Gestión del Riesgo - Manizales

REFUERZO ESTRUCTURAL

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Caso de Manizales


Cuando hablamos de vulnerabilidad nos referimos a la susceptibilidad o fragilidad que tiene un elemento de sufrir daños o pérdidas, producto de eventos físicos peligrosos. En el caso de las edificaciones, la probabilidad de que estas puedan verse afectadas por algún tipo de fenómeno varía de acuerdo a algunas medidas que se tomen anticipadamente con el fin de reducir el riesgo, es decir, interviniendo la vulnerabilidad más que nada.

 

Un ejemplo de lo mencionado, es el refuerzo estructural de edificaciones, que a partir de principios de los años 90 se comenzaría a realizar en Manizales mediante intervenciones estructurales para la rehabilitación o reforzamiento sísmico de algunas construcciones de la ciudad, a pesar que, en otros lugares sus costos parecían excesivos e imposibles.

 

Este hecho también pasó a convertirse en una de las más notables demostraciones de voluntad política, a través de una inversión decidida con el fin de reducir el riesgo sísmico en forma preventiva de edificaciones importantes públicas esenciales, patrimoniales, vitales, de carácter local, departamental e incluso del sector privado. Dentro de estas intervenciones se pueden mencionar los refuerzos realizados al edificio de la Gobernación de Caldas y la Catedral Basílica que son ejemplos de casos de edificaciones de valor patrimonial. El Hospital de Caldas que es el ejemplo más notable de evaluación y reducción de la vulnerabilidad estructura, no estructural y funcional que se tiene referenciado por la Organización Panamericana de la Salud, debido a que todos estos estudios se llevaron cabo a cabalidad con una inversión notable de la ciudad y del gobierno nacional. Las estaciones de bomberos se reforzaron en su totalidad, el Teatro de los Fundadores, los edificios de la Universidad de Caldas y la Universidad Nacional de Colombia como ejemplo de la academia, innumerables escuelas y otros edificios institucionales del orden municipal y nacional. Varios casos de los anteriores han sido comentados en diversos congresos y eventos internacionales de refuerzo estructural sismorresistente por sus propuestas innovadoras que son de interés académico y práctico en la ingeniería internacional (Predecan, 2009).

 

Vulnerabilidad de edificios en general

 

Cuando se lleva a cabo un proyecto estructural, en realidad se está proponiendo una estructura con una configuración, unas dimensiones y unos materiales, que al evaluarle su vulnerabilidad, ante la demanda de los sismos factibles que la pueden afectar durante su vida útil, demuestra que tendrá un comportamiento adecuado. Teniendo como referencia los requisitos mínimos establecidos en las normas sísmicas, se considera como aceptable un proyecto estructural cuando el modelo propuesto cumple o excede dichos requisitos. Así, la vulnerabilidad de una estructura nueva, en consecuencia, es baja si se tiene como referente la normativa utilizada y la severidad de los sismos considerados como factibles. Si se utilizaran otros requisitos más exigentes o se tuviese como referente un sismo más severo, la misma estructura podría considerarse en algún grado más vulnerable, en forma comparativa, dado que ofrecería algunas deficiencias relativas. Por esta razón, el análisis de vulnerabilidad de un edificio existente, usualmente se entiende como la estimación de sus deficiencias a la luz de unos requisitos establecidos. Sin embargo, la evaluación de la vulnerabilidad estructural también puede entenderse como el cálculo de la capacidad que dicha estructura tiene para soportar las solicitaciones sísmicas reales. Esta evaluación difiere sustancialmente del proceso inverso de análisis que se realiza en la fase de diseño, pues en este caso las cargas deben ser las reales, al igual que la resistencia y la ductilidad de la estructura, sin considerar los tradicionales factores de seguridad.

 

En principio, puede pensarse que el reforzamiento debería ser obligatorio para edificios esenciales para la atención de emergencias derivadas de desastres, y que resulten inadecuados luego de que se lleven a cabo evaluaciones de vulnerabilidad estructural.

 

Los sistemas tradicionales de reforzamiento de estructuras suelen ser los siguientes:

 

Muros en el exterior del edificio: Esta solución se emplea generalmente cuando las limitaciones de espacio y de continuidad de uso del edificio hacen preferible el trabajo en la periferia. Para asegurar la transmisión de esfuerzos por medio del diafragma a los muros se emplean vigas colectoras en los bordes de la losa. No es recomendable para edificios muy largos.

Contrafuertes: A diferencia de los elementos anteriores, su colocación es perpendicular a la cara del edificio. Además de aportar rigidez, son útiles para tomar el momento de vuelco en edificios esbeltos. Debido a las limitaciones de espacio no siempre son factibles.

Muros en el interior del edificio: Cuando las posibilidades de trabajo en el interior del edificio lo permitan, son una alternativa de necesaria consideración en edificios largos, en los cuales la flexibilidad del diafragma deba ser reducida. Se insertan generalmente por medio de perforaciones en los diafragmas, a través de las cuales pasan las barras de refuerzo.

Muros de relleno de pórticos: Tanto en el interior como en el exterior de edificios, una solución práctica al problema de rigidez y resistencia es el relleno de vanos de pórticos con muros de concreto o de mampostería reforzada. Debido a la unión con la columna, los esfuerzos en éstas cambiarán substancialmente. Si el refuerzo de la misma es suficiente para el nuevo estado, la unión con el muro podrá realizarse solamente por medio de pasadores soldados. En caso contrario, se debe construir un encamisado de la columna monolítico con el muro.

- Pórticos arriostrados: Otra solución frecuente consiste en incluir varios pórticos de acero con diagonales anclados fuertemente a los diafragmas, como sustituto de los muros de rigidez. Igualmente, pueden construirse solamente las diagonales unidas a los pórticos existentes cuando éstos demuestran ser resistentes ante las fuerzas demandadas por ellos con el nuevo sistema, en especial, ante las fuerzas axiales en las columnas y de corte en los nudos.

Encamisado de columnas y vigas: Empleado para sistemas de pórtico, este sistema se realiza generalmente sobre una gran parte de las columnas y vigas de un edificio, con el fin de aumentar tanto su rigidez, resistencia y ductilidad. Los sistemas de encamisado, en la mayoría de los casos, se diferencian básicamente en la manera como se une el recubrimiento nuevo a la columna existente.

Construcción de un nuevo sistema aporticado: En ocasiones es posible llevar a cabo una reestructuración total adosando la antigua estructura a nuevos pórticos perimetrales externos. Usualmente se combina con la incorporación de muros estructurales internos perpendiculares al sentido longitudinal de los pórticos.

 

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