Técnicas de rehabilitación sísmica de estructuras de concreto armado

Abstract

Los sismos actúan como jueces implacables poniendo de manifiesto los errores cometidos tanto en el diseño como en la construcción o uso de una edificación, siendo la evidencia la falla o desastre de quién construyó mal.

Las pérdidas que producen los sismos son generalmente altas y el desconocimiento de la forma de reparar hace que éstas aumenten considerablemente. Y aún los daños y pérdidas de vidas humanas podrían ser mayores en caso de futuros sismos, debido a reparaciones inadecuadas, mal diseñadas y/o ejecutadas.

Es pues muy importante sistematizar la experiencia y la información existente sobre reparaciones de edificios afectados por un sismo, con el fin de establecer una metodología de acción para evitar improvisaciones en el momento que sigue al desastre, actuando de forma rápida y efectiva.

Lamentablemente los conocimientos de las violentas solicitaciones sísmicas solamente pueden ser adquiridas por medio de la observación posterior del comportamiento de las estructuras y por complicadas deducciones técnicas. La acción inmediata posterior al sismo debería estar programada con anticipación en las zonas que están expuestas a estos desastres.

La estimación de daños, previa a la acción de la reparación básicamente implica la evaluación de la cantidad de daños a miembros portantes, es decir, los elementos del pórtico y/o muros portantes. Tanto los miembros internos y externos deben ser evaluados tanto en el plano horizontal como vertical.

Cualquier edificio que se seleccione para ser restaurado, todos sus miembros portantes de carga fracturados deben ser reconstruidos y reforzados para que puedan soportar la carga vertical. Esta operación normalmente implica la inclusión de soportes fuertes y de tirantes como soportes temporales.

Las estructuras aporticadas son más fáciles de fortalecer que las que no tienen pórticos. La tarea más difícil de todas es reforzar un gran número de estructuras no aporticadas que ya han sido sacudidas y dañadas. Los criterios de diseño elástico no son aplicables y la selección de lo que puede hacerse es muy limitada.

El Dr. Muto propuso que los principios generales de reparación de edificios dañados deberían ser no sólo para dar a una estructura suficiente resistencia contra fuerzas sísmicas, sino también una alta ductilidad o deformabilidad contra desplazamiento horizontal. Estos principios son fundamentales. Pueden considerarse dos grados de refuerzo: refuerzo para un periodo largo, principalmente de aquellos edificios aporticados que no han sido severamente dañados, y el refuerzo para un edificio limitado de estructuras sin pórticos o combinados que han sufrido daños estructurales, es decir aporticar contra la deformación y el colapso para proteger a los habitantes aun cuando el mismo edificio pueda resultar inservible en el caso de que sufra nuevos eventos sísmicos.

En todo caso, el diseño debe ser simple, tanto por economía, como para su ejecución por obreros no calificados. Debe ser fácil para incluir diferentes estructuras

y varios niveles de daños. Para un tiempo limitado, el costo total de la restauración no debe exceder un tercio del costo de demolición y reconstrucción con un diseño mejor. Para efectos a largo plazo la mitad del costo de la demolición puede ser considerada como económicamente viable.

En resumen, rehabilitar tiene que ser una acción a fondo para corregir las causas del defecto y tiene que ser dirigida por un profesional competente. Se trata que la estructura trabaje en condiciones adecuadas de acuerdo con sus características propias.

Con el objetivo de tener disponible información sobre la restauración de edificaciones, basadas en experiencias anteriores se ha elaborado la presente Tesis. Los contenidos de los temas se describen a continuación.

El capítulo I trata acerca de la Evaluación preliminar de los daños, que es el primer paso necesario para planificar la reconstrucción de la zona afectada. Las etapas que se deben seguir, desde la evaluación preliminar tomando datos globales en corto tiempo, la evaluación de daños con fines de microzonificación sísmica y de factibilidad de reparación y, el estudio detallado de daños en cada edificación que permitirá preparar los proyectos de reparación; son vistos en este capítulo.

El capítulo II se refiere a la Evaluación definitiva de la edificación dañada, cuyo objetivo es determinar la factibilidad de la reparación de la estructura tomando en cuenta la economía, puesto que técnicamente toda estructura es reparable; la Inspección detallada de los daños tomando registro del estado actual de los elementos estructurales, verificando la información de planos y especificaciones técnicas del proyecto es otro punto muy importante que se toma en cuenta en este capítulo. Para tratar de comprender el comportamiento durante el sismo de la estructura y la posible causa originaria de los daños se estudian los métodos existentes que permiten evaluar la Capacidad Sísmica de la Estructura, pues basándose en los resultados se pueden plantear mejores soluciones de reparación y reforzamiento de la edificación.

En el capítulo III se estudian las Estrategias para la rehabilitación sísmica de la estructura, las condiciones de diseño y procedimientos de las diversas técnicas que permiten plantear un proyecto de rehabilitación, así como ejemplos de otros países son estudiados.

En el capítulo IV se hace un ejemplo real de una edificación dañada por un sismo, se realiza la evaluación de sus daños, su capacidad sísmica haciendo uso de un programa de computo elaborado basado en el método de Okada que acelera el trabajo de evaluación y se proyecta las reparaciones de algunos elementos.

Espero que el presente trabajo sirva de apoyo técnico para el caso de tener que elaborar proyectos de rehabilitación de edificaciones.