Propuesta de intervención de columnas Columna Critica Primer Nivel
Dimensión: 17.32”x 13.38”
Imagen 10.1. Resultados de columna critica primer nivel (Fuente Propia)
Para el cálculo de la cuantía inicialmente se determinó el momento resultante a como se muestra:
62 La carga axial obtenida es de:
Pu=151.238 Kip/pulg2
Las dimensiones de la sección con encamisado son: H=22” B=18” Recubrimiento: 1 1/8”
𝑑 = 22 − 1 1 8⁄ − 1 1 8⁄ = 19.75
Luego se calculan los factores para entrar al diagrama de iteración:
𝛾 = 𝑑 𝐻= 19.75 22 = 0.89 ≈ 0.90 𝑃𝑢 𝐴𝑔= 151.258 22𝑥18 = 0.38 𝑀𝑛 𝐴𝑔𝐻 = 241.546 (22𝑥18𝑥22)= 0.03
Figura 10.2. Diagrama de interacción con una relación d/h = 0.90, concreto de diseño de
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Al intersectar los puntos en el diagrama de la Figura se obtiene que en este caso la cuantía de acero es demasiado pequeña (inferior a 0.01), por lo que se asume ρ=0.015 por criterios de diseño, ya que según el capítulo 21 del ACI la cuantía no puede ser menor a 0.01, ni mayor a 0.06 del área de la sección.
Por tanto, el área de acero calculada es:
𝐴𝑠𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 = ρ ∗ B ∗ H
𝐴𝑠𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜= 0.015 ∗ 45 ∗ 55 = 37.125
La sección original cuenta con un área total de acero asumido de 40.53 cm2, se propuso un encamisado con un arreglo de 6 varillas #8 que equivale a un área de 30.40 cm2, por lo que el área total de acero con encamisado seria:
𝐴𝑠𝑡 = 40.53 + 30.40 𝐴𝑠𝑡 > 𝐴𝑠𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜
Por tanto, se optó por aprobar la propuesta de encamisado de 6 varillas #8 debido a que se garantiza que la nueva sección cumple con la cuantía de acero requerida en base a la fuerza axial y momento con que trabajara la columna.
64 Columna Critica Segundo Nivel
Dimensión: 17.32”x 13.38”
Imagen 10.2. Resultados de columna critica segundo nivel (Fuente Propia)
Para el cálculo de la cuantía inicialmente se determinó el momento resultante a como se muestra:
𝑀𝑟 = √(17.250)2+ (99.997)2 = 101.474 Kip.in
La carga axial obtenida es de:
Pu=75.808 Kip/pulg2
Las dimensiones de la sección con encamisado son: H=22” B=18” Recubrimiento: 1 1/8”
𝑑 = 22 − 1 1 8⁄ − 1 1 8⁄ = 19.75
65 𝛾 = 𝑑 𝐻= 19.75 22 = 0.89 ≈ 0.90 𝑃𝑢 𝐴𝑔= 75.808 22𝑥18 = 0.19 𝑀𝑛 𝐴𝑔𝐻 = 99.997 (22𝑥18𝑥22)= 0.011
Al intersectar los puntos en el diagrama de la Figura en este caso la cuantía de acero es demasiado pequeña (inferior a 0.01), por lo que se asume ρ=0.015 por criterios de diseño, ya que según el capítulo 21 del ACI la cuantía no puede ser menor a 0.01, ni mayor a 0.06 del área de la sección.
Por tanto, el área de acero calculada es:
𝐴𝑠𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 = ρ ∗ B ∗ H
𝐴𝑠𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜= 0.015 ∗ 45 ∗ 55 = 37.125
La sección original cuenta con un área total de acero asumido de 40.53 cm2, se propuso un encamisado con un arreglo de 6 varillas #8 que equivale a un área de 30.40 cm2, por lo que el área total de acero con encamisado seria:
𝐴𝑠𝑡 = 40.53 + 30.40 𝐴𝑠𝑡 > 𝐴𝑠𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜
Por tanto, se optó por aprobar la propuesta de encamisado de 6 varillas #8 debido a que se garantiza que la nueva sección cumple con la cuantía de acero requerida en base a la fuerza axial y momento con que trabajara la columna.
66 Columna Critica Tercer Nivel
Dimensión: 11.811”x 11.811”
Imagen 10.3. Resultados de columna critica Tercer Nivel (Fuente Propia)
Para el cálculo de la cuantía inicialmente se determinó el momento resultante a como se muestra:
𝑀𝑟 = √(1.998)2+ (11.425)2= 11.598 Kip.in
La carga axial obtenida es de:
Pu=11.972 Kip/pulg2
Las dimensiones de la sección con encamisado son: H=16” B=16” Recubrimiento: 1 1/8”
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Luego se calculan los factores para entrar al diagrama de iteración:
𝛾 = 𝑑 𝐻 = 13.75 16 = 0.86 ≈ 0.9 𝑃𝑢 𝐴𝑔= 11.972 16𝑥16 = 0.046 𝑀𝑛 𝐴𝑔𝐻 = 11.425 (16𝑥16𝑥16)= 0.0028
Al intersectar los puntos en el diagrama de la Figura en este caso la cuantía de acero es demasiado pequeña (inferior a 0.01), por lo que se asume ρ=0.015 por criterios de diseño, ya que según el capítulo 21 del ACI la cuantía no puede ser menor a 0.01, ni mayor a 0.06 del área de la sección.
Por tanto, el área de acero calculada es:
𝐴𝑠𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 = ρ ∗ B ∗ H
𝐴𝑠𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 = 0.015 ∗ 40 ∗ 40 = 24
La sección original cuenta con un área total de acero asumido de 40.53 cm2, se propuso un encamisado con un arreglo de 6 varillas #8 que equivale a un área de 30.40 cm2, por lo que el área total de acero con encamisado seria:
𝐴𝑠𝑡 = 40.53 + 30.40 𝐴𝑠𝑡 > 𝐴𝑠𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜
Por tanto, se optó por aprobar la propuesta de encamisado de 6 varillas #8 debido a que se garantiza que la nueva sección cumple con la cuantía de acero requerida en base a la fuerza axial y momento con que trabajara la columna.
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Tabla 10.1. Resumen del reforzamiento de las columnas
Nivel Columna Dimensiones de Columnas (cm) ρ calculado As (cm2) Sección Propuesta Cuantía mínima según ACI Cuantía máxima según ACI ρ asumido Refuerzo propuesto Primero C1 34x44 0.0032 14.96 50x50 0.01 0.06 0.015 6#8 Primero C2 34x34 0.0032 11.56 50x40 0.01 0.06 0.015 6#8 Primero C3 30x30 0.0032 9.00 45x40 0.01 0.06 0.015 6#8 Primero C4 30 0.0032 7.07 45 0.01 0.06 0.015 8#8 Primero C5 20 0.0032 3.14 35 0.01 0.06 0.015 8#8 Segundo C1 34x44 0.0032 14.96 50x50 0.01 0.06 0.015 6#8 Segundo C2 34x34 0.0032 11.56 50x40 0.01 0.06 0.015 6#8 Segundo C3 30x30 0.0032 9.00 45x40 0.01 0.06 0.015 6#8 Segundo C4 30 0.0032 7.07 45 0.01 0.06 0.015 6#8 Segundo C5 20 0.0032 3.14 35 0.01 0.06 0.015 8#8 Tercero C2 34x34 0.0032 11.56 50x40 0.01 0.06 0.015 8#8 Tercero C3 30x30 0.0032 9.00 45x40 0.01 0.06 0.015 6#8 Tercero C4 30 0.0032 7.07 45 0.01 0.06 0.015 6#8 Tercero C5 20 0.0032 3.14 35 0.01 0.06 0.015 6#8 *Fuente Propia
69 Figura 10.3. Propuesta de encamisado para columnas
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Procedimiento para el Reforzamiento de las columnas
Para realizar el reforzamiento de las columnas se tendrá que seguir el siguiente procedimiento:
1- Retirar el recubrimiento de concreto en la columna existente 2- Limpiar la superficie con aire comprimido
3- Remover capa de óxido en el acero de refuerzo existente 4- Agregar acero de refuerzo adicional
5- Aplicar el SIKADUR 31, para adherencia del concreto viejo y concreto fresco 6- Realizar llenado para el encamisado adicional a la columna
Propuesta de intervención de vigas
De la inspección visual, se observó en general que las vigas se encuentran en buen estado en comparación con las columnas, tomando en cuenta que la losa realiza distribución de carga primeramente a las vigas no se ven tan afectadas a cómo deberían de estar debido a las patologías presentadas en la edificación.
Las únicas afectaciones de las vigas que son considerables se encuentran en el ala Norte de la capilla en el segundo nivel, las vigas que van del eje A al eje B presentan claros de 7 metros de longitud y deflexiones de 1 pulgada, por lo que pueden ser fácilmente observadas.
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Figura 10.4. (Fuente Propia). Señalización de vigas que presentan deflexión. Segundo Piso
La viga 1 A-B es la más afectada de toda la edificación, teniendo como patología la exposición del acero de refuerzo el cual presenta corrosión y la exposición a la carbonatación que sufre el concreto.
Imagen 10.4. Exposición del acero de refuerzo y fractura en concreto de viga. Para el reforzamiento de las vigas se propone realizar un encamisado parcial aumentando el peralte efectivo, que consistirá en adicionar acero de refuerzo al existente para optimizar la resistencia a la tensión, el acero a utilizar será el mismo presentado por la estructura.
Figura 10.5. Propuesta de reforzamiento de vigas.
Propuesta de intervención de losas
Las losas no presentaban deflexiones significativas que afecten la integridad estructural de la edificación por lo tanto la propuesta de intervención consistirá en colocar un recubrimiento aproximadamente de 3 cm en los sectores que presenten deterioro, esto se realizara con un concreto adecuado tal como SIKAGROUT 202, usando un aditivo que facilite adherencia de los concretos de distintas edades tal como SIKADUR_32 GEL, se efectuara cambio de acero corroído y expuesto por acero de las mismas especificaciones y dimensiones.
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Para realizar el reforzamiento de la losa se eliminará las impurezas y el material orgánico presente en la losa, posteriormente se va a retirar el recubrimiento para observar físicamente el daño presente en el acero de refuerzo, si es necesario se cambiará las varillas de refuerzo, luego se añadirá el SIKADUR_32 GEL para la adherencia del concreto existente de la losa con el mortero SIKAGROUT 202, el cual es utilizado para reparación estructural de concreto en las edificaciones. A continuación, se muestra un detalle del reforzamiento en losas:
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