ES2323261T3 - Procedimiento para reforzar paredes de mamposteria. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para reforzar paredes de mampostería deterioradas, uniformes y no uniformes, preferentemente de piedra o ladrillo, con el fin de incrementar su resistencia a las cargas de tensión o compresión, caracterizado porque comprende aplicar a dichas paredes una combinación consistente en: a) una membrana de material laminado para el refuerzo de la superficie (20) constituida por material compuesto de fibra altamente resistente, por ejemplo, poliéster, vidrio o carbón, pre-impregnado con resina epoxi, aplicado a uno o ambos lados de la pared, y que consiste sucesivamente en un género adhesivo (22) un elemento de distribución (23) y un género de recubrimiento (24); b) uno o más elementos de confinamiento (10) que penetran de manera transversal por el grosor de la pared preferentemente a lo largo de una junta y que esencialmente consisten en un tirante cilíndrico alargado (14), bien sólido o bien tubular, que tiene uno o dos extremos roscados, que interconectan dos placas circulares de anclaje y de distribución de esfuerzos (12), cada una equipada con una pequeña caja cilíndrica (13) empleada para alojar una tuerca de apriete y soportar los extremos del tirante.
Description
Procedimiento para reforzar paredes de
mampostería.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para reforzar una pared de mampostería regular o
irregular, preferentemente de piedra o ladrillo, con el fin de
aumentar su resistencia a los esfuerzos de compresión o flexión
aplicados perpendicularmente a, o en la misma dirección que, la
superficie de la pared.
Ya se han descrito otros dispositivos y métodos
de refuerzo. Por ejemplo, el documento DE 19620029 describe un
dispositivo de refuerzo para edificios a utilizar especialmente en
techos, que comprende dos partes principales, una parte de anclaje
y una parte de arnés, las cuales se extienden ambas desde un
elemento de placa diferente. Estas dos partes se pueden fijar entre
sí, de manera que una fuerza de tracción se transferirá entre las
dos placas que están dispuestas por encima y por debajo de la
estructura del edificio. El documento US 5640825 describe el
refuerzo de superficies de paredes limpiándolas primeramente y luego
proporcionando una pluralidad de bandas de material compuesto de
fibra no metálica flexible y uniendo de forma fija las bandas de
material compuesto de fibra no metálica a la porción de pared a lo
largo de al menos porciones longitudinales de las bandas y
porciones extremas opuestas de las mismas mediante la unión con
epoxi de las bandas sobre la superficie. El documento DE 4213839
describe un refuerzo realizado asegurando un compuesto de fibra
fuerte a por lo menos uno de los lados del componente
construccional.
El procedimiento está diseñado especialmente
para permitir la rehabilitación de edificios viejos de mampostería
que tienen una importancia arquitectónica y que se han degradado
relativamente o no por los efectos de la intemperie y/o actividad
sísmica para la cual resulta altamente crítica la resistencia a la
flexión del plano perpendicular. Sin embargo, la resistencia de las
paredes de edificios habitados también se puede incrementar
reduciendo cualquier inconveniencia y molestia para los inquilinos
ya que los trabajos de reparación se pueden llevar a cabo sin
necesidad de realojos.
Fundamentalmente, el procedimiento para reforzar
paredes de mampostería que necesitan rehabilitación de acuerdo con
esta invención implica la aplicación de dos elementos
característicamente diferentes:
- a)
- laminados de material compuesto cuya finalidad es la de resistir las cargas de tracción y compresión que actúan en la superficie de las paredes cuando estas quedan expuestas a acciones laterales,
- b)
- elementos de confinamiento que pasan a través del espesor de la pared y cuya finalidad es la de retener y mantener en su posición los tabiques de la pared de piedra o ladrillo, conocidos también como tirantes de confinamiento.
El uso combinado de estos dos elementos permite
la cooperación de un material tradicional que tiene una resistencia
relativamente baja pero una elevada inercia, la mampostería, con un
material avanzado de alta resistencia y rigidez pero con una baja
inercia, el material compuesto.
Cuando la pared reforzada se expone a un
esfuerzo de flexión perpendicular a su plano vertical, el laminado
permanece bajo cargas de tracción y compresión. La resistencia a la
deformación por tracción no constituye un problema y alivia el
trabajo de albañilería. Bajo la influencia de las cargas de
compresión, el laminado tenderá a deslizarse con respecto a la
superficie de la pared y a alabearse. Sin embargo, este efecto se
puede reducir o combatir debido a la presencia de los tirantes de
confinamiento entre las superficies de la pared.
En el caso en donde paredes opuestas de la misma
construcción pueden ser reforzadas mediante elementos adecuadamente
diseñados, el laminado de material compuesto únicamente se puede
aplicar a las superficies externas.
La presente invención está basada en las
siguientes figuras que muestran respectivamente los medios de
realización preferidos.
En consecuencia,
La figura 1 muestra una sección transversal
esquemática de una pared de mampostería mediante un plano vertical
y reforzada de acuerdo con el procedimiento descrito en la presente
invención;
La figura 2 muestra una vista esquemática
aumentada de los tirantes de confinamiento y de un detalle de
fijación del laminado de material compuesto en la pared de
mampostería;
La figura 3 muestra una vista aumentada de este
detalle de fijación;
La figura 4(a) muestra una vista
aumentada en alzado lateral de una depresión formada en el trabajo
de mampostería;
La figura 5 muestra una vista en sección
aumentada que detalla la constitución de los elementos del laminado
de material compuesto;
La figura 6 muestra una vista esquemática de la
primera fase del procedimiento que implica la eliminación de yeso,
la limpieza de las juntas y el marcado de los sitios de los agujeros
de perforación.
La figura 7 muestra una vista esquemática de la
respectiva segunda fase del procedimiento que implica el taladrado
de los agujeros para los tirantes y la ejecución de las
cavidades;
La figura 8(a) muestra una vista
esquemática de la tercera fase que implica la colocación de una
membrana o banda adhesiva, en forma de tiras alineadas en dos
direcciones, y la creación de las depresiones;
La figura 9 muestra una vista esquemática de la
cuarta fase que implica la colocación de elementos de distribución,
la banda de recubrimiento, y la introducción de los tirantes e
inyección y además, si es necesario, la colocación y apriete de los
tirantes.
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El procedimiento al cual se refiere esta
invención puede ser considerado innovador ya que no existe evidencia
de que tales tipos de materiales hayan sido utilizados con
anterioridad. Además, saca provecho de la combinación de materiales
compuestos que tienen alta resistencia mecánica y baja inercia con
materiales que tienen alta inercia pero baja resistencia mecánica,
en donde la unión entre la mampostería y el laminado es meramente
mecánica tomando como base la acción conjunta de las depresiones con
los tirantes de confinamiento.
En comparación con los métodos tradicionales
para reforzar paredes surgen ventajas, con seguridad no totalmente
despreciables, de las cuales se pueden ofrecer las siguientes como
ejemplos no limitativos: menores molestias para los residentes, lo
cual resulta particularmente relevante cuando se trata de edificios
residenciales; menor perturbación de la estructura original, lo
cual resulta especialmente relevante en el caso de edificios que
tienen importancia arquitectónica o cultural; totalmente
impercebible después de la aplicación del yeso de acabado;
incremento irrelevante del grosor de la pared, del orden de
milímetros, y que puede ser compensado por el espesor del
enfoscado; fácil reversibilidad, lo cual es de especial relevancia
en el caso de edificios de importancia arquitectónica, debido a que
las placas de distribución, en el caso de que se inyecten, pueden
soltarse y desmontarse, los tirantes pueden ser extraídos y los
laminados pueden ser posteriormente cortados con una simple
herramienta de corte y eliminados si es necesario.
Estas ventajas se pueden ver aumentadas por el
uso de equipos avanzados provistos de sistemas de aspiración y
almacenamiento de residuos y de sistemas de guía y movimiento
adecuados.
La figura 1 muestra un diseño esquemático del
sistema para reparar y reforzar paredes de mampostería en edificios
degradados de acuerdo con la presente invención.
Como antes se ha mencionado, el procedimiento
implica la aplicación y distribución uniforme sobre la superficie
de la pared de dos elementos de refuerzo con diferentes
características.
Estos elementos pasan totalmente a través de la
pared a lo largo de una de las juntas y están constituidos
esencialmente por dos placas circulares de anclaje y de distribución
de cargas (12) conectadas por un tirante de acero roscado en uno o
ambos extremos (14).
Las placas están provistas de una caja
cilíndrica (13) que se emplea para alojar una tuerca de apriete que
sirve como soporte para el tirante.
El tirante puede ser macizo o, si es necesario,
puede ser tubular con uno o dos manguitos para la posterior
inyección, conseguida a través de los agujeros de la pared tubular
(15).
Estos están constituidos por un material
compuesto que tiene fibras de alta resistencia, poliéster, vidrio o
carbón, impregnadas previamente con una resina epoxi, y destinadas a
soportar cargas de tracción y compresión, quedando asegurada la
movilización de su resistencia por el efecto combinado de los
tirantes de confinamiento y las depresiones. Los laminados pueden
estar constituidos como sigue:
- a)
- Pueden estar constituidos por tres tipos de elementos asociados, destinados a trabajar de manera conjunta formando una membrana resistente aplicada a uno o ambos lados de la pared, y que consisten en: una membrana o banda adhesiva (22), un elemento de distribución (23) y una banda de recubrimiento (24) (figuras 2 a 5).
- La membrana o banda adhesiva (22) está constituida por tiras del material compuesto que tienen un ancho, por regla general, de uno a varios decímetros. Estas tiras se colocan generalmente en diagonal sobre la superficie de la pared y acompañan a cualesquiera irregularidades, en particular los hoyos que aparecen en las juntas de ladrillo o piedra que previamente han sido raspadas y limpiadas.
- b)
- Alternativamente, las capas del laminado de refuerzo pueden ser producidas mediante pulverización de la resina de poliéster o epoxi simultáneamente con fibras cortas incorporadas. En este procedimiento alternativo, la cara o superficie de la pared puede ser tratada previamente con un agente desaglutinante con el fin de asegurar que las piezas preparadas por esfuerzo cortante sean transmitidas preferentemente mediante la conexión mecánica proporcionada por el efecto de junta de los tirantes de confinamiento y las depresiones, quedando así asegurada la reversibilidad del sistema.
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Dichas tiras pasan por las cavidades destinadas
a los tirantes de confinamiento y placas de anclaje (figuras 2 y
4).
Las cavidades existentes en estas tiras que
corresponden a los hoyos presentes en las juntas se llenan con el
mortero de resina epoxi adecuadamente formulado, con el fin de
formar pequeñas depresiones (25) (figuras 1, 2 y 4).
Sobre la parte superior de la banda adhesiva
(22) se colocan entonces los elementos de distribución constituidos
por material compuesto de configuración circular o poligonal (23).
Dichos elementos se empastan en las tiras de la banda adhesiva (22)
y acompañan a la cavidad en donde se ajustan las placas de anclaje
(12), por debajo de las cuales son entonces apretados. Los mismos
se proporcionan solo con un acabado destinado para su empastado
futuro en la parte de la superficie que ha de colocarse entre la
primera capa y la última capa; la superficie que ha de quedar
superpuesta con las placas de anclaje (22) no es objeto de
tratamiento.
La banda de recubrimiento (24) está constituida
por tiras similares a las empleadas para la banda adhesiva (22).
Estas tiras son empastadas entonces sobre las tiras de banda
adhesiva y se pueden tratar sobre la superficie exterior con el fin
de mejorar su conexión mecánica y, sobre la superficie interior, con
el fin de permitir una unión fácil a la capa de contacto.
Después de la polimerización, las tres capas de
un laminado que tiene alta resistencia y rigidez son sujetadas
herméticamente por los tirantes de confinamiento en la superficie de
la pared, quedando unida a la misma a través de las depresiones.
Cuando la pared queda expuesta a una flexión
fuera del plano, el deslizamiento de la placa se evita a través de
tres mecanismos:
- -
- resistencia al esfuerzo cortante de las depresiones;
- -
- resistencia al esfuerzo cortante de los tirantes y varillas;
- -
- conexión y fricción mecánicas creadas por los granos de arena, unidos a la superficie del laminado, en contacto con la mampostería.
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Cuando la pared queda expuesta simplemente a una
compresión adicional, la resistencia del laminado se moviliza
inmediatamente debido a su mayor rigidez y la tendencia de la pared
a ceder es contrarrestada por la fuerza de los tirantes. La alta
inercia de las paredes contrarresta cualquier tendencia al alabeo
del laminado que sería significativamente mayor en el caso de que
estuviera aislado, debido al grado de esbeltez que en ese caso
estaría presente.
La realización práctica del presente
procedimiento consiste en las series de tareas realizadas en el
orden indicado en la siguiente tabla y que se muestran
esquemáticamente en las figuras 6 a 9.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Claims (4)
1. Procedimiento para reforzar paredes de
mampostería deterioradas, uniformes y no uniformes, preferentemente
de piedra o ladrillo, con el fin de incrementar su resistencia a las
cargas de tensión o compresión, caracterizado porque
comprende aplicar a dichas paredes una combinación consistente
en:
- a)
- una membrana de material laminado para el refuerzo de la superficie (20) constituida por material compuesto de fibra altamente resistente, por ejemplo, poliéster, vidrio o carbón, pre-impregnado con resina epoxi, aplicado a uno o ambos lados de la pared, y que consiste sucesivamente en un género adhesivo (22) un elemento de distribución (23) y un género de recubrimiento (24);
- b)
- uno o más elementos de confinamiento (10) que penetran de manera transversal por el grosor de la pared preferentemente a lo largo de una junta y que esencialmente consisten en un tirante cilíndrico alargado (14), bien sólido o bien tubular, que tiene uno o dos extremos roscados, que interconectan dos placas circulares de anclaje y de distribución de esfuerzos (12), cada una equipada con una pequeña caja cilíndrica (13) empleada para alojar una tuerca de apriete y soportar los extremos del tirante.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la membrana de material laminado antes
mencionada para el refuerzo de la superficie (20) está formada por
bandas que se fijan diagonalmente en la pared que ha de ser
reforzada en el orden mencionado.
3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 y
2, caracterizado porque el género adhesivo (22) se adapta a
las acanaladuras de las juntas entre las hileras de piedra de la
pared que ha de ser reforzada, penetrando así dentro de las mismas,
siendo rellenadas las cavidades resultantes con mortero de resina
epoxi con el fin de formar pequeñas depresiones (25) que impiden
que se deslice el material laminado de refuerzo.
4. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
3, caracterizado porque el género adhesivo (22) se trata en
la parte posterior para mejorar su conexión mecánica a la
superficie de la pared.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP00670005A EP1170440B8 (en) | 2000-07-05 | 2000-07-05 | Process of strenghthening masonry walls |
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|---|---|
| ES2323261T3 true ES2323261T3 (es) | 2009-07-10 |
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