Estudio experimental de pórticos reparados de concreto armado

Abstract

El Perú es un país permanentemente amenazado por la eventualidad de un movimiento sísmico de grandes proporciones como los registrados en los años 1966, 1970 y 1974. Los daños y las pérdidas humanas pueden ser mayores, en caso de futuros sismos, debido a reforzamientos mal diseñados, reparaciones inadecuadas o mal ejecutadas. En el caso de las estructuras aporticadas de concreto armado, la posibilidad de reparar o reforzar elementos estructurales se vuelve cada vez más atractiva debido al alto costo que implica demoler y volver a construir, y a la creciente difusión del uso de las resinas epóxicas a nivel mundial; esto hace surgir la necesidad de contar con información sistematizada de las técnicas y materiales de reparación disponibles en nuestro medio. De lo expuesto en los párrafos anteriores, se deriva la importancia de establecer una metodología racional de evaluación de la estructura dañada, a fin de evitar la improvisación en la elección del sistema de reparación más conveniente para el tipo de daño registrado. El trabajo experimental en el campo de la rehabilitación sísmica resulta complejo y caro, por lo que, en la mayoría de estudios de reparación y reforzamiento realizados hasta la fecha se han empleado modelos a escala muy reducida o elementos estructurales aislados (vigas, columnas, conexiones). Estos estudios han dado un primer paso hacia el conocimiento del comportamiento de estructuras reparadas de concreto armado, sin embargo, para establecer claramente los efectos que las técnicas de reparación o reforzamiento tienen sobre la respuesta total de la estructura, hace falta realizar un programa de estudios en subestructuras reparadas, a escala natural o por lo menos cercanas a ella. El Laboratorio de Estructuras del CISMID contribuye a este fin con el estudio de dos pórticos planos de concreto armado a escala 3/4 que fueron sometidos a ensayos de simulación sísmica (Estático Monotónico y Seudo-Dinámico, respectivamente), y posteriormente reparados con el fin de realizar el presente estudio. El tema de las reparaciones es muy amplio y abarca a todo tipo de estructuras, el presente trabajo de investigación está enfocado a destacar aspectos importantes relacionados con la reparación de estructuras aporticadas de concreto armado, orientando el estudio, principalmente, hacia la evaluación del comportamiento sísmico de pórticos de concreto armado que han sido reparados luego de haber sufrido daños ocasionados por los efectos de un sismo severo. Este trabajo está organizado en ocho capítulos, el primero de los cuales nos habla de los aspectos generales de la investigación, el marco referencial y los antecedentes le que dieron origen, así como sus objetivos y alcances. Teniendo en cuenta que las estructuras no sólo están expuestas a posibles daños sísmicos, sino que, además, existen otros factores que pueden afectar su comportamiento ante un eventual sismo, se presenta una recopilación de las principales causas que pueden originar el agrietamiento de las estructuras de concreto, a fin de proporcionar las pautas mínimas para diferenciar y clasificar los tipos de daños. Toda esta información es presentada en el Capítulo II, donde además se incluye una breve descripción de las medidas preventivas y las técnicas de reparación que pueden emplearse para cada caso. El Capítulo III describe brevemente el estado actual en el conocimiento sobre métodos de rehabilitación sísmica de edificaciones de concreto reforzado, además, se hace referencia de algunos estudios de investigación afines, relacionados con la experimentación de diversas técnicas de reparación y reforzamiento realizados en el extranjero. El Capítulo IV presenta la metodología recomendada para la elaboración de un proyecto de rehabilitación sísmica. Al final de este capítulo se presenta una serie de cartillas que pueden ser una ayuda práctica para realizar la inspección detallada de los daños ocurridos en las edificaciones, además de proponer algunas posibles soluciones para aquellos agrietamientos que cumplen ciertas condiciones. El Capítulo V describe la evaluación de los daños y el proceso de reparación de los especímenes. Se trata de aplicar del proceso de evaluación propuesto en el capítulo cuarto; se muestran los resultados de la evaluación preliminar de los pórticos P-I y P-II, así como la justificación del sistema de reparación elegido para cada caso, además se brinda toda la información referente a los métodos de reparación y los materiales utilizados. La descripción de los ensayos realizados en el Laboratorio de Estructuras del Centro Peruano-Japonés de Investigación Sísmica y Mitigación de Desastres, así como los resultados obtenidos mediante estos ensayos, son presentados en el Capítulo VI. Toda la información obtenida de los ensayos experimentales de los pórticos reparados es comparada con los correspondientes valores de los pórticos iniciales, en el Capítulo VII; además se determinan los parámetros necesarios para la evaluación del comportamiento sísmico experimental de los pórticos reparados. En el capítulo sexto, se mencionan las principales conclusiones que arroja el presente estudio, así como algunas recomendaciones para la aplicación de estos métodos de reparación. Finalmente se ha creído conveniente adjuntar información referente a las características, aplicaciones, modos de empleo y precauciones que deben tomarse en cuenta cuando se trabaja con resinas epóxicas.