Revista Digital ESTRUCTURA II #12 Cedeño Arteaga Jose Miguel

UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE
MANABI
FACULTAD DE CIENCIAS TECNICAS
CARRERA DE INGENIERIA CIVIL
REVISTA DIGITAL
PERTENECE:
CEDEÑO ARTEAGA JOSÉ MIGUEL
CURSO:
SEXTO SEMESTRE “A2”
DOCENTE:
ING. GERY MARCILLO
MATERIA:
ESTRUCTURAS II
PERIODO ACADEMICO:
MAYO - SEPTIEMBRE 2017
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INDICE
Grados de libertad……………………………………………………………………3
Definición de Patología………………………………………………………………6
Daños en elementos estructurales…………………………………………………9
Daños en elementos no estructurales……………………………………………..16
Daños en cimentación……………………………………………………………….21
Imagen de detalles de hierro vigas……………………………………………...…25
Imagen de detalles de hierro en columnas………………………………………..30
Imagen de detalles de hierro en losas de hormigón……………………………..33
Imagen de detalles de hierro en losas prefabricadas…………………………….38
Imagen de detalles de estudio de suelo para un edificio………………………...42
Mentefactos……………………………………………………………………….....…50
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Grados de libertad de una estructura desde el punto
de vista estático y dinámico
Grados de libertad en ingeniería:
El número de grados de libertad en ingeniería se refiere al número mínimo de
parámetros que necesitamos especificar para determinar completamente la
velocidad de un mecanismo o el número de reacciones de una estructura.
Grados de libertad de un sistema dinámico
El número de grados de libertad en un sistema físico se refiere al número mínimo
de números reales que es necesario especificar para determinar completamente
el estado físico. El concepto aparece en mecánica clásica y en termodinámica.
Grados de libertad de un mecanismo: movilidad.
Se denomina número de grados de libertad de un mecanismo ó movilidad del
mismo, al número de parámetros de entrada que se debe controlar
independientemente con el fin de llevar al mecanismo a una posición en
particular.
Si un mecanismo plano posee n eslabones, cada uno de ellos, antes de
conectarse, poseerá tres grados de libertad, excepto el eslabón fijo ó bancada.
Luego antes de conectarse, el número de grados de libertad será de:
3 (n-1)
A medida que se van conectando eslabones por medio de pares, se está
restringiendo el movimiento relativo entre ellos por lo tanto, una vez conectados
todos los eslabones, el número de grados de libertad del mecanismo será:
m = 3 (n-1)j 1-j2
Siendo:
m: grados de libertad del mecanismo.
n: número de eslabones del mecanismo.
j1: n.º de pares con un grado de libertad (restringe otros dos). -
j2: n.º de pares con dos grados de libertad (restringe uno).
Esta ecuación se conoce como el criterio de KUTZBACH para movilidad de
mecanismos planos.
Hay casos en los que el criterio de Kutzbach puede conducir a resultados
incorrectos. Puesto que el criterio de Kutzbach no hizo referencia a propiedades
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geométricas, este tipo de casos pueden darse si se cumplen características
especiales geométricas
El criterio de Grübler: es el mismo que el de Kutzbach pero siendo j2 = 0 (sólo
pares que permitan un sólo movimiento relativo entre eslabones) y haciendo la
movilidad igual a la unidad:
Si el mecanismo fuese espacial, los criterios de Kutzbach y Grübler se expresaría
matemáticamente como:
Conclusión
En mi opinión los grados de libertad de un mecanismo nos ayudan a definir los
tipos de movimientos que puede tener cualquier objeto tanto en los ejes x, y, z,
como por ejemplo: un tren que tiene un grado libertad, un avión que tiene tres
grados libertad y los movimientos de la tierra que tienen dos grados libertad
(rotación y translación).
Los libros tratan que explicarnos con la definición de grados de libertad de una
manera más sencilla y digerible los movimientos que puede tener cualquier tipo
de mecanismo.
Estructuras hiperestáticas, cuando GL < 0.
Estructuras isostáticas, cuando GL = 0.
Mecanismos, cuando GL > 0.
Para un sistema dinámico, los grados de libertad son cada una de las variables
básicas que determinan completamente su estado, es decir, son las variables de
estado. La excepción se da en sistemas mecánicos, donde no se tienen en
cuenta las variables que se obtienen al derivar la posición (la posición y la
velocidad son variables de estado, pero solo se considera que la posición es un
grado de libertad). Al considerar más grados de libertad se introducen más
variables y ecuaciones al modelo, obteniendo mayor precisión, pero también
mayor
complejidad.
Ejemplos:
- La posición de una partícula en el espacio tridimensional se puede definir con
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seis variables de estado (tres posiciones espaciales y tres velocidades de
traslación), pero solo las tres posiciones son grados de libertad.
- Si el movimiento de una partícula está restringido a uno plano, entonces tiene
solo dos grados de libertad (desaparece una posición en el eje que se cancela).
- Un cuerpo rígido tiene 6 grados de libertad: tres desplazamientos lineales y tres
angulares (las tres velocidades de traslación y tres de rotación no son grados de
libertad).
- Un ascensor tiene un grado de libertad: una posición.
- Un péndulo simple tiene un grado de libertad: la posición angular (x). La
velocidad angular (x') es variable de estado, pero no es grado de libertad.
- Un sistema presa-depredador básico tiene dos grados de libertad: el número
de presas y el número de depredadores. Se pueden incluir otros grados de
libertad si considera cambiante el alimento de las presas, por ejemplo.
- Un circuito eléctrico RCL simple tiene dos grados de libertad: el voltaje en el
capacitor y la corriente.
Funciones desde el punto de vista estructural y calcula las interpolaciones.
Un problema clásico de la matemática, se plantea al querer calcular el valor de
una función en un punto cuando no se conoce la función o incluso cuando la
función no existe, conociéndose únicamente una serie de puntos. La resolución
aproximada del problema consiste en encontrar una función fácil de construir y
de evaluar, que coincide con la función objeto del problema con los datos de que
se dispone. Se dice que la función así construida interpola a la función dada con
respecto a los datos.
Se trata de determinar fundamentalmente dos cosas:
1. Los datos que se desea que sean comunes a la función desconocida y a
la función interpoladora.
2. Que tipo de función se va a utilizar como función interpoladora o función de
interpolación.
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Definición de Patología
El concepto de patologías estructurales es relativamente nuevo a nivel
académico, pero siempre ha existido y se ha manifestado a lo largo de la historia,
dando a conocer la importancia de ser conscientes de la transcendencia que
tiene el examinar los posibles problemas que puede llegar a tener una edificación
en su sistema estructural o en elementos no estructurales, bien sea por factores
internos o externos. Cerca de la década de los sesenta, se comienza a indagar
acerca las patologías del concreto reforzado.
Si se desease definir el concepto de patología estructural, se tendrá que partir
inicialmente de una analogía entre las estructura o edificaciones y el ser humano
o cualquier otro ser vivo, puesto que se entenderá entonces una patología
estructural como la presencia o evidencia de fallas o comportamiento irregular
de una edificación, con las cuales, no se puede garantizar la seguridad de la
misma. De esta manera surgen tres conceptos claves para manejar una
patología estructural; los cuales son:
Identificar cual es el comportamiento defectuoso, (Enfermedad).
Realizar una investigación de las posibles causas de ese comportamiento
irregular. (Diagnostico).
Plantear acciones inmediatas (Tratamiento o Terapia.)
Todo esto con el fin de garantizar las condiciones necesarias de seguridad y
confort que pueda ofrecer una edificación en función de su estructura.
Estudio del comportamiento de las estructuras cuando presentan evidencias de
fallas o comportamiento defectuoso (enfermedad), investigando sus causas
(diagnóstico) y planteando medidas correctivas (terapéutica) para recuperar las
condiciones de seguridad en el funcionamiento de la estructura.
ANTECEDENTES
El tema de patología estructural más difundido data de la década de los sesenta
y corresponde al hormigón armado cuyo desarrollo ha ido creciendo de una
forma notable hasta nuestros días. Hoy, la Patología del Hormigón Armado
tiende a convertirse en asignatura o materia en escuelas y facultades de
ingeniería.
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PROCESO PATOLOGICO
En las estructuras las fallas o defectos se ponen de manifiesto, con la aparición
de una serie de señales o de cambios de aspecto, que se engloban dentro de la
sintomatología estructural. Ante estos síntomas y previa investigación de sus
causas el técnico especialista, o patólogo estructural, debe establecer un
diagnóstico de la enfermedad que sufre la estructura.
CAUSAS DE LESIONES O DEFECTOS
Las causas que pueden provocar lesiones en una estructura en general pueden
ser muchas y muy variadas y pueden estar relacionadas con el propio proyecto,
con los materiales, con la ejecución y con el uso o explotación de la estructura.
RELACION DE CAUSAS
Analizando las causas de fallos en estructuras de edificios se puede ver que la
media europea se distribuye como sigue:
Deficiencias en proyectos 42%
Deficiencias en ejecución 28%
A materiales 15%
Fallos en servicio 10%
Otras causas 5%
DIAGNOSTICO
Permite conocer la enfermedad (falla o defecto de la estructura), determinar el
estado en que se encuentra el enfermo (condiciones de funcionamiento y
resistencia).
Permite pronosticar sobre los cambios que pueden sobrevenir sobre la estructura
en el curso de la afección que sufre, su duración y terminación por los síntomas
que la precedieron o la acompañan.
El pronóstico puede ser optimista, en cuyo caso la estructura afectada
evolucionará favorablemente mediante la aplicación de una terapia adecuada,
recuperando sus características resistentes mediante una reparación de rutina
o, el pronóstico podrá ser pesimista en cuyo caso la estructura afectada tendrá
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que sufrir amputaciones (eliminación del o los elementos estructurales
afectados) o finalmente su demolición.
INSPECCIÓN Y EVALUACIÓN PRELIMINAR
Inspección visual reportando la apariencia general de los daños producidos por
la falla, áreas afectadas, tipos de defectos visibles, situación de los puntos más
importantes del elemento o la estructura.
EVALUACIÓN DEL NIVEL DE DAÑO:
‣ Leve
‣ Moderado
‣ Fuerte o Severo
DIAGNÓSTICO CRITERIOS PARA LA EVALUACIÓN DE LAS
ESTRUCTURAS
Análisis de grietas
Inspección del estado de los elementos estructurales.
Inspección del estado de los puntos estructuralmente importantes.
Inspección de la corrosión del acero de refuerzo.
Revisión de los recubrimientos.
Investigación de efectos químicos.
Análisis estructural antes del daño.
Revisión de las memorias de cálculo.
Revisión de reglamentos vigentes.
Revisión de especificaciones técnicas.
Planteamiento y evaluación de alternativas de remediación.
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Daños en Elementos Estructurales
Las patologías en elementos estructurales suelen llevar consigo daños en los
elementos no estructurales que conforman el conjunto constructivo.
Las lesiones que vamos a tratar en esta ficha son las que surgirían
principalmente en cerramientos y tabiquería debido a las solicitaciones a las que
están sometidos los elementos estructurales de hormigón armado, que hemos
estudiado en las fichas anteriores, debido a sus deformaciones. De esta forma
completaremos la monografía dedicada a los esfuerzos o solicitaciones en
cuanto a su afección a los distintos elementos constructivos.
Vamos a tratar principalmente las deformaciones por flexión (flecha), aunque
también pueden darse deformaciones en piezas sometidas a compresión
excéntrica, a cortante (las flechas suelen ser despreciables, pero en vigas cortas
sometidas a tensiones tangenciales elevadas, por ejemplo, pueden llegar a tener
una magnitud del mismo orden que las originadas por la flexión), a compresión
simple o giros por torsión.
Podemos definir la flecha como la deformación de una viga, un arco u otro
elemento análogo, perpendicularmente a su eje, por efecto de la carga, peso
propio u otras causas. Puede ser diferida, instantánea, activa, total, etc.
También se pueden producir deformaciones por otras causas (distintas a las
solicitaciones a que están sometidos los elementos por las cargas externas)
como las de origen térmico, por retracciones, por asientos, etc, que trataremos
en fichas posteriores.
DESCRIPCION DE LOS DAÑOS
Fisuras en tabiquería o en cerramientos que apoyan sobre elementos
estructurales.
Generalmente este tipo de fisuras en tabiquería no implica inseguridad de la
edificación, tan solo una incompatibilidad de deformación con los forjados,
presentando problemas estéticos que puede ocasionar molestias a los usuarios.
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Aunque puede darse el caso de que sean síntomas de un bajo nivel de seguridad
si se han debido a secciones insuficientes o cargas excesivas.
En caso de que la tabiquería apoye en vigas que flectan, al estar adherida la
tabiquería al forjado y flectar la viga inferior, la fisura será horizontal, cerrándose
en los extremos.
Fig. 1.- Daños por la incapacidad de la tabiquería para asumir las deformaciones
de la estructura
Si la tabiquería apoya en brochales que flectan, la fisura sería abierta cerrándose
a medida que se alejara del centro de la luz de la viga. El tabique que apoya
sobre la viga que embrochala rompería con fisuras inclinadas descendiendo a
medida que se aleja del brochal.
Si en cambio las particiones interiores apoyan en viguetas, si éstas flectaran, la
fisura tendría una abertura constante en sentido transversal a las viguetas.
Cuando las viguetas tienen cambios bruscos de rigidez, al ser de luces
diferentes, podrían aparecer fisuras cerradas en distintos planos, a lo largo de
toda la vigueta, sin llegar a los apoyos.
Si las viguetas no tuvieran rigidez suficiente y la tabiquería se colocara en sentido
transversal a ellas y muy adherida al forjado superior las fisuras serían
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horizontales y abiertas por igual en toda su longitud. Si la tabiquería estuviera
construida en sentido de las viguetas o nervios de un forjado reticular las fisuras
serían abiertas en el centro de la luz cerrándose a medida que se acercan al
apoyo.
En el caso de los cerramientos, si éstos tienen rigidez suficiente y están muy
adheridos al forjado inferior, con el exceso de flexión aparecería una fisura
horizontal abierta, cerrándose a medida que se aleja del centro de la luz (fig. 1,
vano A). Si flecta el forjado y la viga tiene insuficiente rigidez surgiría una fisura
entre ambos elementos, quedando una abertura entre la viga y el cerramiento.
Cuando el cerramiento sigue la flexión del forjado, aparecen fisuras seccionando
la fábrica.
Si el cerramiento está adherido a los pilares podrían aparecer fisuras
inclinadas que irían del centro del tabique a la unión entre ambos elementos así
como una fisura vertical en el centro del vano, abierta en su parte inferior en la
unión del cerramiento con el forjado (fig. 1, vano B). Si existieran huecos las
fisuras serían iguales a las inclinadas anteriores (fig 1, vano C).
Fig. 2.- Distintos casos de fisuras en cerramientos.
Si tenemos un forjado de gran luz que empotra en una viga de borde o de
fachada éste hace que la viga gire hacia el interior de la edificación, se
manifestaría con una fisura abierta en fachada y en distintos planos que se va
cerrando a medida que se acerca a los pilares.
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Si el forjado apoya sobre muro de carga se deforma con levantamiento de las
cabezas de las viguetas, apareciendo una fisura abierta en horizontal a lo largo
de la fachada.
Este tipo de fisuras se da principalmente en plantas de sótano o plantas bajas
diáfanas, ya que en planta baja se reciben todas las cargas transmitidas, por lo
que su forjado es el más solicitado; si la parte inferior es diáfana, nada se opone
a su deformación:
En el caso de los sótanos diáfanos, si los cerramientos y tabiques de la planta
superior (planta baja) están muy adheridos al forjado inferior la fisura suele
ser horizontal abierta, cerrándose a medida que se aleja del centro de la luz.
Los tabiques de planta baja sobre soleras, que estén retacados en su parte
superior con el forjado primero, reciben las cargas de las plantas superiores. Si
son de poca altura partirían con fisuras finas y verticales por aplastamiento, pero
si fuera muy alto la rotura surgiría por pandeo con fisuras horizontales abiertas
por una cara y cerradas por la otra.
Fig. 3.- Fisuras en tabiques de planta baja (poca altura y esbelto).
Fisuración o rotura de tabiques, ventanales, etc sobre los cuales apoyan
elementos estructurales.
En el caso de flecha negativa en vigas, que podría darse por ejemplo en pórticos
de 3 vanos donde la viga interior es de luz pequeña y las de los vanos contiguos
poseen luces muy grandes, al elevarse ésta, las fisuras que aparecerían en los
tabiques serían verticales debido al aplastamiento que se produciría en el tabique
si éste está muy retacado con el forjado superior.
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FISURAS EN VOLADIZOS
En caso de vigas en voladizos inferiores, cuando el cerramiento está muy
adherido al pilar y flecta también el forjado superior, la fisura sería a 45º cortando
la fábrica. Si el mortero tuviera menor resistencia o adherencia que el ladrillo se
marcarían las llagas en la fábrica.
Fig.- 4. Esquemas de fisuras debidas a la flexión de voladizos.
En zunchos de borde, en los extremos de voladizo, la flecha excesiva de éstos
ocasiona fisuras que tienden a formar un arco de descarga (sucede con más
frecuencia en voladizos de plantas inferiores).
La flecha de viguetas de voladizo que soportan cerramientos en sus extremos
ocasiona fisuras en fachada con abertura constante en toda su longitud, en el
sentido del vuelo, cerrándose al aproximarse al pilar.
Fig.- 5. Fisura en voladizo de viguetas
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Grietas o rotura en solerías o pavimentos
ORIGEN DE LOS DAÑOS
Los daños en los elementos no estructurales tales como cerramientos,
tabiquerías, carpinterías, dinteles, etc se deben a:
Planteamientos incorrectos de los parámetros de cálculo, en la fase de proyecto:
‣ Exceso de flecha de los elementos estructurales sobre los que apoyan o
que están ligados a ellos.
‣ Excesiva flexibilidad o deformabilidad de los forjados y/o vigas por falta de
rigidez de las vigas o viguetas, exceso de carga, falta de armadura, etc.
‣ Retacado (rellenar apretadamente por percusión una junta o hueco, con
un material de relleno) excesivo de los tabiques en los forjados superiores
(empleo de retacados muy rígidos, tales como morteros de cemento).
‣ No permitir la deformación del elemento (de los forjados o las vigas)
‣ No compensar las cargas en el caso de vigas de vanos contiguos o que
conforman una junta de dilatación.
‣ Desapuntalado prematuro.
‣ No tener en cuenta las sobrecargas de las plantas superiores, es decir,
no prever la transmisión de cargas de los forjados superiores.
‣ No calcular las deformaciones o hacerlo de forma incorrecta (por ejemplo
considerar la misma deformación en vigas de menor luz que en las de
grandes luces). No prever deformación por flecha diferida en voladizos.
‣ No considerar la torsión en el caso de vigas en voladizo, además de la
flexión, ocasionado por las viguetas y los zunchos de borde.
‣ Defectos en la ejecución, algunos podrían ser:
‣ No colocar zunchos de borde.
‣ No colocar armadura de reparto en la capa de compresión.
‣ Diseño de dinteles con insuficiencia mecánica (ya que a veces tienen que
soportar las cargas que les transmiten los forjados).
‣ Omisión de vibrado, creándose coqueras.
‣ Omisión de negativos o discontinuidad en las viguetas.
‣ Obtención de un hormigón de resistencia muy deficiente.
‣ Espesores insuficientes de forjados, vigas, etc.
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‣ Vuelos mayores de los previstos en cálculos
Ejecución de voladizos de con dimensiones diferentes a las proyectadas
originando cambios bruscos de deformaciones.
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Daños en Elementos no Estructurales
Introducción
Para terminar con los daños que aparecen en los elementos no estructurales,
consideraremos en la presente ficha de manera general las otras
deformaciones extrínsecas (ya hemos visto los esfuerzos por acción de las
cargas), como son los esfuerzos indirectos causados por otras acciones externas
tales como:
asientos diferenciales o empujes del terreno
dilataciones térmicas
fluencia
De esta forma completaremos la monografía en cuanto a esfuerzos externos a
los que están sometidos los elementos estructurales y, por ende, los vinculados
a ellos.
No vamos a tratar aquí las deformaciones intrínsecas o aquellas que se producen
por movimientos en el interior del material, como la retracción plástica -fisuras de
afogarado-, asentamiento plástico o retracción hidráulica del hormigón.
DESCRIPCIÓN DE LOS DAÑOS
El asiento diferencial o los empujes del terreno, puede provocar una
redistribución de esfuerzos y modificar la forma de trabajo de los elementos
afectados.
Cuando se produce un asiento, al descender un pilar éste arrastra al tabique, el
pilar que menos asienta trata de impedir el descenso del mismo y de esta forma
se crea un momento por lo que aparecen esfuerzos tangenciales en la parte
superior e inferior del tabique para equilibrarle. Se generan en el tabique
esfuerzos de tracción y compresión a 45º, de ahí que las grietas tengan esa
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inclinación. Ya que el tabique está formado por ladrillos y juntas de mortero de
resistencia inferior, las fisuras quedarían en forma de escalera al partir por la
junta.
En el encuentro entre tabique con viga, por asiento diferencial de la cimentación
podrían aparecer fisuras cortas y a 45º, pues la resistencia a cortante entre
ambos no es suficiente para absorber las tensiones tangenciales que se generan
por dicho asiento. A medida que el asiento aumenta los esfuerzos tangenciales
también lo hacen por lo que se produce un deslizamiento entre tabique y viga,
apareciendo dichas fisuras.
En otros casos, podría aparecer una única grieta en el techo, marcando el límite
inferior de la viga, con algún ramal inclinado. También pueden aparecer este tipo
de grietas en posición vertical en los encuentros de tabiques y pilares o en el
encuentro entre tabiques perpendiculares.
Por elevación de una o dos zapatas se pueden producir grietas inclinadas en los
cerramientos que se alejan de forma ascendente desde la/s zapata/s que se ha/n
elevado.
Por el asiento de una o dos zapatas podemos encontrarnos grietas inclinadas en
los cerramientos que se alejan de forma descendente desde la/las zapata/s que
ha/n asentado
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Por el asiento y giro de una esquina de una cimentación pueden
aparecer grietas abiertas en distintos planos del muro de fábrica.
El asiento de un cimiento puede provocar en los muros grietas a 45º más abiertas
por la parte superior que se van cerrando a medida que se aleja de la zona de
mayor asiento.
El giro de un cimiento provocaría fisuras abiertas en la parte alta del muro que
se iría cerrando a medida que desciende. También podrían aparecer fisuras
horizontales en la fachada y verticales en la unión del tabique con la misma al
separarse de ella. Estos daños aparecen también cuando el cerramiento es
pasante y se apoya directamente en el zuncho de la cimentación, debido al
pandeo que sufre la fábrica por la acumulación de cargas, que hace que se
desconecte de la viga de cada forjado.
En caso de aumentar la presión de trabajo del terreno en un extremo de la
fachada podrían aparecer fisuras abiertas a 45º que se cierran a medida que
descienden.
La temperatura ambiente provoca en los edificios movimientos de dilatación y
contracción, pudiendo llegar a producirse daños importantes, si no se prevén los
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mismos. Se han de adoptar medidas para asumir los empujes por
las dilataciones térmicas.
En la ficha de patología nº 27 “El factor térmico como origen de daños en la
edificación” ya hicimos referencia a este tema, mostrando algunos casos de
daños en cerramientos de fábrica de ladrillo.
Las fisuras verticales en los encuentros fábrica-pilar de esquina son muy
frecuentes, al producirse la dilatación de la estructura, que los aplacados sobre
el pilar no pueden asumir, por lo que parte por la zona más débil.
En soleras o pavimentos de grandes dimensiones sin juntas, al aumentar de
tamaño debido a la dilatación térmica, éstos sobresalen del forjado apareciendo
también una fisura horizontal.
En el caso de las solerías de cubiertas planas podemos encontrarnos con petos
salientes y en consecuencia, fisuras cerradas en la línea de forjado, al ser
empujados al exterior por dilatación de la solería y el relleno, que se colocan a
tope con el peto.
Fig. 3.- Fisura por empuje de la cubierta al peto, donde puede verse el
desplazamiento de la parte superior
Al ejecutar una cubierta sobre un forjado y no dejar huecos de ventilación o no
ser suficientes, debido a las altas temperaturas que puede llegar a alcanzarse
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en el interior pueden aparecer fisuras en distintos planos que siguen el contorno
de los distintos elementos constructivos, al dilatarse el forjado. Pueden aparecer
también fisuras en falsos techos, en caso de disponer de cubiertas de
fibrocemento, al calentarse éstas.
La fluencia origina un aumento de la deformación en el tiempo en el hormigón
que está sometido a una tensión constante. En el concepto de fluencia podemos
englobar, a grandes rasgos, todas las deformaciones diferidas, elásticas y
plásticas, que dependen de la tensión, pudiendo considerar su deformación
como proporcional a la deformación elástica instantánea.
Las deformaciones por fluencia vertical debido al acortamiento del hormigón se
representan mediante fisuras generalmente verticales, de escasa abertura, y que
se localizan en el plano superior del elemento. Estas fisuras sólo se producen en
edificios de gran altura que es donde se producen las deformaciones
diferenciales de fluencia. En las plantas más altas se producen las fisuras de
mayor magnitud disminuyendo a medida que descendemos a plantas inferiores.
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Daños en la cimentación
Tales como asientos o giros de las zapatas y empujes del terreno que producen
una redistribución de esfuerzos o hacen trabajar a otros elementos constructivos
en condiciones diferentes a las consideradas en el cálculo y para las cuales han
sido diseñados:
Realizar la cimentación en terrenos expansivos en estado seco, produciéndose
posteriormente el hinchamiento del mismo y no habiéndose adoptado medidas
para prevenir estos efectos (aceras perimetrales, saneamientos colgados...)
Presión excesiva o reblandecimiento sobre el terreno, rotura en las redes,
desecación del terreno, falta de apoyo del cimiento por una corriente de agua.
Pérdida de apoyo de cimentación, desecación del terreno, cimentación muy
superficial afectada por los cambios climáticos.
Por un asiento de mayor magnitud en una cimentación, una excavación más
profunda en un solar medianero o la excavación de zanjas profundas para
instalaciones.
Construir sobre mejoras del terreno mal ejecutadas y controladas.
Disminución de la capacidad portante del terreno.
Asientos del terreno por consolidación.
En las azoteas se suelen producir los daños anteriores por colocar a tope la
solería y el relleno con el peto de las mismas. Al estar sometidas a los cambios
de temperatura (zonas calurosas o sometidas a una prolongada exposición solar,
por lo que también puede pasar en las terrazas) los petos son empujados al
exterior.
En los cerramientos, al no asumir los movimientos de la estructura, por no
disponer de juntas de dilatación, la ausencia de elementos de apoyos deslizantes
en elementos de grandes luces, etc.
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PREVENCIÓN DE DAÑOS
Es esencial la realización de un estudio geotécnico completo previo a la
realización del proyecto que nos dé a conocer las características geológicas y
geotécnicas del terreno de apoyo y que nos permita realizar un diseño y cálculo
de la cimentación adecuados.
También durante la etapa de proyecto se ha de tener presente entre los distintos
condicionantes que intervienen en el diseño constructivo de cada elemento, los
factores ambientales, considerando:
ubicación geográfica del edificio, temperaturas máximas y mínimas estimadas
anuales, si existen diferencias muy acusadas de temperatura entre el día y la
noche
emplazamiento o situación del edificio teniendo en cuenta el entorno, si es un
edificio aislado o los edificios contiguos pueden protegerle del soleamiento
orientación, según la cual habrá fachadas más o menos expuestas al
soleamiento
situación del elemento dentro del propio edificio, ya que los elementos de
cubierta estarán expuestos a temperaturas elevadas
tipo de material, el acero acusa más los cambios de temperatura que el hormigón
Tanto en los cerramientos como en la estructura, se realizará el estudio y diseño
de las juntas de dilatación necesarias considerando las distancias adecuadas
(ver ficha de patología nº 27).
Se debe desolidarizar el cerramiento y la estructura, especialmente si esta es de
acero, evitando el contacto directo mediante la colocación de elementos
separadores (por ejemplo, colocación de plásticos en la cara del pilar de
hormigón que está en contacto con el cerramiento), pero teniendo en cuenta que
se ha garantizar la estabilidad de la fábrica, por lo que han de quedar atadas.
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Otra posible solución sería la de pasar medio pie de fábrica de ladrillo por delante
del pilar introduciendo un redondo de diámetro 6 mm cada 4 ó 5 hiladas y colocar
una lámina de porexpan entre cerramiento y pilar.
Para evitar los empujes de los elementos que conforman la azotea en los petos
de la misma se introduce una junta de poliestireno expandido en todo el contorno
de la misma (espesor > 3 cm) de manera que absorba los movimientos y/o
ejecutar los petos de azotea con dos hojas de medio pie con cámara intermedia.
En el fenómeno de fluencia ha de tenerse en cuenta para su valoración los
diversos factores que influyen en el mismo: el grado de humedad ambiente, el
espesor o menor dimensión de la pieza, la composición del hormigón, la edad
del hormigón en el momento de su entrada en carga y el tiempo transcurrido
desde ese momento (duración del fenómeno).
Es muy importante, en el caso de apoyo de la cimentación sobre relleno, en la
fase de ejecución, realizar un control adecuado del mismo, prestando especial
atención al material de aporte, la extensión y compactación de las tongadas y
realizando los ensayos pertinentes de placa de carga y de densidad y humedad
in situ, por tongada.
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REPARACIÓN DE DAÑOS
Las actuaciones a llevar a cabo por fallos en el terreno de apoyo de las
cimentaciones suelen ser complejas y de elevado coste, siendo principalmente
recalces mediante bataches, micropilotes o zunchados horizontales y refuerzos
en la estructura.
En los casos de los cerramientos de fábrica de ladrillo afectados por los
movimientos por dilatación térmica de la estructura se suelen realizar los apeos
oportunos, retirar las piezas dañadas para su sustitución y anclar angulares a lo
largo de la viga o por zonas, o placas de acero sujetas a la viga mediante
conectores o spirrots con resina epoxi, para que apoye el cerramiento, realizando
la reparación desde las plantas superiores a las inferiores.
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Imagen de Detalles de Hierro en Vigas
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Imagen de Detalles de Hierro Columnas
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Imagen de Detalles de Hierro en Losas de Hormigón
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Imagen de Detalles de Hierro en Losas Prefabricada
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Imagen de Detalles de Estudio de Suelo para un
Edificio
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