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• Christian Chavez Pereyra

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FALLAS Y REPARACIONES EN SISTEMAS ESTRUCTURALES

1. INTRODUCCIÓN.

Es ampliamente aceptado el hecho que las construcciones son altamente vulnerables frente a fenómenos naturales como los sismos e inundaciones. Su casi nula resistencia a la tracción y la alta inestabilidad de sus propiedades mecánicas cuando son afectadas por la humedad han producido efectos desastrosos en incontables construcciones de este tipo a lo largo de la historia. En este trabajo se describen diversos tipos de fallas ocurridas en construcciones cuya tipología arquitectónica corresponde a la utilizada en el continente americano, es decir construcciones de uno y dos pisos por lo general

2. DAÑOS PRODUCIDOS POR TERREMOTOS

La actual documentación sobre los daños producidos por terremotos intensos es esencial para entender como se han comportado históricamente las edificaciones durante terremotos. Mientras es cierto que algunas partes o la edificación en su totalidad pueden colapsar durante terremotos fuertes, esto no significa que las edificaciones sean inestables. Es necesario hacer previamente una distinción entre muros gruesos y muros delgados, es decir tomar en cuenta la esbeltez de los muros, ya que el comportamiento y la posibilidad de supervivencia ante sismos varía sustancialmente según sea la esbeltez de los muros. 2.1 Daños causados por fuerzas perpendiculares al plano del muro.

Como se ha mencionado, las grietas que se originan por fuerzas fuera del plano del muro son por lo general las primeras que se presentan y ocurren a pueden ocurrir a niveles bajos de intensidad sísmica, sin que esto signifique necesariamente la pérdida de estabilidad. Los principales factores que afectan la estabilidad de los muros que son sometidos a fuerzas fuera de su plano son: - El grosor del muro y su esbeltez. - La conexión entre el muro y el techo o el sistema de piso. - Si el muro es portante o no. - La longitud libre del muro o distancia entre la intersección de los muros transversales.

Inicio de la grieta en la parte superior del tímpano

2.1.1 Grietas verticales en las esquinas y volteo del muro fuera del plano.

Cuando ocurre un movimiento sísmico en viviendas de techo liviano, la vibración fuera del plano de muros ortogonales entre sí genera entonces una concentración de esfuerzos de tracción en la parte superior de las esquinas, generando una grieta vertical que se propaga hacia abajo. Esta grieta vertical hace que el muro quede suelto vibrando libremente en sentido perpendicular a su plano, lo que a la postre causa su colapso fuera del plano.

Grietas verticales en esquina

Colapso lateral de muro. Las viguetas del techo se apoyan en los muros transversales.

2.1.2 Grieta por flexión fuera del plano.

Este tipo de grieta es típica de los muros libres y se produce por lo general cerca de la base debido a la flexión fuera del plano, una vez producida la grieta el muro se balancea como sólido rígido en un movimiento tipo “rocking” en el cual la posibilidad de colapso depende de la estabilidad del muro. Estudios hechos en muros a escala natural sobre una mesa vibradora muestran que los muros gruesos pueden mantener su estabilidad aún después de agrietarse completamente. 2.1.3 Grieta horizontal por flexión fuera del plano a media altura del muro.

Este tipo de daño se puede producir por efecto de volteo lateral, tal como se muestra en la foto , en que la fisura se vuelve diagonal en el extremo. 2.2 DAÑOS CAUSADOS POR FUERZAS CORTANTES EN EL PLANO DEL MURO.

Las grietas que se originan por fuerzas cortantes en el plano del muro ocurren cuando por alguna razón se ha controlado la falla por volteo y a niveles mayores de intensidad sísmica. Esta falla está directamente relacionada con la resistencia de la mampostería a la fuerza cortante. Los principales factores que influyen en los muros que son sometidos a fuerzas fuera de su plano son:      

El espesor del muro. La calidad de la mano de obra en la construcción del muro. La calidad del mortero. El peso del techo, que es directamente proporcional a la fuerza de inercia. El estado de conservación del muro. A continuación se describen los casos más comunes de este tipo de acción. 2.2.1 Grietas diagonales por fuerza cortante en el plano del muro.

Cuando la falla fuera del plano está controlada ya sea porque los muros son suficientemente gruesos produciendo un amarre al nivel superior de los muros, se produce, a un nivel mayor de intensidad sísmica las típicas grietas en forma de X debido a la fuerza cortante en el plano del muro. Estas grietas hacen que el muro quede luego dividido en grandes bloques los cuales pueden disipar energía por fricción en las grietas producto de la combinación de carga vertical y fuerza horizontal. El colapso en este caso es por lo general parcial Se concluye entonces que este tipo de grieta se presenta en caso de muros gruesos o en caso de muros delgados siempre y cuando el techo funcione como un diafragma rígido produciendo un movimiento uniforme en la parte superior de los muros.

2.2.2 Grietas cerca de los vanos

Estas grietas son también causadas por la acción de fuerzas cortantes en el plano del muro y se presentan usualmente en las esquinas superiores o inferiores de las aberturas de puertas y ventanas extendiéndose en forma diagonal hacia la parte superior o inferior del muro respectivamente. Son debidas a la concentración de esfuerzos en las esquinas de las aberturas y a la del material de los dinteles. 2.2.3 Grietas en las esquinas y desplome parcial.

Esta grieta comienza en la parte superior del muro y se propaga en forma inclinada aislando un triángulo superior del muro, el cual colapsa por una combinación de fuerza cortante en ambos muros ortogonales y el efecto de la carga vertical. En la foto zz se muestra un caso de falla similar reproducido en laboratorio con fuerza sísmica en una sola dirección.

DAÑOS EN EDIFICACIONES  CASONAS: Las casas de adobe o tapial principalmente son las que han

sufrido daños estructurales en Cajamarca como por ejemplo tenemos la casa ubicada en el Psj. Atahualpa , cuya edificación sufrió movimientos sísmicos la cual ocasiono que sufriera una serie de daños en los muros y en las vigas del segundo piso.  IGLESIAS: En la mayoría de las iglesias de Cajamarca han sufrido daños

por sismo como por ejemplo a ocasionando deterioro y falla en las paredes laterales tal es el caso de la iglesia La Catedral donde es notorio en la fachada que da al Jr. Amalia Puga.

REPARACIÓN DE EDIFICIOS DE ALBAÑILERÍA

INTRODUCCIÓN

Con mucha frecuencia se presenta la necesidad de reparar o reforzar edificios con estructura de “albañilería reforzada”, ya sea por razones de daños sufridos en la estructura por una causa externa, principalmente sismo, o por necesidades de remodelación o ampliación. Es necesario aclarar, que muchos edificios antiguos no han sido diseñados con una estructura de albañilería reforzada, sino más bien, como estructuras de concreto armado, con algunos muros portantes de cargas exclusivamente verticales y de sismo, (horizontales) como estructuras de albañilería reforzada. Es por eso que muchas veces, la configuración estructural y la capacidad sismorresistente de estos edificios son defectuosas. Es el caso común de edificios de albañilería con estructuras diafragmadas; sin embargo lo mismo es aplicable a estructuras de albañilería reforzada, no diafragmadas, como es por ejemplo el caso de estructuras industriales con techo de acero.

REPARACION Y REFORZAMIENTO DE ESTRUCTURAS DE ALBAÑILERÍA REFORZADA DAÑADA POR SISMOS Reparación y reforzamiento van siempre juntos y son requeridos por los daños ocurridos en la estructura a causa de los sismos; éstos daños se manifiestan en los muros de albañilería, en la forma de rajaduras diagonales cruzadas y/o aplastamiento de ladrillos en las esquinas inferiores del muro. Las remodelaciones suelen requerir solamente reforzamiento. Por lo dicho anteriormente, para los casos de edificaciones antiguas es imprescindible definir primero, cuales de ellas deben ser consideradas estructuras de “albañilería reforzada”. Las pautas para esta clasificación son las siguientes: Se considera para efectos de clasificación, como estructuras de “albañilería reforzada”, los siguientes casos:  Edificios antiguos de albañilería con techo de concreto armado  Los edificios estructurados en concreto armado que tienen muros de albañilería, portantes de cargas verticales.  Los edificos estructurados exclusivamente con una estructura aporticada de concreto armado; la cual no es capaz de soportar cargas horizontales originadas por sismos, necesitando para éste propósito usar muros de albañilería como elementos portantes de las cargas horizontales. (De otra forma el pórtico de concreto armado sufriría deformaciones y esfuerzos incompatibles con la resistencia del concreto armado)  Los edificios diseñados son estructuras de albañilería reforzada, en cualquiera de sus formas: albañilería confinada, albañilería armada y albañilería de tipos sandwich. En los proyectos y obras de reparación, debemos distinguir los siguientes casos: Para estructuras de Albañilería Reforzada con Diafragma.  Reparación y reforzamiento de estructuras dañadas pro sismos  Reforzamiento de estructuras de albañilería reforzada, para proyectos de remodelación y/o ampliación; con el objeto de darles capacidad sismo resistente.  Estructuras de albañilería Reforzada sin Diafragma.  Reparación y reforzamiento de estructuras dañadas por sismos.  Casos especiales de estructuras con techos abovedados. OBJETIVO DE LA REPARACIÓN

El objetivo de la reparción es trasnformar la estructura en una estructura sana, que además cumpla con las exigencias de los reglamentos de construcción vigentes y tenga añadida una capacidad sismo – resistente, aquella que cumple los siguientes requisitos:  Ser construida con material estructural resistente.  Poseer ductibilidad  Tener buena configuración estructural La reparación en sí, consiste en definir y diseñar una nueva estructura que tenga configuración adecuada, o que incluya nuevos muros de refuerzo. La construcción de estos muros nuevos y la reparación de los existentes, dañados, que no requieren ser cambiados por concreto. PROCESO DE REPARACION  El proceso de reparación implica los siguientes:  Investigación de planos y análisis de la estructura resistente para llegar a un diagnóstico de los daños. En caso de no contarse con planos, hay que efectuar un levantamiento arquitectónico y estructural del edificio.  Propuesta de reparación, que incluye la ubicación de elementos de concreto armado que refuercen la estructura, le proporcionen una buena configuración estructural, y el máximo de ductilidad alcanzable en términos prácticos.  Análisis de la nueva estructura propuesta para definir su idoneidad y proceder al diseño.  Construcción de refuerzos y ejecución de la reparación. ESTRUCTURAS DE ALBAÑILERÍA REFORZADA SIN DIAFRAGMA Estructuras dañadas por sismos. Las causas más comunes de daños en estructuras de albañilería sin diafragma son las siguientes:  Excesiva deformación de los muros por falta de rigidez en el sistema de arriostre. Los daños asociados en este punto son: - Rajaduras de flexión o desplome en los muros. - Daños en los tijerales del techo y sus anclajes. - Daños estructurales en los arriostres de concreto  Excesiva esbeltez de paños de albañilería simple: Tramos largos o muy altos sin arriostramiento. El daño más común asociado a este punto es el volteo del muro.  Falta de amarre o conexión entre los elementos de arriostre. Esta circunstancia genera daños o causas de los movimientos diferenciales

entre los diferentes arriostre verticales, conectados con la albañilería, entre si.  Reparación de los daños.  Para la falta de rigidez del sistema de arriostre, la solución es aumentar el peralte de las columnas que lo componen, mediante la construcción de una muro perimetral de concreto que no sólo aumenta las dimensiones sino que contiene nuevo acero de refuerzo.  La excesiva esbeltez de los paños de albañilería, se corrige llenando arriostramiento, verticales y horizontales, según las necesidades de la estructura.  La falta de amarre entre ellos, de los arriostres verticales, se remedia construyendo vigas o soleras desplazamientos relativos importantes entre elementos. METODOS DE REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL CLASIFICACION (1) Incremento de resistencia: (1) al (6), (9) (2) Combinación de resistencia y ductilidad: (1), (4), (5), (7), (9) (3) Incremento de ductilidad: (3), (5), (7), (8), (9) DETALLE: (1) Adición de muros de cortantes - Muros de concreto vaceados in situ - Muros prevaceados de concreto Es necesario trabajo experimental

Si

No Estimación de la resistencia adicional Distribución de los elementos de refuerzo Cálculo del comportamiento sísmico Evaluación del efecto del reforzamiento ¿Se alcanzo el objetivo?

Si DetallesTrabajos del refuerzo y especificaciones de construcción

Trabajos experimentales

-

Muros de bloques de concreto Muros de placas de acero

(2) -

Adición de contrafuertes o pórticos Contrafuertes Pórticos con muros Pórticos

(3) Adición de muros laterales a las columnas (a las de muro) Muros de concreto vaceados in situ Muros de concreto prevaceados (4) Adición de contravientos (armaduras) - Encamisado con malla soldada - Encamisado con placas de acero (5) Refuerzo de Vigas - Adición de concreto vaceado in situ - Encamisado con acero estructural (6) Introducción de holgaduras Separación entre columnas y muros no estructurales, especificamente muros cortos (7) Reducción de carga muerta Remodelación de pisos de concreto Reemplazo de elementos no estructurales por elementos más ligeros (8) -

Reforzamiento de la cimentación Reforzamiento de zapatas Adición de elementos de conexión Reforzamiento de pilotes existentes

REPARACIONES Y REFORZAMIENTO DE COLUMNAS 1.- REPARACIONES LOCALES Para reparar columnas con grietas ligeras (con ancho de 0.1 a 0.5 mm), sin daño en el concreto ni en el refuerzo, son aplicables inyecciones de resinas epóxicas. En el caso de grandes grietas (ancho de 2 a 5 mm.), es aplicable inyecciones de lechadas de cemento con epóxico. Como el concreto está dañado ligeramente, el concreto suelto es removido, la superficie es picada y el polvo limpiado. Dependiendo de la cantidad de concreto removido puede añadirse refuerzos o estribos adicionales.

Temporalmente, el encofrado y el concreto deberá ser colocado más allá de su configuración final, con el fin de obtener un concreto lo suficientemente compactado. Un día después puede procederse al desenconfrado respectivo y a emparejar el concreto nuevo. Cuando el refuerzo longitudinal está pandeado, los estribos son cortado y el concreto es picado Si totalmente se requiere reparar, no se necesita cambiar las dimensiones de la sección de la columna. El concreto suelto y el refuerzo dañado deben ser removidos, se colocará nuevo refuerzo longitudinal, el que se soldará el refuerzo existente, y se colocará estribos adicionales. Debe usarse concreto con bajas propiedades de contracción. Debe prestarse una atención especial a la adherencia entre el concreto nuevo y el antiguo. REFORZAMIENTO DE COLUMNAS El propósito de este reforzamiento es mejorar la resistencia sísmica de una edificación aumentado la capacidad sismorresistentes de sus columnas usando uno de los siguientes métodos: A. Incrementando la ductilidad de las secciones de columnas evitando la falla frágil por Fuerza cortante. Este método puede aplicarse a edificaciones que tienen pocos Muros de corte, y a columnas que tienen una resistencia última al corte menor que Su resistencia última a la flexión. B.

Compensación de las rigideces de las columnas. Este Método puede aplicarse a Edificaciones donde la distribución de la fuerza cortante en el nivel de análisis es Significativamente desigual debido a la existencia de muros de relleno.

C.

Aumentando la capacidad de la flexión de las columnas.

REFORZAMIENTO INCREMENTADO LA DUCTILIDAD DE LAS COLUMNAS Existen varios procedimientos de tipos de construcción (ver fig. 1.4): . Aumentando la sección de la columna añadiendo una malla de alambres soldados adyacentes a las columnas existentes.

. Aumentando la sección de la columna existente añadiendo estribos soldados adyacentes a la columna existente. . Encajar la columna existente con una sección de área rectangular o circular. .

Encajar la columna existente con correas de acero.

Para el uso de cualquier tipo de construcción indicado debe considerarse brechas de 3 cm. En la parte superior e inferior de la columna. En el caso de usarse mallas de alambres soldados, el tipo de unión en C es más conveniente que la forma en L. La longitud de empalme medida entre la separación mayor de alambres transversales de cada malla debe ser mayor que el espaciamiento de los alambres transversales más de 10 cm., y mayor que 20 cm. (ver fig. 1.5) Es conveniente que la separación y el ancho de la correa de acero sean de 10 cm. El espesor de los perfiles y correas de acero no debe ser menor que 3.2 mm. REPARACION Y REFORZAMIENTO DE VIGAS Para la reparación de vigas dañadas con grietas ligeras se aplican inyecciones epóxicas o lechadas de cemento. Cuando los daños son mayores se realizarán operaciones de remoción o reposición. Primeramente deberan apuntalar temporalmente las vigas dañadas. El proceso de reparación de vigas es similar al de columnas, debiendo prestar mas atención en la compactación del concreto nuevo, lo cual es difícil de conseguir si el llenado si el llenado no se realiza por la cara superior de la viga. La envoltura de concreto armado puede realizarse añadiendo concreto sobre una, tres o cuatro lados de la viga. Una cara rugosa del concreto existente combinado con anclajes de estribos soldados proporcionan buena conexión de corte y de flexión entre la envoltura y la viga existente. La envoltura en la cara inferior de la viga, se realiza solamente cuando es necesario incrementar la capacidad a flexión en el medio de la viga. La conexión del refuerzo longitudinal y el nuevo se realiza por medio de barras de conexión soldadas. La cobertura del concreto deberá ser picada hasta el refuerzo longitudinal y estribos existentes. Estribos adicionales proporcionan la conexión entre la viga existente y el concreto de envoltura. La barra de acero longitudinal deberá ser ancladas en la región de apoyo, soldando el refuerzo a un collar de acero (perfil en ángulo) unido a la parte superior de la columna.

La envoltura en tres lados debe ser ejecutado debajo de la cara inferior de la loza, el procedimiento más conveniente para este tipo de envolturas es el concreto a presión (shotcrete). El refuerzo longitudinal adicional se conecta al refuerzo existente por medio de barras de conexión soldadas diagonalmente. Los estribos pasan a través de perforaciones en la loza y soldadas. En caso de usarse concreto convencional pueden utilizarse dichas perforaciones. La envoltura de los cuatro lados aumenta considerablemente la capacidad a flexión y corte debido al incremento del refuerzo de la dimensión de la sección. El refuerzo longitudinal adicional deberá ser conectado al refuerzo existente por medio de barras de conexión soldadas diagonalmente. Los estribos pasan a través de las perforaciones de la loza y a través de toda la viga. Además estas perforaciones pueden usarse para colocar concreto en la parte de la envoltura debajo de la loza. El refuerzo negativo adicional deberá añadirse sobre la superficie de la loza en la zona de la viga y fuera de la columna existente. CONEXIONES VIGA-COLUMNA Las conexiones vigas-columnas son las zonas más críticas debido a la concentración de esfuerzos por la formación de rótulas plásticas en las secciones críticas concurrentes en el nudo. Para reparaciones locales de grietas y sin daño en el refuerzo pueden ser aplicadas inyecciones epóxicas. Para reparaciones con remoción o reposición de los materiales se sigue el mismo proceso que el de columnas. REPARACION Y REFORZAMIENTO DE MUROS DE CORTE Debido a su gran rigidez lateral y resistencia, los muros de corte proporcionan la parte más significativa de la capacidad sísmica de la edificación. Por consiguiente, un muro de corte dañado o pobremente diseñado debe ser reparado o reforzado para mejora su resistencia. REPARACIONES LOCALES Si no hay deterioro ni concreto triturado la aplicación de inyecciones espóxicas es capaz de restituir aproximadamente la resistencia original; sin embargo el muro reparado no tendrá la misma rigidez lateral original debido a que no todas las pequeñas grietas pueden ser inyectables de epóxico.

En el caso de grietas grandes, concreto triturado o refuerzo pandeado debe utilizarse la remoción o reposición. Después de remover el concreto suelto, picar y limpiar la superficie, debe colocarse refuerzo adicional o mallas de alambre soldado. Es recomendable usar un mortero o concreto sin contracción expansiva. TIPOS DE CONSTRUCCION PARA REFORZAMIENTO DE MUROS DE CONCRETO ARMADO INCREMENTA LA RESISTENCIA AL CORTE.- Esto se obtiene incrementando espesor del muro. La aplicación de barras epóxicas con ganchos de 90º es una solución apropiada que contribuye a tener un sistema monolítico. INCREMENTAR LA RESITENCIA A LA FLEXION.- Esto puede obtenerse con elementos de confinamiento en los extremos del muro. El anclaje de los elementosde confinamiento puede realizarse soldando barras conectoras inclinadas entre él nuevo refuerzo y el existente. INCREMENTAR LA RESISTENCIA AL CORTE Y LA FLEXION.Esto se obtiene incrementando el espesor del muro por un costado o los dos costados y añadiendo elementos de confinamiento en ambos extremos. REFORZAMIENTO DE UNA EDIFICACION INTRODUCIENDO NUEVOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES La capacidad Sismo-resistente de una estructura existente puede ser aumentada añadiendo nuevos elementos estructurales para resistir parte o toda la fuerza sísmica de la estructura, dejando la estructura original para resistir solamente aquela parte de la acción sísmica que se juzgue de confianza. La incorporación de nuevos elementos estructurales de un edificio existente puede cambiar considerablemente el comportamiento dinámico de la estructura durante el sismo. Generalmente el aumento de rigideces laterales tiende a aumentar las fuerzas sísmicas de diseño para la mayoría de los tipos estructurales. Y también produce una considerable redistribución de fuerzas laterales entre los elementos verticales resistentes. Para la incorporación de nuevos elementos es importante crear las condiciones favorables, siempre que sea posible, como las siguientes:  evitar gran concertación de fuerzas sísmicas en los elementos con pequeña resistencia y/o capacidad de ductilidad, ubicando los elementos nuevos de reforzamiento uniformemente en toda la estructuras.

 Mejorar la distribución de fuerzas laterales reduciendo la torsión en planta (control horizontal de rigideces).  Mejorar la distribución de rigidez a lo alto de la edificación (control vertical de rigideces)  Proporcionar suficiente resistencia, rigidez, ductilidad en todos los elementos individuales y a toda la estructura en conjunto.  Proporcionar adecuada resistencia en las conexiones entre la estructura existente y los nuevos elementos.  Proporcionar regidez compatible de los nuevos elementos con los existentes: La experiencia de sismos pasados han mostrado que edificaciones con una consideración irregular han sufrido daños severos. Por lo tanto, muchas veces es necesario introducir nuevos elementos para proporcionar simetría en planta y elevación. Algunos ejemplos de distribución favorable y desfavorable e incorporación de nuevos muros de corte se muestran en la fig. 1016. En el caso de estructuras sin muros de corte con insuficiente resistencia lateral, es conveniente incorporar muros de corte y la distancia entre los muros de corte debe ser menor en el caso de pisos no muy rígidos. NUEVOS ELEMENTOS Entre los elementos usuales para ser incorporados dentro de una edificación se tiene: - Muros de corte - Relleno por muros de corte - Alas de muro INTRODUCCION DE MUROS DE CORTE La incorporación de muros de corte de concreto armado se considera como uno de los mejores métodos de reforzamiento de edificación existente. Los muros son generalmente vaciados in situ. Si el muro se ubica fuera de un pórtico, el refuerzo vertical por flexión y el refuerzo transversal por corte deberán ser continuos a lo alto del muro; si el muro se ubica dentro de pórtico, las vigas pueden eliminarse (de manera que el muro sea continuo) o hacer perforaciones en la viga para la continuación del refuerzo

vertical del muro. Los problemas principales que se presentan son conseguir una conexión adecuada del muro con la losa existente y con la cimentación. La conexión debe ser capaz de trasmitir las fuerzas de corte entre la losa existente y el nuevo muro de corte. La conexión puede realizarse a través de refuerzos en losa colocados diagonalmente (en planta anclados en la estructura de pisos adicionando losas vaciadas in situ.) Con el fin de mejorar la ductilidad y, evitar el pandeo lateral, de las barras a compresión, se debe confiar el concreto en zonas de compresión. Se debe tener en cuenta que sólo con estribos a espaciamientos muy pequeños se puede conseguir que el concreto agrietado dentro de la zona posibilidad de rótulas plásticas se mantenga dentro del núcleo. Es muy importante considerar los tipos de muros de acuerdo a su comportamiento estructural: Muros esbeltos (hw/IW).- El comportamiento es semejante al de una viga normal en voladizo. Es necesario elementos de confinamiento en los extremos. Muros cortos (hw/IW).- Es de mayor importancia la falla por contracción lateral debido al cortante. En lo que se refiere a muros cortos, algunos investigadores sugieren que no sean tratados como elementos dúctiles, debido a que estiman que todavía no se ha investigado lo suficiente sobre el comportamiento dúctil de esos muros. Sin embargo si se desea un mecanismo de falla dúctil en un muro de corte, se debe reducir la fuerza cortante ( Vn  1.6 f ' c bd ) no se debe confiar en la contribución del concreto al corte. El anclaje de los refuerzos en el extremo inferior del muro debe ser lo suficiente para permitir que los refuerzos alcancen la fluencia, con el fin de obtener una mayor ductilidad en las zonas de deformación de rótulas plásticas. La cimentación debe ser diseñada para resistir la capacidad óptima de flexión del muro, considerando las condiciones del suelo y la rotación de la base. RELLENO POR MUROS DE CORTE El relleno por muros de corte es un método apropiado para mejorar la capacidad lateral de una edificación de concreto armado.

La conexión puede ser realizada usando refuerzos de dowels, dentaduras de corte. Hay que considerar que la fuerza cortante del muro adicional no tiene un desarrollo normal cuando toda la resistencia a la flexión del sistema estructural o la resistencia al volteo del muro es menor que la fuerza cortante del muro. La cimentación y el terreno deberán ser suficientemente seguros al momento de la carga lateral por la incorporación de los muros y la cambio de las fuerzas verticales durante un sismo severo asociado a un nuevo tipo de mecanismo de falta de todo el sistema estructural debido al reforzamiento. La resistencia última de un muro adicional se expresa en términos del promedio de esfuerzo cortante en el muro. El esfuerzo promedio de cortante debe ser menor o igual a 30 kg/cm2. El índice F de ductilidad de un muro, de acuerdo al tipo.  Falla típica de corte  Falla típica de flexión  Falla típica de volteo

F = 1.0 F = 2.0 F = 3.0

De acuerdo con los procedimientos de conexión entre adicional y una estructura existente se tiene los tipos: Tipo de conexión con dowels.- los anclajes deben ser colocados en los agujeros pre-perforados en la loza existente. La fuerza cortante entre el muro y la estructura existente es trasmitida por los dowels de los anclajes. Tipo de conexión con dentadura.- El concreto existente es cincelado formando dentaduras, las cuales transmiten una fuerza cortante entre el muro y la estructura existente. Tipo de conexión con dentaduras adhesivas:- Las dentaduras fabricadas son fijas en la estructura existente con adhesivos de resinas epóxicas. La fuerza de corte entre el muro y la estructura existente. RECOMENDACIONES PARA EVITAR LAS FALLAS EN EDIFICACIONES Forma y tamaño de la edificación. Elegir formas simples, simétricas y compactas en vez de las formas complejas, a simétricas y esbeltas. En planta, evitando las formas abiertas e irregulares. Como son las formas en L , T, U + y buscando en lo posible las

formas cerradas y regulares como las cuadradas, rectangulares, triangulares, circulares, etc. En una elevación debe evitarse los retiros y crecimientos de ola planta con la altura de la edificación. Se debe evitar estructuras muy esbeltas en altura para limitar las fuerzas que se generan en los elementos verticales extremos, debido a los momentos de volteo. Esbelteces máximas recomendables:  Para edificios aporticados 1:3  Para edificaciones con muros de corte 1:5 , se debe limitar la diferencia entre la dimensión de los lados de plantas rectangulares. La relación máxima de lados recomendada es de 1:3 Estructuración: Debe estructurarse definiendo caminos continuos, uniformes y directos para la transferencia de fuerzas verticales y horizontales a la cimentación. Son ejemplos de discontinuidad, la interrupción de muros antes de llegar a la cimentación, las aberturas grandes en muros o las aberturas en la elevación del muro, las perforaciones de los diafragmas horizontales. Los cambios bruscos de resistencia o de rigidez en los pórticos, muros de corte o diafragmas horizontales, para eliminar la concentración de esfuerzos en algunos elementos; ejemplos típicos de cambios de rigidez los vemos en los pasos blandos que se producen en edificios cuando la rigidez de un nivel bajo es inferior a la de los superiores, cuando en un mismo nivel ocurren columnas de diferente altura, tal es el caso típico de la columna corta.

La estructura debe contar con diafragmas horizontales rígidos y capaces de distribuir las fuerzas horizontales uniformemente a los elementos verticales.

La disposición y características de los elementos sismo-resientes deben tender a lograr simetría de rigidez y coincidencia de centros de rigidez con el centroide, para minimizar los efectos torsionales. Cuando no hay simetría se producen torsiones que llevan comportamientos que son difíciles de predecir y a la magnificación innecesaria de las fuerzas internas en algunos elementos. TIPOS DE FALLAS: Debido al mal diseño en los sistemas estructurales de las edificaciones, se presentan fallas de diversos tipos y en los diferentes componentes del sistema estructural. Así tenemos fallas en los siguientes elementos estructurales:  Falla en la base y cabecera de las columnas: Se presentan debido a las excesivas cargas actuantes en dicho elemento. Al soportar dichas solicitaciones se generan también fallas por punzonamiento lo cual genera que la base o la cabeza de la columna se hundan ya sea en el cimiento o en la losa aligerada respectivamente. -

En solicitaciones sísmicas se genera el efecto de talón debido a las fuerzas horizontales, además de presentarse los efectos de columna corta.

 Pandeo Global y Local en vigas y columnas: -

En las columnas se presenta debido a la solicitación de fuerzas excéntricas, las cuales ocasionan los efectos P-delta (efecto de deformación tomado en cuenta debido a un momento y una fuerza axial actuantes).

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En las vigas las fallas por cortante son más considerables que en las columnas. Éstas se presentan debido a las solicitaciones de las cargas actuantes de dirección normal. También se presentan las fallas por torsión (en vigas que soportan losas de grandes luces o vigas de forma irregulares).

-

Este tipo de falla se observa también en los miembros de acero. El pandeo global es un modo de deformación aceptable y ha sido observado en diferentes terremotos, así como se ha estudiado experimentalmente en laboratorios.

-

El problema principal con el pandeo global es que este usualmente terminan en un pandeo local, el cual después de varios ciclos de inversión de deformación produce la fractura del acero.