad variable en función de su porosidad, de las fisuras y del grado de humedad existente. De aquí se deduce la importancia del grueso de recubrimiento en las piezas de hormigón, ya que de ello dependerá la despasivación de las armaduras. Tanto en el caso de cementos Portland como aluminosos, en contacto con el CO2 del aire se carbonatan. En el caso de los aluminosos el problema es mayor debido a su menor reserva alcalina y su elevada porosidad. CLORUROS Los iones cloro tienen la capacidad de perforar puntualmente la capa de pasivación de un acero en un ambiente alcalino. Provoca una corrosión puntual conocida como picadura. No se suele producir la rotura de una armadura debido a la picadura, pero es más corriente que suceda en cables de pretensado, de diámetro más reducido. La presencia de cloruros en la masa de hormigón puede ser debida a la aportación de algunos de sus materiales constituyentes o a aportaciones exteriores, normalmente asociadas a atmósferas marinas.



SULFATOS La presencia excesiva de sulfatos en la masa del hormigón, simultáneamente a la presencia de humedad, da lugar a la formación de reacciones de tipo expansivo que provocan la rotura del hormigón. Se trata normalmente de un ataque por aportaciones externas y el efecto es una descamación del hormigón hasta pérdidas notables de sección. A este fenómeno se asocian problemas de corrosión. OTRAS CAUSAS Otras fuentes de problemas de los forjados de viguetas de hormigón son los derivados del mismo elemento constructivo:

o La no utilización de chapa de compresión, lo que puede producir unas deformaciones no deseadas.

o La no utilización de zunchos perimetrales, que reduce la ligadura transversal y el encastamiento de las vigas en las paredes de carga.

También pueden aparecer problemas estructurales derivados del uso al que han estado sometidos los forjados, como las cargas excesivas y las humedades. 4.2 Refuerzo óptimo: refuerzo mixto activo Tal y como se expuso en el capítulo 3, el refuerzo óptimo a la hora de reparar cualquier tipo de forjado es el refuerzo mixto activo, que tiene la ventaja, además de las ventajas propias de los sistemas activos, de aprovechar la resistencia residual a compresión del forjado existente. El propósito de la sección mixta es que se forme un nuevo elemento donde el acero de refuerzo absorba las tracciones y el hormigón las compresiones. Al formarse un nuevo elemento resistente, la fibra neutra se desplaza y, para un buen dimensionado del refuerzo, se intenta que se sitúe por la zona de unión entre los dos elementos. Como se observa en gráfico del apartado 4.1, la resistencia del hormigón en viguetas afectadas por diferentes patologías, como la aluminosis, se estabiliza y se mantiene constante una vez han pasado dos décadas. El requisito a cumplir para considerar que se forma un nuevo elemento resistente es que la unión entre los dos materiales sea lo más perfecta posible. Para conseguir dicho objetivo, se crea una unión mecano-química:

o Mediante una unión química a través de resinas epoxi

o Mediante una unión mecánica, a través de conectadores que fijan los dos materiales y el mortero de unión entre sí.



De esta manera se suplen las deficiencias de los dos métodos por separado:

o La ineficacia de las resinas a altas temperatura y su poca fiabilidad en cementos defectuosos, en el caso de uniones químicas.

o Necesidad de la separación química para unir dos hormigones diferentes, en el caso de uniones mecánicas.

La ventaja añadida del uso de secciones mixtas para el refuerzo de forjados es que se trabaja con perfiles de refuerzo de menor canto y peso, pudiendo así aumentar la altura libre y abaratar costes en comparación con la colocación de refuerzos sustitutivos.



4.2.1 Sistema HERMS D.I.T 289/R13 EL SISTEMA HERMS DISPONE DEL DOCUMENTO DE IDONEIDAD TÉCNICA NÚM. 289/R13. 4.2.1.1 Descripción del sistema El sistema consiste en la disposición bajo la vigueta a reforzar de una viga telescópica de perfiles tubulares cuadrados de acero galvanizado, que disponen en su cara superior de bulones soldados, los cuales actúan como conectores entre ambos elementos (vigueta deteriorada y vigueta de refuerzo). Además, en la parte inferior de la vigueta afectada se realizan unos pequeños taladros donde se colocarán unos tornillos anclados a modo de conectores. El espacio existente entre dichos elementos, previa imprimación de la superficie inferior de la vigueta con resina epoxídica, queda relleno con mortero de retracción controlada, consiguiéndose de esta forma un trabajo conjunto entre el forjado existente y el refuerzo, mejorando así la capacidad resistente del primero al formarse una sección mixta. En el interior del espacio retacado con mortero de retracción controlada, se dispondrán cuatro barras de acero corrugado B500SD de 10 mm de diámetro y 900 mm de longitud, sobre cada una de las dos zonas de unión de los perfiles.

-Sección D.I.T 289/R13-

SISTEMA CONFORME CON EL



-Sistema Herms D.I.T 289/R13- Los perfiles cuadrados que constituyen la viga de refuerzo se fijan entre sí mediante tornillos, denominados tornillos de fijación, que permiten garantizar un mejor ajuste entre los tramos, superando las dificultades de acoplamiento derivadas de las tolerancias dimensionales de los perfiles y del galvanizado posterior. Dichos tornillos poseen en su cabeza un tetón con punta templada, que se clava en el perfil interior en el proceso de apriete, evitando desplazamientos longitudinales entre los diferentes tramos de la viga de refuerzo. La transmisión de esfuerzos a los muros, jácenas o zunchos donde descansa el forjado, se realiza a través de apoyos (piezas de fundición nodular), sujetos a los mismos mediante anclajes de tipo químico, con tamiz o sin tamiz, según los casos. Dichos apoyos no transmiten momentos a los elementos estructurales citados. En cada apoyo se disponen dos tornillos de postensión, que, mediante apriete, presionan la viga de refuerzo contra el forjado existente (activación del sistema). Dichos tornillos juntamente con los tornillos de fijación, desarrollan las fuerzas necesarias para que la viga de refuerzo entre en carga. No obstante, dada la colaboración del forjado existente, debe garantizarse la estabilidad del mismo hasta que el mortero de relleno tenga la resistencia necesaria como para poder transmitir, con un nivel de seguridad suficiente, los esfuerzos derivados del trabajo conjunto del refuerzo y el forjado. La constitución telescópica de la viga de refuerzo permite un fácil y cómodo transporte, manipulación y montaje de la misma.



4.2.1.2 Componentes del sistema Tubo de refuerzo La vigueta metálica es el elemento estructural más importante del sistema HERMS D.I.T. 289/R13, al ser la que forma parte de la sección mixta junto con la viga a reparar. Dicha vigueta está constituida por tres tramos de tubo cuadrado de acero galvanizado, un tramo central, de 100x100x4 mm y dos tramos laterales de 90x90x4 mm.

Los dos tramos laterales deslizan por el interior del central y se bloquean mediante un tornillo de fijación. Deben empotrar entre 35 y 45 cm con el central.

TRAMO

b=h (mm)

e (mm)

ÁREA (cm2)

Ix (cm4)

PESO (kg/m)

CENTRAL

100

4

15.36

236.3

12.06

LATERAL

90

4

13.94

169.9

10.94

El tubo central está estampado en su parte inferior para permitir el alojamiento de la tuerca del tornillo de fijación. Los tubos laterales tienen un corte en su parte extrema a 45º con el fin de permitir el apretado de los tornillos de postensión.



Sobre la cara superior de la viga metálica hay soldadas dos hileras de conectores metálicos Ø8 mm y h=14 mm, que son los que facilitan la unión con la vigueta de hormigón. Las dos hileras están separadas 40 mm y los conectores están distanciados entre si 90 mm. Esta distribución es suficiente para absorber el esfuerzo rasante en viguetas de edificación según ensayos del Laboratorio de Elasticidad y Resistencia de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de Barcelona. El galvanizado se realiza por inmersión, una vez operados sobre el perfil todas las perforaciones y cortes necesarios. Con el objetivo de asegurar la continuidad del acero en la sección más débil del conjunto, la unión de los tramos laterales con el central, se colocan dos barras de acero corrugado B500S (AEH500S) Ø10 mm. En cada empalme. NOTA IMPORTANTE: A pesar de que en el sistema se propone la formación de una viga mixta, con la necesaria colaboración de forjado existente, es evidente que el perfil metálico de refuerzo, de forma aislada (sin la colaboración del forjado existente), tiene capacidad mecánica suficiente como para garantizar hasta una luz máxima, en función de la carga e intereje considerado, la estabilidad del forjado en caso de pérdida total de resistencia de la vigueta afectada. Siempre que se mantengan las limitaciones de resistencia y deformaciones de la normativa en vigor. EL SISTEMA HERMS D.I.T. 289/R13 ES CONFORME CON EL CÓDIGO TÉCNICO DE EDIFICACIÓN Sistema de unión Para unir la viga antigua con el nuevo elemento formado por los tubos metálicos se debe rejuntar o rellenar siempre con mortero de unión. Para asegurar la adherencia del mortero de unión con la viga de hormigón se ha de aplicar una capa de pintura epoxi sobre la cara inferior de la viga a reparar, que además de la adherencia, actúa como separador químico entre los dos tipos de hormigones. En el caso de la viga metálica inferior, los tornillos de fijación de la viga son los encargados de asegurar una buena conexión entre la viga y el mortero. Se ha de remarcar que la utilización de los anclajes mecánicos (tornillos de fijación) no da lugar a errores en la formación de la viga mixta, ya que por sí solos absorben el esfuerzo rasante, independientemente de la adherencia conseguida con las resinas epoxi, asegurando la eficacia de la unión. Es necesario remarcar la necesidad de los tornillos de fijación de la viga de hormigón, ya que en caso de incendio las resinas epoxi pierden todas sus propiedades (80-90ºC) y su comportamiento es poco fiable en cementos defectuosos. Esto obliga a asegurar la unión por medios mecánicos, o sea, los conectadores. Teniendo en cuenta todos los elementos que intervienen en el sistema de unión, se considera que se forma una unión mecano-química entre la vigueta afectada y el perfil de refuerzo. La unión mecánica la aseguran los diferentes conectores dispuestos en la unión y la unión química es asegurada por el efecto de la resina epoxídica y el mortero de unión.



Conectores de la vigueta de hormigón Tornillos de acero de métrica 6 u 8, según el cálculo, y 70 mm de altura, separados entre sí 200 mm como mínimo, distribuidos uniformemente a lo largo de toda la longitud de la vigueta de hormigón y sobre el eje de simetría de la misma, sobresaliendo respecto a su cara inferior unos 18 mm. Se bañan en resina epoxi, previamente a su colocación, con el objetivo de protegerlos de la posible carbonatación de la viga. Su función, además de asegurar la unión, consiste también en absorber el esfuerzo rasante.

-Conectores vigueta hormigón-

Conectores del perfil metálico Se trata de pernos o bulones metálicos de Ø8 mm y 14 mm de altura, soldados sobre la superficie superior del perfil de refuerzo separados 90 mm entre sí y dispuestos en dos hileras paralelas a la dirección longitudinal, simétricamente dispuestas respecto al eje de la pieza y separadas entre sí 40 mm. Su función es absorber el esfuerzo rasante y asegurar la buena adherencia del perfil con el mortero de unión.

-Conectores del perfil metálico-



Mortero de unión Se utiliza el MORTERO SIKA TOP 122, mortero de retracción controlada. Su función es primordialmente resistente, en cuanto que debe de ser capaz de soportar las tensiones tangenciales derivadas del trabajo conjunto de la vigueta deteriorada y la viga de refuerzo. La resistencia mínima a compresión será tal que no produzca fallo por aplastamiento del mortero en la zona inmediata a los conectores. Resina epoxídicaSikadur 32 Fix Ejerce una doble función. Por un lado constituye un puente de unión entre la vigueta deteriorada y el mortero SIKA TOP 122 que rellena el espacio entre ésta y la viga de refuerzo, debiendo garantizar, juntamente con los conectores anclados en la vigueta, la transmisión del esfuerzo rasante derivado del trabajo conjunto de ambos elementos. Por otra parte ejerce también de separación química entre dos tipos de materiales incompatibles, a saber, el cemento deteriorado de la vigueta y el cemento del mortero SIKA TOP 122. Tornillos de fijación Una vez se realiza el montaje de la viga metálica, el paso siguiente es el apoyo a las paredes y la fijación o bloqueo de los tramos de dicha viga. Los tornillos de fijación tienen por misión bloquear los tubos entre sí y evitar desplazamientos relativos entre los perfiles en dirección longitudinal. Están compuestos de rosca y espiga, presentando esta última en su extremo superior una punta templada que penetra en el perfil interior (tramo lateral) cuando se realiza el apriete del tornillo Se aprieta mediante una llave Allen M10.



Tornillos de postensión Tornillos de acero, con su tuerca correspondiente, que se sitúan en la pieza de apoyo y que mediante el apriete contra la superficie interior de la cara superior del perfil de refuerzo permiten la entrada en carga del sistema. Este desplazamiento vertical del perfil se realiza hasta que el mortero de unión empieza a rebosar, asegurando de esta manera que éste queda totalmente en contacto con la cara inferior de la vigueta afectada. La longitud de la rosca es de 40 mm, permitiendo cierto grado de tolerancia en la disposición en dirección vertical de la pieza de apoyo. Se aprieta mediante una llave Allen M10.

Apoyos El apoyo se realiza a través de una pieza de fundición nodular que transmite mediante los anclajes las cargas de la viga al elemento resistente. La transmisión de las cargas desde la viga al apoyo se realiza a través de los tornillos de postensión, en cuya cabeza apoya el extremo del perfil de refuerzo. Dichos tornillos quedan encajados en la pieza de apoyo. El apoyo se fija al elemento resistente mediante tres tacos químicos. En el caso de ser pared hueca o ladrillo de mala calidad se utilizan los tacos químicos con tamiz. En caso de paredes macizas o de hormigón se utilizan también tacos químicos pero sin tamiz. En el caso de que la viga a reparar sea en voladizo, se dispondrá de un soporte en un extremo de la viga y en el otro se estudiará la solución estándar (ver apartado de voladizo 4.2.1.4)



Las perforaciones practicadas en la pieza de apoyo para la colocación de los anclajes al soporte permiten cierta tolerancia en la dirección horizontal.



4.2.1.3 Montaje de sistema HERMS D.I.T 289/R13

1. La primera operación consiste en el saneado de la base de la vigueta afectada. Se deben eliminar los restos de yeso y pintura, el hormigón deteriorado de la suela de la vigueta, así como trozos de alambre o armadura sueltos

2. Una vez saneada la parte inferior de la vigueta, se repica la zona de la pared donde se vayan a colocar los soportes de postensión, hasta encontrar el ladrillo o la pared de hormigón.

3. Replanteo del soporte de postensión, aproximadamente 3 o 4 cm por debajo de la vigueta afectada o del punto de flecha máxima. Es recomendable que siempre se compruebe la flecha máxima para evitar posteriores problemas. De todas maneras hay que tener en cuenta que los tornillos de postensión del soporte permiten un juego de hasta 6 cm

4. Una vez marcados los tres agujeros, practicar los taladros. En caso de pared de ladrillo hueco o de mala calidad (como en la foto) se utilizan tacos químicos, con lo cual la broca tiene que ser de 14 mm. En caso de paredes macizas o de hormigón, se utilizan también tacos químicos pero sin tamiz, con lo que la broca ha de ser de 15 mm.

5. En el caso de los tacos químicos, una vez realizado el taladro, colocar en su interior los tamices e inyectar la resina con la pistola aplicadora.

6. Colocar los espárragos y esperar unos diez minutos hasta que la resina esté dura y resistente.

7. Colocar el soporte y apretar las tuercas de los espárragos.

8. Insertar después los tornillos de postensión en los respectivos agujeros del soporte.





9. Marcar los agujeros donde se colocaran los tornillos de fijación. Se tienen que colocar en el eje central longitudinal de la vigueta, separados 20 cm entre ellos.

10. Una vez marcados todos los agujeros en la vigueta, realizar los taladros con una broca de 6 mm, a una profundidad de 5 cm

11. Antes de colocar los tornillos de fijación M6x70, se aplica la capa de resina epoxi sobre la base de la vigueta. Para eso hay que preparar previamente la mezcla. La resina consta de dos componentes y para su preparación hay que verter todo el contenido del componente B (bote pequeño) dentro del componente A (bote grande).

12. Una vez vertido todo el contenido del componente B sobre el componente A, mezclar hasta que se consiga un líquido homogéneo (la reacción desprende calor).

13. Aplicar la mezcla con un pincel en toda la base de la vigueta. La aplicación sobre la vigueta tiene un tiempo de trabajo relativamente corto, con lo que es aconsejable en caso de reparación de muchas viguetas, realizar esta operación vigueta por vigueta y no todas a la vez.

14. Mojar los tornillos de fijación M6x70 en la resina.

15.Una vez mojados en resina, colocar con la ayuda de una maceta los tornillos en los agujeros realizados en la base de la vigueta a cada 20 cm, de tal manera que sobresalga la cabeza del tornillo de fijación M6x70 aproximadamente 1 cm.

16. Vista de todos los tornillos colocados, alineados en el eje central, separados 20 cm entre ellos y sobresaliendo 1 cm las cabezas de los mismos.

IMPORTANTE




17. En caso de que haya un tabique intermedio, realizar un agujero en el mismo de unas dimensiones de 20 x20 cm para permitir el paso del refuerzo telescópico. Cuando no existen tabiques, montar los tres tramos de la viga para elevar el conjunto montado

18. Una vez colocados los soportes, aplicada la resina, colocados los tornillos de fijación y, si existe un tabique intermedio, realizados los agujeros pasantes, proceder a montar la vigueta telescópica. Ésta consta de tres tramos, un central de 100x100x4 y dos laterales de 90x90x4. Los tramos laterales se introducen dentro del central y quedan fijados mediante un tornillo de fijación que dispone de una punta templada que, al apretar, se clava en el tramo lateral.

19. El tornillo se coloca en unos agujeros existentes en los extremos del tubo central.

20. Una vez colocado, introducir los tramos laterales.

21. El tornillo se debe dejar aflojado para permitir el libre juego entre los dos tubos para una mejor colocación.

22. En el caso de la existencia de tabiques, pasar dos tramos por un lado del mismo y el tramo lateral que falta colocarlo por el otro lado del tabique. De este modo el montaje de los tres tramos se realiza teniendo apoyada la vigueta en el tabique.

23. Preparar el mortero para aplicar sobre la vigueta telescópica. Verter todo el contenido de la garrafa sobre el recipiente en que se vaya a realizar la mezcla.





25. Con la ayuda de la paleta colocar el mortero encima de la vigueta telescópica, un grueso de 2-3 cm.

26. Una vez colocado el mortero en toda la superficie superior del tubo, acabar de elevarlo y colocarlo en los soportes de postension, con los tornillos de postension previamente bajados al máximo. En este momento es de gran ayuda el carácter telescópico del sistema para acabar de ajustar la longitud de la vigueta.

27. Colocar 4 barras corrugadas de Ø10 (negativos) en las zonas de unión (empalmes) de los tubos. Hay que montar dos negativos en cada zona de empalme, uno en cada lado del tubo. En total hay que colocar cuatro negativos por viga de refuerzo.

28. Mediante una llave Allen M10 apretar los tornillos de postension de los soportes. De esta manera se eleva la vigueta telescópica y va entrando en carga. Cuando el mortero empiece a rebosar en toda la longitud de la vigueta, parar de apretar. Retacar el mortero sobrante y alisar.

29. Apretar con una llave Allen M10 los tornillos de fijación del tubo para que queden los tres tramos de tubo bloqueados.

30. Vista de la vigueta colocada y acabada.

MUY IMPORTANTE




4.2.1.4 Vigas en voladizo Las vigas en voladizo se podrán montar de dos maneras diferentes en función de si existe o no zuncho o jácena en el apoyo del voladizo.

A. Montaje de viga en voladizo: caso pared sin zuncho o sin jácena

1) Preparación de la vigueta a reparar igual que en el caso de viga entera

2) Colocación de tubo pasante en la pared (solo en casos de pared exterior sin jácenas o zunchos)

3) Introducción del tramo exterior. El tramo se coloca con el mortero fresco encima. En este caso el tramo exterior es tubo de 90x90x4.

4) Montaje de la viga (igual que en el caso de una viga normal)

Colocación de la viga en el soporte y en el tramo exterior. Apretar los tornillos de fijación. Apretar los tornillos de postensión del soporte. Rejuntado y alisado del mortero de unión.

2

3



Montaje de viga en voladizo: caso pared con zuncho o jácena

1) Preparación de la vigueta a reparar igual que en el caso de viga entera

2) Colocación del tramo exterior y tramo interior, en los cuales van soldadas una pletinas que permiten el paso de unos espárragos de transmisión de momento (sin atravesar las armaduras). Apriete de las tuercas de los espárragos.

3) Montaje de la viga (igual que en el caso de una viga normal). Colocación de la viga en el

soporte y en el tramo soldado a la pletina. Apretar los tornillos de fijación. Apretar los tornillos de postensión del soporte. Rejuntado y alisado del mortero de unión.

2



DETALLE PLACA TIPO:

170

150

250

espesor de la placa = 12 mm

DETALLE PLACA VOLADIZO

mortero SIKATOP 122

colocado c/20 cm

conector M6x70

125

DETALLE PLACA CON PERFIL DE REFUERZO

90

jácena

135

50

250

90

125

vigueta a reforzar

poner varilla dentroromper revoltón para

resina SIKADUR 32 FIX

25

2020

275

Ø17

40

50



4.2.1.5. Ensayos ENSAYO REALIZADO EN EL INSTITUTO TORROJA PARA LA OBTENCIÓN DEL D.I.T. A continuación se describe uno de los ensayos realizados en el Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja para la obtención del Documento de Idoneidad Técnica (Expediente de ensayo nº 16504 realizado en el IETCC) 1) Disposición de los ensayos (*) Sobre muros de ladrillo hueco doble de medio pie de espesor y 50 cm de anchura, enlucidos y con una separación entre caras externas de 4 m e internas de 3.75 m, se apoyaron viguetas de hormigón que constituían el elemento a reforzar. Para simular el peso de los forjados superiores, se disponían unos perfiles metálicos sobre la cara superior de los muretes de ladrillo y enrasados con las viguetas. Para los ensayos se utilizaron viguetas fabricadas en el Instituto Torroja que se hicieron con un hormigón cuya resistencia era de 106 kp/cm2, llevando como armadura de compresión un redondo de 8 mm de diámetro, y de tracción uno de 4 mm que se extendía a los 2/3 de la longitud total de la vigueta en su zona central. Se dispusieron bajo cada una de las viguetas una viga de refuerzo y los anclajes (tres por apoyo, de tipo químico, sistema HIT de HILTI). 2) Dispositivo de aplicación de cargas Se disponía para estos ensayos, de un equipo de aplicación de carga compuesto por un gato de 20 Mp y un dinamómetro, dispuestos de manera que la carga máxima alcanzada fuera de 10 Mp. La presión existente en el gato era medida por un captador de presión situado en la cabeza de éste. Asimismo se leían por medio del ordenador los flexímetros que se disponían bajo las viguetas para medir flechas. Uno en el centro del vano y otros dos a 10 cm de los apoyos. La carga era aplicada mediante un perfil de reparto colocado bajo el gato, que descargaba en dos rodillos que se apoyaban a su vez sobre unas placas colocadas sobre la vigueta y recibidas con escayola. Estas placas, situadas en los puntos de carga sobre la vigueta, estaban colocadas a tercios de la luz en las viguetas ensayadas a flexión y a 50 cm de los apoyos en las viguetas ensayadas a cortante. 3) Fases de carga Se dejó transcurrir un plazo de 14 días desde el montaje del sistema hasta la realización del ensayo, para obtener las resistencias adecuadas en el mortero de unión. Tanto en los ensayos a flexión como de cortante la carga se aplicó en escalones de 200 kp hasta llegar a 600 kp. En ese momento se descargó. Una vez estabilizada la flecha se reinició el proceso de carga igualmente en escalones de 200 kp que continuó hasta la rotura de la vigueta. El valor de carga de 1500 kp para el que se da la flecha, correspondería a la carga total sin mayorar que actúa sobre una banda de forjado de 0.7 m, con una luz de vano de 3.75 m y una carga uniformemente repartida de 570 kp/cm2.



*EXTRACTO DEL DOCUMENTO DE IDONEIDAD TÉCNICA NÚM. 289/R (PAGS. 9 y 10) Gráficas de los ensayos realizados en el Instituto Eduardo Torroja para la obtención del Documento de Idoneidad Técnica.

FLECHA EN 1500 kp: 3.23 mm CARGA DE ROTURA: 4.820 kp TIPO DE ROTURA: Fisura continua a lo largo del alma de la vigueta. No se produce agotamiento del perfil de refuerzo.

FLECHA EN 1500 kp: 3.69 mm CARGA DE ROTURA: 4.300 kp TIPO DE ROTURA: A los 4000 kp rotura de la vigueta reforzada. No se produce agotamiento del perfil de refuerzo.



ENSAYO REALIZADO EN LA ESCUELA DE INGENIEROS INDUSTRIALES DE BARCELONA A continuación se describe el ensayo realizado en el Laboratorio de elasticidad y Resistencia de Materiales de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de Barcelona. Se trata de la realización de ensayos de flexión sobre una muestra de vigueta de hormigón armado y pretensado reforzada con la viga metálica extensible D.I.T. 289/R. Descripción del ensayo:

o La muestra se ha apoyado, a través de la viga metálica, sobre dos prismas de acero (a=60 mm), con una luz entre apoyos de 5840 mm (viga de 6 m).

o Las fuerzas se han aplicado en dos puntos simétricos a través de dos medias cañas metálicas. o Las fuerzas se han generado mediante un cilindro hidráulico y un repartidor de cargas. Se ha

medido la fuerza total aplicada mediante un captador de presión extensiométrico conectado al circuito hidráulico.

o Se ha medido el desplazamiento vertical del punto central de la viga mediante un captador de desplazamiento potenciométrico.

Se trata del ensayo de una vigueta comercial pretensada de 6 m. a la que se le cortaron las barras de acero del ala inferior. La resistencia a compresión del hormigón es de 400 kp/cm2.

90 m m

CONECTORES D.8

VIGUETA DE HORMIGONH=180mm

2x2 D. 10 AEH500

CORTE DE LOS ALAMBRES

90X90X4mm 100x100x4 mm



Resultados A 4000 kgf los dos tubos laterales se han deslizado del central unos 3 mm aproximadamente. La fuerza total máxima alcanzada es Fmax = 4600 kp, que provoca unos esfuerzos máximos de sección M=4416 m kp y T=2300 kp El fallo se ha producido iniciándose una grieta por tensiones cortantes que ha recorrido toda la sección hasta el ala superior, donde finalmente se ha producido también una rotura a compresión.

Carga de rotura teórica: 4619 kp Carga de rotura ensayo: 4570 kp Flecha teórica: 5.6 cm Flecha ensayo: 5.2 cm



4.2.1.6. Cálculos El método de cálculo para el dimensionado de las secciones mixtas es el sistema lineal Influencia geométrica del refuerzo HERMS D.I.T. nº 289/R 1) Aumento relativo del momento resistente debido al aumento de la superficie de acero: Un refuerzo consistente en la colocación de una sección de acero que aumente mínimamente el canto no contribuye a un aumento del momento resistente

El punto débil de la sección deteriorada es por pérdida de resistencia del hormigón a compresión. Por mucha sección de acero que se añada, no compensa la pérdida de resistencia a compresión del hormigón. Por eso se considera que el sistema de refuerzo HERMS, en cuanto a aumento de superficie de acero, casi no contribuye al aumento de momento resistente: (∆=incremento relativo de la resistencia del conjunto debido al aumento de sección de acero)

1.1>1+∆<1 2) Aumento relativo del momento resistente debido al aumento del canto:

Wxfinal≈ f (H+14)2 ≈ (H+14)2 = Yc Wxinicial f (H)2 (H)2 3) Aumento relativo total del momento resistente:

Y = Ycx (1+∆)

CANTO VIGUETA H+2 cm 20 18 16 γ 2.89 3.16 3.51

4) Aumento relativo de los momentos de inercia:

Ix final ≈ f (H+14)3 ≈ (H+14)3 Ixinicial f (H)3 (H)3

CANTO VIGUETA H+2 cm 20 18 16 Ix fin / Ixini 2.89 3.16 3.51

Con el sistema HERMS D.I.T. 289/R se multiplican por 3 los coeficientes de seguridad de los forjados



4.2.2 Sistema de refuerzo TUBO CR D.I.T. 289/R13 4.2.2.1 Descripción del sistema En muchas ocasiones, debido a las características de la construcción, las viviendas tienen una altura libre muy reducida, impidiendo el refuerzo del forjado mediante perfiles de mucho canto. En estos casos no es aconsejable la reparación con el sistema HERMS D.I.T. 289/R13 mediante perfiles tubulares, ya que disminuyen aproximadamente unos 12 cm la altura libre. Para este tipo de forjados el refuerzo óptimo se basa en la colocación debajo de la vigueta afectada de un perfil tubular de 6 cm de canto, que forma una sección mixta con el hormigón de la vigueta existente, igual que el sistema HERMS D.I.T. 289/R13. El sistema tubo de canto reducido (TUBO CR) puede sustituir al sistema extensible para luces de aproximadamente 3.5 m, o para luces mayores según las condiciones del hormigón. Los únicos inconvenientes que aparecen al trabajar con perfiles de canto tan pequeño son:

o Su dificultad de ser activados

o No se pueden convertir en telescópicos, reduciendo de esta manera el campo de aplicación a habitáculos donde sólo sea posible el acceso de los perfiles enteros.

SISTEMA CONFORME CON



Este perfil, para poder formar la sección mixta, necesita de una conexión perfecta. Esto se consigue, al igual que en el caso del refuerzo tubular HERMS D.I.T. 289/R13, mediante una unión mecano-química.

-Sección D.I.T. 289/R13 CR- La unión mecánica la realizan unos bulones soldados en la cara superior del perfil y unos conectadores colocados en perforaciones realizadas en la base de la viga. El espacio entre el refuerzo y la vigueta existente se rellena con mortero de alta resistencia y realiza la unión mecánica entre los dos elementos. Igual que en el caso del refuerzo tubular, la unión química se realiza mediante la imprimación de la base de la vigueta con una capa de resina epoxi. Como ya se ha expuesto, el sistema de refuerzo TUBO CR no es extensible ni desmontable, por lo que siempre tendrá la misma medida que la viga a reforzar. El sistema de apoyo a muros o jácenas se realiza a través de unos soportes de postensión, fabricados de fundición nodular, sujetos mediante anclajes químicos. Dichos soportes no transmiten momentos a los elementos estructurales antes citados. En cada apoyo se disponen dos tornillos de postensión, que, mediante apriete, presionan la viga de refuerzo contra el forjado existente (activación del sistema). Dichos tornillos desarrollan las fuerzas necesarias para que la viga de refuerzo entre en carga. Debe, no obstante, dada la colaboración del forjado existente, garantizarse la estabilidad del mismo hasta que el mortero de relleno tenga la resistencia necesaria como para poder transmitir, con un nivel de seguridad suficiente, los esfuerzos derivados del trabajo conjunto del refuerzo y el forjado. NOTA IMPORTANTE: A pesar de que en el sistema se propone la formación de una viga mixta, con la necesaria colaboración de forjado existente, es evidente que el perfil metálico de refuerzo, de forma aislada (sin la colaboración del forjado existente), tiene capacidad mecánica suficiente como para garantizar hasta una luz máxima, en función de la carga e intereje considerado, la estabilidad del forjado en caso de pérdida total de resistencia de la vigueta afectada. Siempre que se mantengan las limitaciones de resistencia y deformaciones de la normativa en vigor. EL SISTEMA TUBO CR D.I.T. 289/R13 ES CONFORME CON EL CÓDIGO TÉCNICO DE EDIFICACIÓN



4.2.2.2 Componentes del sistema Perfil de refuerzo El perfil empleado es un perfil tubular de acero de 4 mm de grosor. Las dimensiones del tubo son de 100 x 60 x 4 mm, y la longitud de cada perfil dependerá siempre de la viga a reforzar, al no poder ser extensible. Se suministran galvanizados.

En la cara superior del perfil hay dos filas de bulones soldados, separados a cada 200 mm, que son los encargados de realizar la conexión mecánica con el mortero de relleno. Sistema de unión

Para unir la viga antigua con el nuevo elemento de refuerzo se debe rejuntar o rellenar siempre con mortero de unión. Para asegurar la adherencia del mortero de unión con la viga de hormigón se ha de aplicar una capa de pintura epoxi sobre la cara inferior de la viga a reparar, que además de la adherencia, actúa como separador químico entre los dos tipos de hormigones.

Los tornillos de fijación de la viga son los encargados de asegurar una buena conexión entre la viga y el mortero. La utilización de dichos tornillos no da lugar a errores en la formación de la viga mixta, ya que por sí solos absorben el esfuerzo rasante, independientemente de la adherencia conseguida con las resinas epoxi, asegurando la eficacia de la unión.

Es necesario remarcar la necesidad de los tornillos de fijación de la viga de hormigón, ya que en caso de incendio las resinas epoxi pierden todas sus propiedades (80-90 C) y s u comp en cementos defectuosos. Esto obliga a asegurar la unión por medios mecánicos, o sea, los conectadores.

Teniendo en cuenta todos los elementos que intervienen en el sistema de unión, se considera que se forma una unión mecano-química entre la vigueta afectada y el perfil de refuerzo. La unión mecánica la aseguran los diferentes conectores dispuestos en la unión y la unión química es asegurada por el efecto de la resina epoxídica y el mortero de unión.

base altura espesor AREA Ix PESO

100 60 4 12,25 159,22 9,71

67,43



Conectores de la vigueta de hormigón

Tornillos de acero de métrica 6 u 8, según el cálculo, y 70 mm de altura, separados entre sí 200 mm como mínimo, distribuidos uniformemente a lo largo de toda la longitud de la vigueta de hormigón y sobre el eje de simetría de la misma, sobresaliendo respecto a su cara inferior unos 18 mm. Se bañan en resina epoxi, previamente a su colocación, con el objetivo de protegerlos de la posible carbonatación de la viga. Su función, además de asegurar la unión, consiste también en absorber el esfuerzo rasante.

Conectores del perfil metálico Se trata de pernos o bulones metálicos de Ø8 mm y 14 mm de altura, soldados sobre la superficie superior del perfil de refuerzo separados 90 mm entre si y dispuestos en dos hileras paralelas a la dirección longitudinal, simétricamente dispuestas respecto al eje de la pieza y separadas entre sí 40 mm. Su función es absorber el esfuerzo rasante y asegurar la buena adherencia del perfil con el mortero de unión. Mortero de unión Se utiliza el MORTERO SIKA TOP 122, mortero de retracción controlada. Su función es primordialmente resistente, en cuanto que debe de ser capaz de soportar las tensiones tangenciales derivadas del trabajo conjunto de la vigueta deteriorada y la viga de refuerzo. La resistencia mínima a compresión será tal que no produzca fallo por aplastamiento del mortero en la zona inmediata a los conectores.



Resina epoxídicaSikadur 32 Fix Ejerce una doble función. Por un lado constituye un puente de unión entre la vigueta deteriorada y el mortero SIKA TOP 122 que rellena el espacio entre ésta y la viga de refuerzo, debiendo garantizar, juntamente con los conectores anclados en la vigueta, la transmisión del esfuerzo rasante derivado del trabajo conjunto de ambos elementos. Por otra parte ejerce también de separación química entre dos tipos de materiales incompatibles, a saber, el cemento deteriorado de la vigueta y el cemento del mortero SIKA TOP 122. Tornillos de postensión Tornillos de acero, con su tuerca correspondiente, que se sitúan en la pieza de apoyo y que mediante el apriete contra la superficie exterior de la cara inferior del perfil de refuerzo permiten la entrada en carga del sistema. Este desplazamiento vertical del perfil se realiza hasta que el mortero de unión empieza a rebosar, asegurando de esta manera que éste queda totalmente en contacto con la cara inferior de la vigueta afectada. La longitud de la rosca es de 28 mm, permitiendo cierto grado de tolerancia en la disposición en dirección vertical de la pieza de apoyo. Se aprieta mediante una llave Allen M10. Apoyos El apoyo se realiza a través de una pieza de fundición nodular que transmite mediante los anclajes las cargas de la viga al elemento resistente. La transmisión de las cargas desde la viga al apoyo se realiza a través de los tornillos de postensión, en cuya cabeza apoya el extremo del perfil de refuerzo. Dichos tornillos quedan encajados en la pieza de apoyo. El apoyo se fija al elemento resistente mediante dos tacos, químicos, con o sin tamiz, según el tipo de apoyo y de la decisión del técnico.



4.2.2.3 MONTAJE DEL SISTEMA HERMS TUBO CR D.I.T. 289/R13

1. La primera operación consiste en el saneado de la base de la vigueta afectada. Se deben eliminar los restos de yeso y pintura, el hormigón deteriorado de la suela de la vigueta, así como trozos de alambre o armadura sueltos

2. Una vez saneada la parte inferior de la vigueta, se repica la zona de la pared donde se vayan a colocar los soportes de postensión, hasta encontrar el ladrillo o la pared de hormigón.

3. Replanteo del soporte de postensión, aproximadamente 8ó9 cm por debajo de la vigueta afectada o del punto de flecha máxima. Es recomendable que siempre se compruebe la flecha máxima para evitar posteriores problemas. De todas maneras hay que tener en cuenta que los tornillos de postensión del soporte permiten un juego de hasta 2 cm

4. Una vez marcados los dos agujeros, practicar los taladros. En caso de pared de ladrillo hueco o de mala calidad (como en la foto) se utilizan tacos químicos, con lo cual la broca tiene que ser de 14 mm. En caso de paredes macizas o de hormigón, se utilizan también tacos químicos pero sin tamiz, con lo que la broca ha de ser de 15 mm.

5. En el caso de los tacos químicos, una vez realizado el taladro, colocar en su interior los tamices e inyectar la resina con la pistola aplicadora.

6. Colocar los espárragos y esperar unos diez minutos hasta que la resina esté dura y resistente.

7. Colocar el soporte y apretar las tuercas de los espárragos.

8. Marcar los agujeros donde se colocaran los tornillos de fijación. Se tienen que colocar en el eje central longitudinal de la vigueta, separados 20 cm entre ellos.




9. Una vez marcados todos los agujeros en la vigueta, realizar los taladros con una broca de 6 mm, a una profundidad de 5 cm.

10. Antes de colocar los tornillos de fijación M6x70, se aplica la capa de resina epoxi sobre la base de la vigueta. Para eso hay que preparar previamente la mezcla. La resina consta de dos componentes y para su preparación hay que verter todo el contenido del componente B (bote pequeño) dentro del componente A (bote grande).

11. Una vez vertido todo el contenido del componente B sobre el componente A, mezclar hasta que se consiga un líquido homogéneo (la reacción desprende calor).

12. Aplicar la mezcla con un pincel en toda la base de la vigueta. La aplicación sobre la vigueta tiene un tiempo de trabajo relativamente corto, con lo que es aconsejable en caso de reparación de muchas viguetas, realizar esta operación vigueta por vigueta y no todas a la vez.

13. Mojar los tornillos de fijación M6x70 en la resina.

14. Una vez mojados en resina, colocar con la ayuda de una maceta los tornillos en la base de la vigueta a cada 20 cm, de tal manera que sobresalga la cabeza del tornillo fijación M6x70 aproximadamente 1 cm

15. En caso de que haya un tabique intermedio, realizar un agujero en el mismo de unas dimensiones suficientes para permitir el paso del perfil de refuerzo.


SISTEMA CONFORME CON



17. Echar todo el contenido del saco de mortero SIKATOP 122. Mezclar con la ayuda de una paleta o batidora eléctrica.

18. Con la ayuda de la paleta colocar el mortero SIKATOP 122 encima del perfil de refuerzo con un grueso de 2-3 cm, y siempre mientras la resina SIKADUR 32 FIX esté todavía fresca. Si la resina se hubiese secado, se tendría que volver a pintar la superficie de la vigueta antes de colocar el mortero.

19. Una vez colocado el mortero en toda la superficie superior del tubo, acabar de elevarlo y colocarlo en los soportes de postension, con los tornillos de postension previamente bajados al máximo.

20. Mediante una llave Allen M10 apretar los tornillos de postension de los soportes para elevar la vigueta telescópica y hacer que entre en carga. Cuando el mortero empiece a rebosar en 2/3 de la longitud de la vigueta, dejar de apretar. Retacar el mortero sobrante y alisar.




4.2.3 Sistema PERFIL METÁLICO+CONECTORES En la reparación y acondicionamiento de edificios hay dos grandes temas a solucionar, la degradación del hormigón, juntamente con la oxidación de sus armaduras, y la disminución de la capacidad resistente en las estructuras de hormigón. Centrándonos en el refuerzo de estructuras de hormigón que por diferentes causas han perdido su capacidad portante o no son capaces de absorber las cargas actuales, se ha diseñado un sistema mediante el cual poder reforzarlas sin tener que acudir a las soluciones tradicionales de utilización de grandes perfiles metálicos. 4.2.3.1 Descripción del sistema Si consideramos el refuerzo de jácenas de hormigón deterioradas o que sufren un cambio de uso, el refuerzo diseñado ha sido un perfil metálico que forma una sección mixta con la jácena. Como se verá, el perfil escogido según el método de cálculo de secciones mixtas es muy inferior al que resultaría reforzando con un perfil que soportase toda la carga. En dicho perfil se habrán soldado sobre su ala superior unos conectores, de dimensiones según cálculo de esfuerzo rasante, para realizar la unión con la estructura de hormigón. Hay que considerar que el sistema de unión es el mismo que en el caso del sistema tubular extensible y que en el caso del perfil tubo CR. Se forma una unión mecano-química mediante unos bulones anclados en la cara inferior de la jácena y una imprimación de resina epoxi (ver descripción de estos elementos en cap. 4.2.1).

Los perfiles de refuerzo, al ser de unas dimensiones considerables, tendrán que ser normalmente de una pieza entera o en tramos unidos según normativa. Como en todos los sistemas de refuerzo, el rendimiento mejora si se trata de un refuerzo activo. El sistema perfil metálico+conectadores puede convertirse en activo simplemente apoyándolo en el SOPORTE UNIVERSAL DE POSTENSIÓN.



Todas las ventajas de la postensión también se aplican en este sistema de refuerzo, aunque se trate de estructuras de mayores dimensiones. En el anexo 8.1 se estudia el efecto de la postensión sobre este tipo de refuerzo, y se compara con el caso de no existir postensión. 4.2.3.2 Ejemplo de cálculo El proceso de cálculo a la hora de reforzar una estructura de hormigón, una vez conocida la sección de hormigón a reforzar, es la siguiente: 1º- Determinar la resistencia del hormigón de la jácena o la viga a reforzar 2º- Elección de un perfil HEB, con una altura de 1/3 a 1/4 del canto de la viga de hormigón a

reforzar 3º- Determinar las características de la nueva sección formada mediante el cálculo lineal de una viga

mixta: momento de inercia, momento resistente y esfuerzo rasante en la sección de unión del hormigón de la viga y el perfil metálico.

Una vez realizados estos pasos, conoceremos la capacidad portante del nuevo elemento. Destacan dos detalles referentes al perfil metálico que difieren de la reparación de forjados deteriorados:

o El perfil metálico ha de ser de una sola pieza, de la longitud requerida o Los bulones de fijación a la viga a reforzar han de tener la suficiente longitud para que se

empotre en la zona de compresión del nuevo elemento, es decir, ha de superar la fibra neutra. A continuación se expone un ejemplo clarificador del sistema de refuerzo de estructuras de hormigón.

Jácena de 60x30 cm que debido al paso del tiempo ha perdido resistencia

Se estudia el caso de una jácena que inicialmente tenía un hormigón con una resistencia de 175 kp/cm

2

y un acero con una resistencia de 4600 kp/cm2.

Si se calcula el momento flector máximo que puede soportar esta jácena, soporta 21.75 T·m.

60

30

fck horm.=175 kp/cm2

fyk acero=4600 kp/cm2

Mf=21,75 T·m

60JÁCENA AREFORZAR

30

fck horm.=100 kp/cm2

fyk acero=3450 kp/cm2

Mf=13,002 T·m



Se considera que a lo largo del tiempo el hormigón pasa a tener una resistencia de 100 kp/cm2 y la capacidad mecánica de las barras de acero se ha reducido en un 25%.Según estas características, el momento flector pasa a ser de 13,002 T·m. En estas condiciones se aplica el sistema de refuerzo, con un perfil HEB, formando una viga mixta con la jácena. Se han calculado tres tipos de perfil HEB, y los resultados se exponen en la tabla siguiente, juntamente con los momentos máximos de la jácena reforzada y la jácena deteriorada.

62

18/20/22HEB 180/200/220

JÁCENAREFORZADA

30

Pintura Epoxi

Mortero de hormigon dealta resistencia

fck minimo=400 kp/cm2

VIGA MIXTA JÁCENA+HEB JÁCENA SOLA

HEB Ix (cm4) Wx acero (cm3)

Wxhorm. (cm3)

M flector (T·m)

Cálculo elástico

M flector (T·m)

Cálculo plástico

M flector (T·m)

Resist. horm. Resist. horm. Resist. horm.

100 kp/cm2 100 kp/cm2 175 kp/cm2

100% cap. mec. acero 100 kp/cm2

75% cap. mec. acero

180 109909 3122 36804 18.4 26.4

21.7 13.0 200 122871 3495 39345 19.6 28.8 220 135967 3860 41814 20.9 30.0

- E

hormigón= 14000 x √f

ck= 140000 kp/cm

2

- Cálculos realizados considerando n=Eacero

/Ehormigón

=15 (Relación de módulos de Young) - Coeficiente de mayoración de cargas: 1.6 - Coef. de minoración de hormigón: 1.5 - Coef de minoración de resistencia del acero:1.1 - Coeficiente de seguridad total aplicado al hormigón: 2.4

Nota: Destacar que los coeficientes de seguridad utilizados para el cálculo elástico son los empleados

en el cálculo plástico, y por lo tanto, son superiores a los que se habrían de utilizar realmente en este tipo de cálculo. De esta manera, los valores del momento flector calculados por el método elástico son menores de lo que cabría esperar utilizando los coeficientes de seguridad correspondientes a dicho método.



4.2.3.3 Montaje del sistema

1) Limpieza de la superficie de la viga o jácena a reparar, preferentemente con cepillo de púas, hasta conseguir una superficie sana.

2) Colocación de los soportes con tacos químicos. La distancia del soporte al techo dependerá de la flecha que tenga la jácena a reparar y del canto del perfil.

3) Taladrado de la viga en el eje central para el alojamiento de los bulones de fijación según cálculo

del esfuerzo rasante.

4) Pintado de la superficie de la viga con resina epoxi y colocación de los bulones en los agujeros realizados humedeciéndolos en la resina epoxi.

5) Llenado de la cara superior del perfil con mortero SIKA TOP 122



6) Colocación de la viga en los soportes. Apretado de tornillos de postensión. Rejuntado y alisado del mortero de unión.



5 REFUERZO DE FORJADOS DE VIGAS METÁLICAS 5.1 Sustitución funcional: IPE EXTENSIBLE Hasta el momento se han mostrado sistemas de refuerzo de forjados de viguetas de hormigón o estructuras de hormigón basados en la formación de una sección mixta. Pero, tal y como se hace referencia en el cap. 3, hay otro sistema válido de refuerzo de forjados mediante un perfil que soporte toda la carga. Se ha diseñado un sistema de refuerzo basado en este principio y que cumple además con las especificaciones o premisas iniciales a cumplir por cualquier sistema de refuerzo. 5.1.1 Descripción del sistema Se trata de una solución mediante perfiles metálicos que sustituyen funcionalmente la viga afectada y se dimensionan para que soporten la totalidad de las cargas del forjado, despreciando la función resistente de la viga a reparar. Estos perfiles presentan dos grandes problemas:

o Para luces superiores a 5 m se necesitan unos perfiles de dimensiones considerables que dificultan su manejo, ya sea por su volumen y peso, o por la dificultad de trabajar en viviendas con medidas tan largas, siendo necesario partirlos y unirlos en obra

o Al ser perfiles enteros, es necesario trabajar con medidas exactas

Para poder solucionar el problema de manejabilidad y la exactitud de las medidas, se han diseñado perfiles IPE extensibles y desmontables. Los perfiles se suministran en varios tramos que se montan fácilmente en obra. Los diferentes tramos se acoplan formando un perfil telescópico que se puede ajustar a la medida deseada.



Están diseñados para poder apoyarse sobre el soporte universal de postensión, pudiendo de ese modo trabajar como refuerzos activos, entrando en carga desde el momento del montaje, descargando el forjado y reduciendo la flecha si interesa. Actualmente se fabrican tres perfiles extensibles: IPE 140, IPE160 e IPE180, que son los frecuentemente usados en rehabilitación. Existen casos en que por las características del local no es necesario que los perfiles de refuerzo sean desmontables y extensibles. Esta condición se da en locales de fácil acceso o sin tabiques, que dificulten la maniobrabilidad. 5.1.2 Componentes del sistema La simplicidad del sistema se debe a que está formado por dos perfiles IPE que forman los tramos laterales y un tramo central formado por un tubo rectangular de acero. Los tramos laterales acoplan perfectamente en el tubo central gracias a una pieza rectangular soldada en un extremo de los mismos. Esta pieza tiene las mismas dimensiones que las medidas interiores del tubo y permite ajustar y deslizar perfectamente.

Para permitir la fijación de los tramos laterales, en los extremos de tubo central se han practicado unos taladros para permitir el paso de un tornillo de fijación que impide el desplazamiento longitudinal de los dos extremos.



En la siguiente tabla se exponen las características geométricas de los tramos centrales tubulares para cada tipo de perfil IPE.

IPE Características perfil tubular central H (mm) B (mm) e (mm) Ix (cm4)

IPE 140 150 85 4 553

IPE 160 170 94 4 801

IPE 180 192 105 5 1420



5.1.3 MONTAJE DE SISTEMA DE REFUERZO IPE EXTENSIBLE

1. Repicar la zona de la pared donde se vayan a colocar los soportes de postensión, hasta encontrar el ladrillo. Saneado de la vigueta de reforzar, eliminando el óxido y pasivando el hierro en el caso de viga metálica.

3. Una vez colocados los soportes, montar los tres tramos del perfil de refuerzo, previa imprimación de éstos con pintura antióxido.

5. En caso de la existencia de tabiques pasar un tramo por un lado del mismo y el otro tramo colocarlo por el otro lado del tabique. De este modo el montaje de los dos tramos se realiza teniendo apoyado el perfil sobre el tabique.

7. Una vez colocado el mortero en toda la superficie del ala superior del perfil de refuerzo, acabar de elevarlo con los tornillos de postensión de los soportes.

2. Colocación de los soportes de postensión. La altura del soporte dependerá de la flecha que tenga la viga; después se acaba de ajustar el perfil de refuerzo con los tornillos de postensión del soporte, que permiten un juego de hasta 3 cm.

4. Apretar uno de los tornillos de fijación del tramo central y dejar el otro extremo sin apretar para acabar de ajustar el perfil de refuerzo a la medida necesaria.

6. Apoyar cada extremo del perfil de refuerzo en los soportes de postensión correspondientes. Apretar el otro tornillo de fijación del tramo central y con la ayuda de una paleta colocar el mortero encima del refuerzo.

8. Vista del perfil de refuerzo colocado y apoyado en el soporte de postensión.



6 SISTEMAS DE REFUERZO ACTIVO DE FORJADOS CERÁMICOS Las patologías del hormigón también afectan a los forjados cerámicos, los cuales debido a sus características constructivas, son más difíciles de detectarla patología más común en este tipo de forjados es la corrosión de armaduras. Si el hormigón pierde capacidad resistente o permite la oxidación de las armaduras el problema es análogo a la problemática de las vigas de hormigón. En el caso cerámico la separación entre nervios suele ser menor que en el caso de vigas de hormigón, lo que permite utilizar refuerzos alternados. Un factor muy importante a tener en cuenta es la tipología del nervio cerámico. Existen multitud de piezas cerámicas diferentes, cada una con un montaje en obra y una disposición de las armaduras y el cemento diferente. Si se detecta una patología en un forjado cerámico, se tiene que investigar el tipo de pieza cerámica que lo conforma. El ensayo del anexo 8.4 demuestra la capacidad portante de las piezas cerámicas, por lo que creemos un error y una imprudencia destruirlas para alojar en su interior elementos de refuerzo. Se ha conseguido aplicar los mismos sistemas de refuerzo activo de vigas de hormigón al caso de forjados cerámicos, pero con algunas pequeñas diferencias. Conceptualmente los refuerzos se basan o en la formación de secciones mixtas o en la sustitución funcional. 6.1 Refuerzo mediante la formación de sección mixta La gran mayoría de forjados cerámicos están formados por piezas que en el momento del montaje in situ se colocaban las correspondientes varillas de acero y se rellenaban con mortero. Este mortero es el que se puede aprovechar para la formación de una sección mixta con el refuerzo, contando con su resistencia residual a compresión. Si interesa formar una sección mixta con el mortero y el perfil de refuerzo, se tiene que asegurar la unión y la conexión entre ambos, pero, debido a las características de las piezas cerámicas, el mortero está protegido en el interior y no tiene un contacto directo con el refuerzo. Para los dos sistemas de refuerzo basados en la formación de secciones mixtas, se consigue una unión mecano-química mediante la realización de unos determinados taladros que permiten un contacto y una conexión óptimos. 6.1.1 Sistema HERMS D.I.T. NÚM. 289/R13 El mismo sistema diseñado para el refuerzo de vigas de hormigón mediante la formación de una sección mixta es perfectamente aplicable al refuerzo de nervios cerámicos. Existe una condición necesaria para poder aplicar este sistema de refuerzo en los forjados cerámicos: que exista el suficiente mortero en el nervio del forjado. Para poder formar la sección mixta es necesaria la existencia de este. Hay algunas tipologías de forjados cerámicos que utilizan muy poco mortero, o forjados que por alguna causa han perdido totalmente o en parte el mortero inicial. En estos casos la formación de una sección mixta es imposible, teniendo que optar por el refuerzo mediante sustitución funcional.



Cumplida la condición indispensable de la existencia de mortero, se aplican los mismos pasos, tanto en el cálculo como en el montaje, como si se tratara de una viga de hormigón. La única salvedad es asegurar la conexión. Como se ha explicado anteriormente, el contacto entre mortero y refuerzo no se consigue directamente al existir la barrera física de la pieza cerámica. Para conseguir el máximo contacto sin tener que destruir la parte inferior de la pieza cerámica, que es justamente la zona donde se suelen ubicar los redondos, se practican en la cerámica unos taladros de diámetro 40mm hasta llegar al mortero. Después se practican en el mortero los mismos taladros de diámetro 6 mm como si se tratara de una viga de hormigón. Estos taladros de diámetro 40 mm permiten tener una mayor superficie de contacto entre el mortero del nervio y la resina y el mortero de unión, y a su vez evitan que la presión específica del bulón se aplique directamente sobre la cerámica. Cuando se pinta toda la base inferior del nervio cerámico se ha de incluir el pintado de todo el interior del taladro efectuado. Una vez realizada esta conexión especial, todo el montaje del refuerzo es análogo que el descrito en el capítulo 4.2.1.3. Hay que tener en cuenta la colaboración resistente de las piezas cerámicas, fundamento de este tipo de forjado.



-Detalle de la conexión- ENSAYO A continuación se describe el ensayo realizado en el Laboratorio de elasticidad y Resistencia de Materiales de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de Barcelona. Se trata de la realización de ensayos de flexión sobre una muestra de vigueta cerámica reforzada con la viga metálica extensible. Descripción del ensayo

-piezas cerámicas en U 135x140x135x15 mm, de 280 mm de longitud, rellenas de hormigón M80 -armadura longitudinal formada por 4 barras corrugadas de diámetro 6 mm -se practican a la suela inferior de la pieza cerámica unos taladros redondos de diámetro 40 mm a cada 150 mm a lo largo de toda la longitud de la vigueta siguiendo el eje longitudinal -dentro de este taladro se practica otro de diámetro 6 mm donde se coloca el tornillo -el conjunto formado por las dos vigas se ha apoyado sobre dos medias cañas, con una luz libre de 3920 mm

7015

Ø40

14015

135

260

Ø6

Ø6

100X100X4



Resultados A 3500 kg han aparecido fisuras en las piezas cerámicas y en el mortero de unión, en las secciones de aplicación de las cargas. CARGA (kp) 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 FLECHA (mm)

6.2 Sustitución funcional: IPE EXTENSIBLE Se contempla la posibilidad de la existencia de forjados cerámicos que no contengan el suficiente mortero en su interior para poder ser reforzados mediante un refuerzo que forme una sección mixta. En estos casos se ha de recurrir a un refuerzo plenamente sustitutivo: IPE EXTENSIBLE (Ver desarrollo de este sistema de refuerzo en el capítulo 5)



7 SISTEMAS DE REFUERZO ACTIVO DE FORJADOS DE MADERA Un gran campo dentro de la tipología de los forjados es el de vigas de madera. Se trata de un tipo de forjado utilizado antiguamente y que aparece en las construcciones de los cascos antiguos de las ciudades y en masías en entornos rurales. Hay una tipología muy variada de vigas de madera, debido a que cada viga se realizaba de un árbol diferente. Existen vigas que son troncos de árboles que van variando longitudinalmente su grosor, siendo diferente cada viga de la siguiente. Debido a la antigüedad de su construcción y a las características de la madera, estos forjados presentan actualmente muchos problemas estructurales. 7.1 PATOLOGÍAS La madera va perdiendo a lo largo del tiempo su durabilidad, debido sobre todo a que este material es frecuentemente el medio idóneo donde diversas especies de insectos y otros seres vivos desarrollan toda o parte de su vida, utilizándola como alimento, como vivienda o como protección. Las agresiones más frecuentes que sufre la madera son:

o Los hongos, que causan el pudrimiento y deterioro masivo de la madera. Para poderse desarrollar necesitan humedad, a partir de un 20%. En este caso el ataque va desde el exterior hacia el interior, siendo fácilmente detectable por cambios de color

o Las termitas, que atacan la madera comiéndosela. El ataque es más rápido cuanto más húmeda

esté la madera. El ataque se efectúa fundamentalmente en el núcleo y no se manifiesta en el exterior ninguna perforación que evidencie su presencia.

o La carcoma. Pequeños insectos que actúan sobre la madera en su fase larval. Su presencia se

manifiesta por perforaciones ovaladas o redondas sobre la superficie. El ataque se inicia en el exterior y avanza en el sentido de las vetas. Su ataque no presupone un exceso de humedad.

o Causas ambientales: sol, agua, hielo, erosión

Las zonas de riesgo en los forjados de vigas de madera son:

o Elementos de bajo cubierta, cuando pueda tener humedades de penetración o de condensación

o Cabezas de vigas en su encastamiento en las paredes exteriores o mal impermeabilizadas

o Forjados de subterráneos y cámaras mal ventiladas

o Forjados de baños y cocinas

o Zonas con canalizaciones al descubierto que puedan provocar condensaciones Las patologías estructurales más frecuentes son la falta de resistencia inicial, debido a que la madera era de poca calidad o porque se utilizaron secciones insuficientes y la pérdida de sección y de resistencia, derivada principalmente de las degradaciones provocadas por los agentes antes citados. El efecto de estas dos patologías, que normalmente hace saltar la alarma, son las flechas excesivas.



7.2 Sustitución funcional: REFUERZO IPE 2T Debido a las características de los forjados de madera afectados de termitas donde es imprescindible rebajar lo mínimo la altura libre de los pisos, HERMS, S.A. ha diseñado un sistema de refuerzo de vigas con el que se consigue una substitución funcional de la viga deteriorada y un refuerzo de los revoltones, pudiéndose realizar la entrada en carga del mismo. Las premisas utilizadas para el diseño del refuerzo han sido:

o Refuerzo sustitutivo o Sistema de refuerzo activo, que permita su entrada en carga o Reducción mínima de la altura libre que reduzca la altura libre lo mínimo o En caso de degradación de la vigueta de madera, los revoltones quedan asegurados

Si se quiere reforzar una viga de madera, la solución tradicional es colocar un perfil debajo que soporte la totalidad de la carga, realizando una sustitución funcional. Si la madera está muy deteriorada, con este procedimiento es posible que el ala superior del perfil penetre en la madera. Este hecho es debido a que, por la poca sección del ala del perfil, la presión específica que tendría que soportar la madera en la zona de contacto con el ala superaría la que realmente puede soportar. Además, en la mayoría de los casos la flecha de las vigas de madera obliga a que el perfil de refuerzo mantenga contacto solamente con la zona flechada, disminuyendo aún más la superficie de contacto. El refuerzo óptimo es aquel que permite recoger la viga de madera deteriorada en toda su superficie. De este modo se reparte la presión específica entre toda la superficie inferior de la viga, alcanzando valores de tensión que perfectamente puede asumir esa madera (presión específica menor a 0.5 kg/cm2). Además, al recoger la viga, permite protegerla de ataques posteriores por su parte inferior. Teóricamente no es correcta la reparación colocando una capa de compresión sobre el forjado sin que esté conectado con las vigas de madera, ya que supone tan solo un incremento de carga sobre el mismo. Se ha diseñado un sistema de refuerzo que recoge la viga de madera, evitando así las problemáticas que conllevan los perfiles enteros. Dicho refuerzo actúa siempre como sustitución funcional. Se trata de perfiles IPE a los que en el ala superior se le suelda una U de chapa, que tiene la función de "bandeja" para envolver la viga deteriorada y sujetar los revoltones. Las vigas que conforman los forjados de madera están normalmente colocadas sobre paredes de fábrica de ladrillo macizo o de mampostería. En el momento de rehabilitar dichos forjados, para asegurar el perfecto funcionamiento del soporte, el anclaje del mismo tiene que ser adecuado para cualquier de tipo de apoyo y material. En todos los casos el perfecto funcionamiento del anclaje depende más de la calidad de la pared de apoyo que de las características de los tacos, por lo cual parece razonable mejorar las características resistentes de las paredes antes de efectuar el anclaje del soporte. Por esta razón, se recomienda utilizar el soporte universal de postensión SP3501 al que, para mejorar la resistencia de la pared y una mejor adherencia a la misma, se coloca previamente en la cara posterior del soporte una capa de mortero de unión o resina química (epoxi). Cuando no sea posible utilizar el soporte universal de postensión se recomienda aplicar, previamente al anclaje, un revoco de mortero (10 mm de espesor) en la zona donde se haya de colocar el soporte elegido en estos casos.



7.2.1 Descripción del sistema IPE-2T El perfil escogido para el refuerzo sustitutivo ha sido el IPE160. Sobre esta IPE se ha soldado un chapa de 3 mm en forma de "U" sobre la que descansarán los revoltones. Debido a los accesos y tabiquerías, para mayor manejo del perfil, se suministra partido en tramos y se realiza el empalme mediante una unión atornillada con tornillos M20 de alta resistencia. No es necesario rellenar las "U" con mortero.

Se dimensiona el perfil mediante el cálculo por momento resistente. Se utilizan dos tipos de perfiles: IPE 160 e IPE180. Las chapas en U son de 3 mm de espesor, 200 mm de ancho y 80 mm de altura de las alas.

Para poder transmitir las cargas del revoltón al perfil de refuerzo, en las alas de la U se retaca con mortero de retracción controlada y de alta resistencia. Se facilita la unión de dicho mortero y la chapa en U mediante una varilla de Ø6 mm soldada en cada ala.

Peso (kg/m) A (cm2) Ix (cm4) Wx (cm4) IPE 2T- 160 25,8 26,1 1.176 119

IPE 2T- 180 27,9 31,9 1.827 162



-Sistema IPE 2T con IPE 160-

-Sistema IPE 2T con IPE 180- No es necesario rellenar de mortero el interior de la “U”, puesto que únicamente representaría una sobrecarga muerta sobre la estructura vertical existente, normalmente castigada por la antigüedad de las edificaciones con forjados de vigas de madera.

200

180

233

200



Ante la posible futura degradación de las vigas de madera, los revoltones tendrían como apoyo dicho perfil de refuerzo, aunque sería conveniente un tratamiento antiparásitos de las mismas.

Los perfiles de refuerzo se apoyan en el soporte universal de postensión, que permite efectuar, en el caso que la viga lo requiera, una postensión mesurable en los apoyos del perfil de refuerzo, anclados a la pared mediante cuatro tacos. No se transmite momento a las paredes.



Debido a las dimensiones de la bandeja del soporte, no es necesaria la exactitud de las medidas del perfil, permitiéndose un cierto margen de juego en la longitud total (ver descripción y detalle del soporte en pág. 14). Para permitir el acceso de los perfiles es necesario el suministro de los perfiles en dos tramos, teniéndose que realizar la unión atornillada en la misma obra. El sistema de unión escogido es el de la unión atornillada por testa. No se requiere soldadura. El momento máximo que tiene que soportar la unión es el momento máximo que tiene que soportar la viga. Para una viga con carga repartida es el momento en el punto medio. Correspondería al caso de que la unión estuviera en el centro exacto. La placa de unión la conforman dos pletinas de 16 mm. de espesor soldadas a los perfiles, con agujeros para alojar tornillos de M20. En el caso de vigas de madera con una flecha excesiva, se coloca una pletina en forma de cuña entre las dos placas de unión de los dos tramos para conseguir de este modo una viga de refuerzo pre-flechada y se adapte más fácilmente a la forma de la viga a reforzar. El perfil IPE 2T es válido para la sustitución funcional de cualquier tipo de viga, ya sea de madera, de hormigón o un perfil metálico, siempre que el entrevigado no sea plano para poder recoger la viga deteriorada y llegar hasta los revoltones.



7.2.2 Montaje del sistema IPE 2T para sustitución funcional de vigas de madera

1.Repicar la zona de la pared donde se vayan a colocar los soportes de postensión, hasta encontrar el ladrillo La altura del soporte dependerá de la flecha que tenga la viga; después se acaba de ajustar el perfil de refuerzo con los tornillos de postensión del soporte, que permiten un juego de hasta 3 cm..

2. Una vez colocados los soportes, montar los dos tramos del perfil de refuerzo. Cada tramo lleva soldada una placa en un extremo para realizarla unión atornillada.

3. Colocar los tornillos M20 de fijación de los dos tramos.

4. Apretar los tornillos de fijación de la unión atornillada. También se puede proceder colocando un tramo sobre un soporte y el otro tramo sobre el otro soporte y colocar los tornillos de fijación después, una vez la viga esté apoyada.

5. En caso de la existencia de tabiques pasar un tramo por un lado del mismo y el otro tramo colocarlo por el otro lado del tabique. De este modo el montaje de los dos tramos se realiza teniendo apoyado el perfil sobre el tabique.

6. Apoyar un extremo sobre el soportedepostensión.

7. Apoyar el otro extremo en el soporte de postensión correspondiente. Con la ayuda de una paleta colocar el mortero sobre las alas de la "U" hasta llegar al revoltón (las varillas de Ø6 ayudan a su adherencia)

8. Una vez colocado el mortero en toda la superficie de las alas, acabar de elevarlo con los tornillos de postensiónde los soportes. IMPORTANTE: no es necesario rellenar de mortero el interior de la "u"

9. Vista del perfil de refuerzo colocado y apoyado en el soporte de postensión.



7.3 REFUERZO DE CABEZAS DE VIGA DE MADERA 7.3.1 Descripción del sistema En los forjados formados por vigas de madera, las cuales tengan la cabeza deteriorada y sea necesario su refuerzo, HERMS ha diseñado un elemento que permite dar apoyo y sujetar los revoltones en esa zona. Es una problemática bastante común que penetren humedades del exterior a través de las paredes y afecten a la cabeza o cabezas de las viguetas de madera, provocando su degradación en dicha zona, sin afectar al resto de la vigueta. Se da el caso que, en forjados de viguetas de madera en buen estado y sin problemas de flecha, aparezcan en algunas zonas únicamente las cabezas deterioradas. Para estos casos se ha diseñado el soporte de cabezas de vigas de madera, el cual puede ser también utilizado en combinación con el KIT TENSOR. Este refuerzo consiste en la colocación a cada lado de la cabeza de la viga deteriorada de un elemento de soporte formado a su vez por dos placas independientes, que permiten de este modo ajustarse a la anchura de la viga. Cada placa está formada por un perfil en forma de zeta soldado a una pletina de sujeción a pared mediante cuatro anclajes químicos. Las ventajas de esta solución son:

o No se pierde altura libre bajo la viga o El sistema se ajusta perfectamente a la anchura de la cabeza o Sin necesidad de soldadura o Rápido y económico o Mínimo incremento de peso a la estructura existente

-Vista en perspectiva del refuerzo de cabeza de viga-



El espacio que queda entre el ala del perfil zeta y el revoltón se retaca con mortero de reparación. No es indispensable rellenar el espacio interior entre la viga de madera y los perfiles, aunque el perfil zeta tiene una ligera inclinación y puede retener, en caso de así desearlo, mortero en este espacio.

-Alzado del refuerzo de cabeza de viga- 7.3.2 Componentes del refuerzo Las placas están formadas por:

o Pletina de 218 mm de alto x 254 mm de ancho x 10 mm de espesor, con de 4 taladros colisos de Ø14 mm (para anclaje químico M12)

o Un perfil de chapa doblada en forma de zeta de 60 mm de altura x 8 mm de espesor x

300 mm de longitud, soldado a la pletina.

-Detallechapa doblada del refuerzo de cabeza de viga-



Detalle del soporte de cabezas de vigas de madera en combinación con el KIT TENSOR, para casos en que además de degradación de las cabezas de las vigas también existan problemas de flecha, dando por supuesto que el resto de la viga no está deteriorada.

-Vista en perspectiva del refuerzo de cabeza de viga junto al KIT TENSOR-



7.4 REFUERZO DE VIGAS DE MADERA MEDIANTE KIT TENSOR 7.4.1 Descripción del refuerzo Existen forjados formados por viguetas de madera en buen estado donde es necesario limitar la flecha ya que ésta puede ser más de la recomendada por la normativa actual o bien, se quiere limitar para su posterior uso. El caso más común es cuando se quiere eliminar un tabique, que aun no siendo en elemento estructural, tras su eliminación aparecen deformaciones no esperadas. Ante esta problemática HERMS ha diseñado un refuerzo, llamado KIT TENSOR, que permite estabilizar las deformaciones futuras de las vigas de madera. Las características del refuerzo son:

o Aumento de la rigidez de la viga en un 70% respecto a la rigidez anterior a la intervención o Mínima pérdida de altura libre o Sin necesidad de soldadura ni mortero o Rápido y económico o Mínimo incremento de peso a la estructura existente

El KIT TENSOR consiste en la colocación de dos pletinas antideslizantes conectadas en la cara inferior de la viga en los dos extremos de la misma y un tensor de acero central.

-Vista en perspectiva del KIT TENSOR-



Las pletinas se conectan con la cara inferior de la viga mediante tornillos conectores y además, para aumentar la adherencia del conjunto, dichas pletinas están estriadas por su cara superior, que le configura el carácter antideslizante. Para garantizar todavía más la adherencia del conjunto pletina-viga, se impriman dichas pletinas con cola de impacto. La función del estriado es mejorar la adherencia, ya que al incrementarse las cargas, las estrías se van clavando en la madera, mejorando sensiblemente la unión. Es muy importante que el conjunto tenga una unión lo más perfecta posible porque es la encargada de absorber los esfuerzos rasantes de las futuras sobrecargas. Una vez colocadas las pletinas, que nunca llegarán a cubrir la longitud total de la viga, se colocan los dos tensores roscados, que se ajustan a la medida necesaria definitiva. 7.4.2 Componentes del sistema Pletinas antideslizantes Están formadas por pletinas de acero de 120x5 mm y de 1.500 mm de longitud, con la cara superior estriada. En uno de los extremos, lleva soldada la pletina donde se alojan los tensores, formada por un pasamano transversal de 40 x 20 mm y 120 mm de longitud, con dos taladros de Ø18 y reforzado mediante sendos pasamanos de 40x 5 mm y 140 mm de longitud, soldados a ambos lados de la pletina a modo de cartelas.



-Vista en perspectiva de las pletinas del KIT TENSOR-

Cada pletina antideslizante dispone de 11 taladros de Ø12, nueve de ellos realizados a tresbolillo cada 150 mm, y dos más en la zona de unión con los tensores. En estos taladros es donde irán alojados los conectores de M10x120. Las estrías tienen una profundidad de 0,8 mm y una anchura de 4 mm cada una.

-Detalle de las estrías de la pletina en la zona de contacto con la viga de madera-

Tensor Los tensores son barras roscadas de M16 zincadas, que van colocadas en la zona central del refuerzo. Son los elementos que unen las dos pletinas antideslizantes. La longitud de los tensores variará en



función de la longitud de la viga a reforzar. Dicha medida se ajusta cortando la longitud sobrante de la barra roscada. Conector Es un tornillo barraquero específico para madera, de M10 y de 120 mm de longitud, que se coloca a tresbolillo cada 150 mm. En la unión de la pletina con el tensor, se colocan dos conectores más para garantizar la estabilidad del conjunto. Esta distribución y disposición de los conectores, junto con el estriado de las pletinas y la cola de impacto, es suficiente para absorber los esfuerzos rasantes y evitar que se separe la pletina de la viga de madera, asegurando la eficacia de la unión (según ensayos del Laboratorio de Elasticidad y Resistencia de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de Barcelona) Puente de unión La unión entre la viga de madera existente y las pletinas antideslizantes se realiza mediante la aplicación de cola de impacto. 7.4.3 Requisitos para la utilización del sistema Como se ha argumentado anteriormente, se trata de un sistema que trabaja conectado a la viga de madera, por lo que necesita que la madera no esté en malas condiciones para poder conformar el elemento mixto madera-acero. Si la madera presenta patologías, del tipo carcoma, termitas, humedades, o cualquiera que reste resistencia a la madera, el sistema KIT TENSOR no se puede utilizar. En estos casos hay que recurrir a sistemas de refuerzo sustitutivo como IPE 2T o IPE EXTENSIBLE. Es muy importante analizar el estado de la viga de madera antes de utilizar este sistema.



7.4.4 Montaje del KIT TENSOR para vigas de madera

1. Presentación de la pletina 1 2. Marcar primer y último taladro con la punta del tornillo barraquero

3.Taladrar el primer y último taladro con broca de ∅7 y profundidad 11cm.

4.Aplicar el adhesivo en toda la superficie de la pletina 1

5. Fijar pletina 1 a la viga de madera con los tornillos barraqueros M10x120 en los dos orificios preparados

6. Con la pletina 1 prefijada, realizar en la viga de madera el resto de taladros



7.Colocar el resto de los tornillos barraqueros en la pletina 1

8. Presentar la pletina 2 y realizar los mismos pasos 2 a 7 explicados anteriormente

9. Una vez colocados los tornillos barraqueros de la pletina 2, insertar barras roscadas M16 en la placa de unión de ambas pletinas de forma que queden centradas respecto al eje de la viga de madera.

10. Colocar las tuercas en los extremos de las barras roscadas y apretar con la ayuda de una llave inglesa.

11. Vista de la viga acabada



7.4.5 Ensayo Se trata de la realización de un ensayo comparativo a flexión de una viga sin reforzar y de una viga reforzada con el KIT TENSOR. El KIT TENSOR utilizado en el ensayo consiste en dos pletinas estriadas de 100 x 5 mm, de 1.540 mm de longitud, encolados y atornillados a la viga de madera en su cara inferior, en los extremos de la viga, mediante 10 tornillos de M10 x 120 mm de longitud, y unidas entre ellas por su parte central mediante 2 tensores de M16. El objetivo del ensayo es comprobar el comportamiento del refuerzo de la viga sometida a un momento flector. A continuación se describe el ensayo realizado en el Laboratorio de elasticidad y Resistencia de Materiales de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de Barcelona. Descripción del ensayo

-viga de madera deteriorada (recuperada de un forjado de unos 100 años), de longitud 4,00 m y de sección circular variable entre 150 y 180 mm de diámetro -la viga de madera se coloca sobre dos medias cañas, con una distancia entre apoyos de 3.800 mm, sin el KIT TENSOR colocado. Se realiza una carga hasta 4 kN y se descarga. -a continuación se coloca el KIT TENSOR en la viga y se vuelve a aplicar carga progresivamente hasta provocar el fallo por rotura de la viga de madera. -la carga es aplicada mediante un cilindro hidráulico a través de un sistema de vigas articuladas, que garantiza la aplicación de cuatro fuerzas iguales en la cara superior de la viga. -la fuerza se mide mediante un captador de fuerza extensométrico de capacidad 200 kN, y la flecha máxima se mide mediante dos captadores de desplazamiento situados en la sección media.



Resultados A partir de los datos registrados en el ensayo se obtiene la rigidez (fuerza total aplicada / flecha en el centro) de cada ensayo hasta 4 kN. Se observa que ha aumentado la rigidez en un 70% A partir de los datos experimentales registrados se obtienen los gráficos Fuerza – Flecha que se muestran a continuación:

8 ANEJOS ANEXO 8.1. DESCARGA DE VIGUETAS MEDIANTE SOPORTE UNIVERSAL DE POSTENSIÓN Las siguientes gráficas indican la descarga total producida por diferentes contraflechas (4, 8 y 12 mm) aplicadas mediante el apriete del soporte universal de postensión. Para fijar la contraflecha basta con colocar una pequeña pieza metálica entre el perfil de refuerzo y la viga a reforzar. Esta pieza tiene el grosor de la contraflecha deseada. Para tres tipos de perfil de refuerzo, y según la luz de la viga, se obtiene el valor de la descarga total producida según la flecha aplicada.

DESCARGA DE LA VIGA AFECTADA

ENTRADA EN CARGA DEL REFUERZOP

-P

P



ANEXO 8.2. CÁLCULO DE LA CONTRIBUCIÓN DE UN PERFIL METÁLICO DE REFUERZO NO ACTIVO SIN CONECTAR CON LA VIGA DETERIORADA Condición a cumplir:

flecha viga hormigón = flecha perfil metálico de refuerzo

Hipótesis de trabajo La expresión para el cálculo de la flecha en el centro de una viga biapoyada es la siguiente:

𝛿𝛿 =5𝑃𝑃𝑃𝑃

384𝐸𝐸𝐼𝐼𝑥𝑥

Una vez planteada la hipótesis, si se igualan las flechas, según la condición a cumplir, y se simplifica, queda la siguiente expresión:

∆𝛿𝛿ℎ𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = ∆𝛿𝛿𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑜𝑜𝑜𝑜

𝑃𝑃𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑜𝑜𝑜𝑜 = 𝐸𝐸𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑜𝑜𝑜𝑜 · 𝐸𝐸𝐼𝐼𝑋𝑋(𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑜𝑜𝑜𝑜)

𝑃𝑃ℎ𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = 𝐸𝐸ℎ𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 · 𝐸𝐸𝐼𝐼𝑋𝑋(ℎ𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜) Además se tiene que cumplir que:

𝑃𝑃𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑜𝑜𝑜𝑜 + 𝑃𝑃ℎ𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = 𝑃𝑃𝑡𝑡𝑜𝑜𝑡𝑡𝑎𝑎𝑡𝑡 Esta última expresión solamente es válida siempre y cuando no se produzca la rotura del hormigón. Con estas dos ecuaciones ya se puede encontrar cual es la colaboración de cada material. Lo que interesa encontrar es la colaboración del perfil metálico, ya que según los cálculos siguientes, trabaja mucho menos de lo que se podría pensar. Para encontrar algunos valores concretos, se han efectuado los cálculos con unos cuantos ejemplos de viguetas, jácenas y perfiles metálicos. Lo que se hace es calcular cual es el porcentaje de la carga total que soporta el acero para diferentes tipos de perfiles, viguetas y jácenas de hormigón.



Los módulos de Young del hormigón y del acero son los siguientes:

Eacero = 2.100.000 kg/cm2 Ehormigón = 14.000 * √fck kg/cm2

Se han escogido los siguientes ejemplos de viguetas, jácenas y perfiles metálicos: VIGUETAS / Ix (cm4) PERFILES DE REFUERZO / I x (cm4) 10x18 4860 IPN 120 328 10x20 6667 IPN 140 573 11x22 9760 HEB 100 450 HEB 120 864

JÁCENAS / Ix (cm4) PERFILES DE REFUERZO / I x (cm4) 20x40 106666 HEB 160 2492 20x50 208333 HEB 180 3831 25x50 260416 HEB 200 5696 30x60 540000 HEB 220 8091



Pacero + Phormigon = 100 PORCENTAJE DE LA CARGA TOTAL QUE SOPORTA EL PERFIL METÁLICO

REFORZANDO VIGUETAS DE HORMIGÓN (Pacero)

fck=175 kg/cm2 fck=200 kg/cm2 fck=225 kg/cm2 fck=250 kg/cm2

IPN120

IPN140

HEB100

HEB120

IPN120

IPN140

HEB100

HEB120

IPN120

IPN140

HEB100

HEB120

IPN120

IPN140

HEB100

HEB120

10x18

43.34

57.21

51.22

66.84

41.72

55.57

49.56

65.76

40.28

54.11

48.08

64.00

39.01

52.78

46.75

62.76

10x20

35.82

49.34

43.34

59.50

34.30

47.68

41.72

57.88

32.98

46.20

40.28

56.43

31.81

44.88

39.01

55.12

11x22

27.59

39.94

34.34

50.10

26.28

38.35

32.86

48.44

25.15

36.96

31.56

46.96

24.16

35.73

30.42

45.63

PORCENTAJE DE LA CARGA TOTAL QUE SOPORTA EL PERFIL METÁLICO REFORZANDO JÁCENAS DE HORMIGÓN (Pacero)

fck=100 kg/cm2 fck=125 kg/cm2 fck=150 kg/cm2 fck=175 kg/cm2

HEB 160

HEB 180

HEB 200

HEB 220

HEB 160

HEB 180

HEB 200

HEB 220

HEB 160

HEB 180

HEB 200

HEB 220

HEB 160

HEB 180

HEB 200

HEB 220

20x40 25.9 35.0 44.44 53.05 23.83 32.56 41.70 50.25 22.22 30.59 39.50 47.97 20.92 28.99 37.69 46.07

20x50 14.5 21.2 29.08 36.71 13.19 19.44 26.82 34.15 12.18 18.05 25.07 32.12 11.39 16.95 23.66 30.48

25x50 12.2 18.0 24.81 31.51 11.12 16.44 22.78 29.14 10.25 15.20 21.22 27.29 9.57 14.26 19.97 25.80

30x60 6.54 9.58 13.79 18.03 5.89 8.66 12.51 16.44 5.40 7.96 11.55 15.22 5.03 7.42 10.79 14.26



ANEXO 8.3. CÁLCULO DE LA CONTRIBUCIÓN DE UN PERFIL METÁLICO ACTIVO DE REFUERZO SIN CONECTAR CON LA VIGA DETERIORADA La condición a cumplir es la misma que en el anexo anterior:

Flecha viga hormigón = flecha perfil metálico de refuerzo

Igualando las flechas se llega a la condición:

∆𝛿𝛿ℎ𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = ∆𝛿𝛿𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑜𝑜𝑜𝑜

Al intervenir la postensión aparece el término p, que simboliza la descarga aplicada a la viga deteriorada mediante la postensión del refuerzo:

𝑃𝑃𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑜𝑜𝑜𝑜 + 𝑝𝑝 = 𝐸𝐸𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑜𝑜𝑜𝑜 · 𝐸𝐸𝐼𝐼𝑋𝑋(𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑜𝑜𝑜𝑜)

𝑃𝑃ℎ𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 − 𝑝𝑝 = 𝐸𝐸ℎ𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 · 𝐸𝐸𝐼𝐼𝑋𝑋(ℎ𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜)

𝑃𝑃𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑜𝑜𝑜𝑜 + 𝑃𝑃ℎ𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = 𝑃𝑃𝑡𝑡𝑜𝑜𝑡𝑡𝑎𝑎𝑡𝑡 PORCENTAJE DE LA CARGA QUE ES ABSORBIDA POR EL PERFIL DE REFUERZO VIGUETA DE HORMIGÓN fck=150 kg/cm2 Q=600 kg/m2 i=0,70 m

IPN 140 IPN 180 HEB 120 HEB 140 LUZ VIGA (m) 4 5.5 4 5.5 CONTRAFLECHA (mm) 4 8 4 8 4 8 4 8

VIGUETA 10x20 65.17 % 86.66 81.46 96.67 86.30 100 82.99 98.93

VIGUETA 11x22 56.12 % 77.60 72.49 87.70 76.81 100 74.11 89.95

ARMADURAS PREFABRICADAS PARA LA CONSTRUCCIÓN - SISTEMAS DE REFUERZO ACTIVO DE FORJADOS C/Fisas,1 08028 Barcelona 934 313 500 www.herms.es mail: [email protected]

VIGUETA DE HORMIGÓN fck=175 kg/cm2 Q=600 kg/m2 i=0,70 m


VIGUETA 10x20 63.28 % 84.77 79.71 94.92 84.39 100 81.27 97.11

VIGUETA 11x22 54.39 % 75.88 70.59 85.81 74.92 100 72.22 88.06

VIGUETA DE HORMIGÓN fck=200 kg/cm2 Q=600 kg/m2 i=0,70 m


VIGUETA 10x20 61.67 % 83.15 78.17 93.38 82.72 100 79.74 95.58

VIGUETA 11x22 52.94 % 74.42 68.94 84.15 73.29 100 70.57 86.41

JÁCENA DE HORMIGÓN fck=150 kg/cm2 Q=1000 kg/m2 i=3 m HEB 200 HEB 220 HEB 240 HEB 260 LUZ VIGA (m) 4 4.5 5 5.5 CONTRAFLECHA (mm) 8 10 8 10 8 10 8 10

VIGUETA 20x50 79.65 % 94.61 78.98 92.24 81.21 93.32 83.08 94.04

VIGUETA 30x60 68.55 % 83.51 64.94 78.19 64.26 76.37 63.78 74.74

ARMADURAS PREFABRICADAS PARA LA CONSTRUCCIÓN - SISTEMAS DE REFUERZO ACTIVO DE FORJADOS C/Fisas1 08028 Barcelona 934 313 500 www.herms. [email protected]


VIGUETA 20x50 78.45 % 93.42 77.53 90.78 79.54 91.64 81.26 92.22

VIGUETA 30x60 67.95 % 82.92 64.15 77.41 63.26 75.37 62.58 73.54


VIGUETA 20x50 77.47 % 92.43 76.31 89.57 78.12 90.23 79.71 90.67

VIGUETA 30x60 67.47 % 82.43 63.51 76.77 62.44 74.55 61.59 72.54


ANEXO 8.4. COLABORACIÓN DEL ENTREVIGADO EN LA FORMACIÓN DE UNA SECCIÓN MIXTA Con el objetivo de comprobar la eficacia de la unión en la formación de secciones mixtas y la colaboración de las piezas cerámicas, se realizó un ensayo donde se realizaba una conexión entre el tubo de refuerzo SISTEMA D.I.T. 289/R13 y unas hileras de ladrillos macizos. Los ladrillos están colocados en cuatro hileras que, para facilitar el transporte, incorporaban una barra de acero corrugado de 8 mm en las tres uniones. Se realizó la conexión mecano-química, mediante resina, mortero de unión y conectadores y se ensayó el conjunto resistente. El ensayo reafirmó la eficacia de la unión, llegando a valores de carga sorprendentes que se ajustan al cálculo. Elentrevigado también tiene la capacidad resistente a compresión necesaria para el trabajo conjunto de una sección mixta, que en la mayoría de los casos no se tiene en cuenta en el cálculo. Debido a esta contribución no considerada aumenta la eficacia del refuerzo. ENSAYO A continuación se describen los ensayos realizados en el Laboratorio de elasticidad y Resistencia de Materiales de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de Barcelona. Se fabricó una losa de ladrillos (15x30cm) de 600 mm de ancho por 4 m de longitud, conectados entre sí con mortero y una barra longitudinal de acero de 8 mm. Se realizaron los taladros para la introducción de conectadores de diámetro 6 mm cada 20 cm.


La gráfica resultante fue la siguiente: Carga (kg) 6500

6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000

500 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 flecha (mm)

Resultados: A 1800 kg aparecen fisuras verticales en el mortero de unión sobre el empalme de los tubos A 3550 kg aparece una grieta longitudinal entre la hilera de ladrillos extrema y las dos centrales. Desde el extremo hasta L/4 (solamente un extremo) A 3700 kg la grieta longitudinal se prolonga a toda la longitud de la pieza A 6315 fallo final por giro excesivo de la unión de los dos tubos y rotura transversal de los Ladrillos


INFORME DE AGUSTÍ OBIOL, DE OBIOL, MOYA Y ASOCIADOS S.L., RESPECTO AL ENSAYO DE LA FORMACIÓN DE UNA SECCIÓN MIXTA ACERO-LADRILLO Los resultados obtenidos del análisis de la sección mixta de ladrillo y acero cuadran perfectamente con los datos registrados durante la realización del ensayo. -Para la carga máxima correspondiente al primer ensayo, de 5000 kg, se midió una flecha aproximada de 50 mm La comprobación analítica da un resultado de 49.7 mm, prácticamente idéntico al indicado. -La viga entra claramente en fluencia para una carga total del orden de 6000 kg (aunque a partir de los 5000 kg muestra ya signos de plastificación, dado que la pendiente de la curva decrece progresivamente) En estas condiciones, las tensiones máximas calculadas para acero y ladrillo son, respectivamente: -Acero...........................3365 kg/cm2 -Ladrillo........................96.34 kg/cm2


Respecto a la primera, resulta evidente que liga de forma perfecta con un acero de estas características, cuya banda de tensiones de rotura se sitúa entre los 3400-3700 kg/cm2. En el caso de la segunda, aunque no se dispone de resultados de ensayos a compresión de una fábrica de estas características (con mortero de alta resistencia), no parece nada extraño que la combinación de dos materiales con resistencias individuales por encima de 300 kg/cm2, teniendo además en cuenta las características singulares de un mortero de este tipo, dé lugar a un producto capaz de resistir por encima de los 100 kg/cm2. -Cabe destacar también el excelente comportamiento de la conexión, que ha sido capaz de soportar un esfuerzo rasante de 237.55 kg/cm


ANEXO 8.5. UNIONES ATORNILLADAS SEGÚN NORMA NBE-EA-95 En los casos en los que un perfil de refuerzo se tenga que suministrar partido en dos o tres tramos preparados para atornillar en la obra, existen unas tablas, según la norma NBE-EA-95 artículo 3.6, que indican el número de tornillos y las pletinas necesarias. Para cada tipo de perfil de refuerzo y según las solicitaciones, se dimensionan las pletinas de unión de las alas y del alma con el número de tornillos y la métrica correspondiente.


ANEXO 8.6. MEJORAS EN EL ANCLAJE DE LOS SOPORTES Las viguetas que conforman los forjados están siempre colocadas sobre diferentes tipologías de paredes, jácenas, muros, etc. En el momento de rehabilitar dichos forjados, para asegurar el perfecto funcionamiento del soporte, el anclaje del mismo tiene que ser adecuado para cualquier de tipo de apoyo y material. Hay en el mercado diferentes tipos de tacos adecuados para cada material: tacos mecánicos, químicos, para pared de ladrillo hueco, de mampostería, de hormigón, etc., que en principio abarcan todas las tipologías de paredes. En todos los casos el perfecto funcionamiento del anclaje depende más de la calidad de la pared de apoyo que de las características de los tacos, por lo cual parece razonable mejorar las características resistentes de las paredes antes de efectuar el anclaje del soporte. HERMS, S.A. ha realizado una serie de ensayos con el objeto de mejorar la calidad del anclaje, intentando aumentar la capacidad resistente de la pared (Ver "Estudio del comportamiento de anclajes químicos y mecánicos en paredes de ladrillo". Sección Rehabilitación HERMS, S.A. Septiembre 1997) Los ensayos consistieron en aplicar, previamente al anclaje, un revoco de mortero (10 mm de espesor) en la zona donde se colocaban los soportes. Una vez fraguado el mortero se colocó el soporte con los tacos correspondientes y se le sometía a carga simulando el comportamiento de la viga de refuerzo. Dichos ensayos se realizaron sobre paredes de ladrillo macizo de diferentes calidades y con anclajes mecánicos y químicos. Los resultados obtenidos muestran que la aplicación de un revoco en la pared aumenta enormemente las características resistentes del anclaje en la misma. Además, con el revoco previo de la pared se obtienen resultados prácticamente iguales en tacos químicos y mecánicos (Ver gráfico resumen adjunto). Como consecuencia de estas conclusiones, se realizó una segunda serie de ensayos donde se pretendía determinar la influencia de la aplicación previa, en la zona de la colocación de los soportes, de un mortero de revoco armado longitudinalmente con dos barras de acero corrugado Ø6 embebidas en el mismo mortero (Ver "Estudio del comportamiento a tracción de una pared de ladrillo macizo en la que se ha aplicado longitudinalmente un revoco de mortero armado". Sección Rehabilitación HERMS, S.A. Octubre 1997).


De este ensayo se dedujo que al aplicar un revoco armado longitudinalmente en la zona de la colocación de los soportes anclados en la pared, se obtienen dos grandes ventajas: Mejora de la resistencia a cizalladura y tracción de los anclajes Zunchado perimetral de las paredes, mejorando la capacidad resistente de las mismas. Esta consecuencia es muy importante debido a que muchos casos de obras de rehabilitación uno de los problemas más importantes es la no existencia de zuncho armado Para mejorar la adherencia entre las barras corrugadas y el mortero de revoco son necesarios los ganchos o patillas en los extremos de las barras, ya que el espesor de mortero no es suficiente para asegurar la adherencia entre ambos.


C/Fisas,1 08028 Barcelona 934 313 500

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