Refuerzo de Edificios de Mampostería en StatiCAD
Refuerzo de Edificios de Mampostería en StatiCAD
Tipos de Refuerzo Disponibles
1-Refuerzo con hormigón proyectado (gunita)
2-Refuerzo añadiendo vigas de atado verticales al sistema
3-Refuerzo con encamisado de polímero reforzado con fibras (PRF)
4-Refuerzo añadiendo nuevos muros al sistema
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Para los edificios de mampostería, los coeficientes R, D, I deben tomarse según el Capítulo 11. Sin embargo, el programa aplica el valor proporcionado por el usuario.
El cálculo debe realizarse para el nivel de movimiento sísmico DD-2 y debe cumplirse el objetivo de desempeño de daño controlado. Para edificios de tipo escolar, es adecuado un coeficiente de importancia del edificio de 1,5.
Dado que los factores de seguridad de los muros corresponden a un edificio existente, es adecuado un valor de 1.
La recopilación de información del edificio se realiza de la siguiente manera según la TBDY2018.
15.2.10. Nivel de Información Limitado para Edificios de Mampostería
15.2.10.1 – Geometría del Edificio: Si se dispone de planos arquitectónicos, se realizará una inspección visual del edificio para verificar que la geometría existente se ajusta a los planos. Si no hay planos arquitectónicos disponibles, se obtendrá un levantamiento estructural del edificio. La información recopilada deberá incluir la ubicación, longitudes, espesores y vanos de los muros de mampostería en cada planta, así como las alturas de planta.
15.2.10.2 – Detalles: El tipo de cubierta y forjado, sus modos de conexión con los muros, y el estado de las vigas de atado y dinteles se determinarán visualmente.
15.2.10.3 – Propiedades de los Materiales: El tipo de materiales de los muros se determinará visualmente retirando el revoco de una parte de la superficie del muro. En los cálculos de resistencia del edificio, se utilizarán como base las resistencias a cortante de los muros indicadas en el Capítulo 11 para cada tipo de muro.
15.2.11. Nivel de Información Completo para Edificios de Mampostería
15.2.11.1 – Geometría del Edificio: Se elaborará un levantamiento estructural del edificio. La información recopilada deberá incluir la ubicación, longitudes, espesores y vanos de los muros de mampostería en cada planta, así como las alturas de planta. El sistema de cimentación se determinará mediante una calicata de inspección abierta en el exterior del edificio.
15.2.11.2 – Detalles: El tipo de cubierta y forjado, sus modos de conexión con los muros, y el estado de las vigas de atado y dinteles se examinarán visualmente. Como resultado de esta inspección, se determinará si se logra el comportamiento de diafragma rígido en cada planta. Si no se puede lograr este comportamiento, se concluirá que el edificio es inadecuado en cuanto a seguridad sísmica.
15.2.11.3 – Propiedades de los Materiales: El tipo de materiales de los muros se determinará visualmente retirando el revoco de una parte de la superficie del muro. Para determinar las propiedades de los materiales de los muros, se tomarán al menos dos muestras de fragmentos de muro del edificio, y en los cálculos realizados conforme al Capítulo 11 se utilizarán las propiedades medias obtenidas de los ensayos de resistencia a compresión de dichas muestras.
En los cálculos de resistencia del edificio, se utilizarán como base las resistencias a cortante de los muros indicadas en el Capítulo 11 para cada tipo de muro.
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1-Refuerzo con Hormigón Proyectado (Gunita)
1.1 Se coloca una malla de acero del grado calculado en una o ambas caras del muro. La malla de acero se ancla al muro existente para asegurar un comportamiento compuesto. El muro se recubre con hormigón proyectado o mortero de reparación del espesor calculado que proporcione la resistencia de proyecto.
Para que StatiCAD tenga en cuenta el refuerzo en sus cálculos, debe seleccionarse el reglamento TBDY2018 en la página de selección de reglamento en los ajustes generales del proyecto, y debe marcarse la opción "Este proyecto es un Proyecto de Evaluación y Refuerzo de Edificio Existente". Si se selecciona el reglamento RYTEİE 2019 (Edificio de Riesgo), o si la opción "Este proyecto es un Proyecto de Evaluación y Refuerzo de Edificio Existente" no está marcada, el refuerzo no se tendrá en cuenta.
En Ajustes Generales del Proyecto > Pestaña de Refuerzo, se seleccionan las opciones 1, 2 y 4.
1. Si la Opción 1 no está seleccionada, el refuerzo no se tiene en cuenta.
2. La Opción 2 permite tener en cuenta la contribución del refuerzo a la capacidad a compresión. Si la resistencia a compresión de los muros es suficiente, esta opción puede dejarse sin marcar.
3. La Opción 3 calcula el aumento de la capacidad a cortante por el refuerzo del muro suponiendo que solo se utiliza la resistencia a cortante del hormigón proyectado y que la armadura se coloca de forma constructiva. No se recomienda por ser excesivamente conservadora y antieconómica, pero puede aplicarse a criterio del ingeniero.
4. Cuando se selecciona la Opción 4, no se calcula la resistencia a cortante del hormigón proyectado; solo se considera la resistencia a cortante aportada por la malla de armadura. En nuestra opinión, es una solución económica y segura. En esta opción, la resistencia adicional a cortante aportada por la malla de armadura (para prevenir la rotura frágil) se limita a 0,22*fcd*Amanto. Si la resistencia a cortante del muro reforzado sigue siendo insuficiente, aumentar el grado del hormigón proyectado o el espesor de la camisa según lo exija la fórmula puede ser una solución para obtener un rendimiento suficiente del refuerzo.
DIBUJO DE LA CAMISA DE REFUERZO (HORMIGÓN PROYECTADO)
Para poder calcular las capacidades compuestas (encamisadas) de los muros en el refuerzo, la camisa de refuerzo debe modelarse sobre el eje estático que pasa por el centro del muro. Los nodos de inicio y fin de cada segmento de muro y de cada segmento de camisa deben ser los mismos. Si se aplica esto, la camisa recibe carga del forjado en proporción a su rigidez, y la parte de capacidad insuficiente del muro se le asigna también como carga para el cálculo de armaduras.
Si los puntos de inicio y fin del muro se definen de forma diferente a los puntos de inicio y fin de la camisa, la camisa solo recibe carga del forjado y las armaduras se calculan en consecuencia; no recibe carga adicional del muro al que está unida. Las armaduras se calculan en función de la carga recibida del forjado.
El término "camisa de refuerzo" utilizado en el programa se refiere a una capa de hormigón armado formada colocando una malla de acero sobre el muro tratado con hormigón proyectado o mortero de reparación y anclándola al muro, definiendo así el refuerzo.
Para dibujar una camisa de refuerzo, pulse el botón 
en la pantalla principal para mostrar el formulario de entrada de datos de Propiedades de la Camisa de Refuerzo de Muro.
En el formulario que aparece, no es necesario cambiar el nombre de la camisa, ya que el programa lo asigna automáticamente. El espesor del muro a encamisar se introduce en cm. El valor de excentricidad del muro y la camisa se mantiene en cero. La longitud de vuelo izquierdo/inferior de la camisa determina cuántos cm se extenderá la camisa hacia la izquierda o hacia abajo desde el punto seleccionado; la longitud de vuelo derecho/superior determina cuántos cm se extenderá hacia la derecha o hacia arriba. Se introduce el valor del espesor de la camisa de hormigón. Si el edificio no es escalonado o si los valores de cota inferior y superior de los muros son cero, las cotas inferior y superior de la camisa de hormigón también deben dejarse en cero.
Si se va a revestir la cara superior o izquierda del muro, se selecciona el botón de opción Revestimiento Cara Superior/Izquierda; si se va a revestir la cara derecha o inferior, se selecciona el botón de opción Cara Inferior/Derecha.
Cuando los muros se encamisan de extremo a extremo, el programa puede calcular las armaduras necesarias para la camisa. Si se desea un valor específico, puede utilizarse una de las opciones de malla de acero disponibles.
Tras hacer clic en Aceptar, la camisa se dibuja haciendo clic en el primero y segundo punto del eje del muro a encamisar.
Dibujo de Camisas de Refuerzo
1-Para que las capacidades compuestas (encamisadas) de los muros se calculen en el refuerzo, las camisas de refuerzo y los muros deben definirse sobre el mismo eje.
2-No es necesario cambiar el Nombre de la Camisa en las Propiedades de la Camisa de Refuerzo de Muro. El programa asigna automáticamente los nombres de los elementos; si los nombres de los elementos dibujados en orden aleatorio necesitan ordenarse, puede realizarse una clasificación automática pulsando el botón Ordenar en la barra de herramientas superior.
3- El valor del espesor del muro se introduce en el cuadro de espesor del muro a encamisar.
4-Para la longitud de vuelo izquierdo/inferior de la camisa en camisas de muros exteriores, puede ser apropiado tomar la mitad del espesor del muro conectado perpendicularmente a la izquierda o por debajo del muro a encamisar. La longitud de vuelo izquierdo/inferior determina cuánto más adelante o más atrás del eje izquierdo/inferior en que se define la camisa se dibujará esta. Pueden darse valores positivos o negativos.
6-Para la longitud de vuelo izquierdo/inferior de la camisa en camisas de muros interiores, puede ser apropiado tomar el valor negativo de la mitad del espesor del muro conectado perpendicularmente al muro a encamisar (p. ej., -10). La longitud de vuelo izquierdo/inferior determina cuánto más adelante o más atrás del eje izquierdo/inferior en que se define la camisa se dibujará esta. Pueden darse valores positivos o negativos.
7-Para la definición de la longitud de vuelo derecho/superior de la camisa, consulte los puntos (5) y (6).
8-El espesor de la camisa de hormigón debe ser de al menos 3 cm según exige el Reglamento Sísmico. Cuando el análisis estático se realiza teniendo en cuenta la rigidez de las camisas, el espesor de la camisa es uno de los factores que determina la carga sísmica que soportarán las camisas.
9- Cota Inferior: si la planta que está modelando es un sótano y su edificio es escalonado, puede igualar la cota inferior de la camisa a la cota inferior del muro.
10-Cota Superior: si la planta que está modelando es la planta más alta y su edificio es escalonado, puede igualar la cota superior de la camisa a la cota superior del muro. Si introduce la cota inferior o superior de la camisa de forma diferente a la cota inferior o superior del muro, los resultados del análisis pueden alejarse de los resultados esperados.
11- En la aplicación a un edificio, proporcionar la cota inferior o superior de la camisa de forma diferente a la cota inferior o superior del muro puede causar una reducción en el desempeño sísmico de su edificio.
12-Para revestir la cara izquierda de los muros verticales o la cara superior de los muros horizontales, puede activar la opción de revestimiento de la cara superior/izquierda.
13-Para revestir la cara derecha de los muros verticales o la cara inferior de los muros horizontales, puede activar la opción de revestimiento de la cara inferior/derecha.
14- Haga clic en el Botón Aceptar y haga clic en los puntos de intersección de los ejes en la pantalla de modelado principal para marcar los extremos primero y segundo de la camisa. La camisa se dibujará.
15-Si desea tener en cuenta la contribución de las Camisas de Refuerzo a las Tensiones de Seguridad a Compresión de los Muros o calcular la Contribución de las Camisas de Refuerzo a la Capacidad Cortante de los Muros, para camisas de muros exteriores debe establecer los puntos de inicio y fin de las camisas iguales o superiores a los puntos de inicio o fin del muro. (según la definición de la fórmula)
15-Si desea tener en cuenta la contribución de las Camisas de Refuerzo a las Tensiones de Seguridad a Compresión de los Muros o calcular la Contribución de las Camisas de Refuerzo a la Capacidad Cortante de los Muros, para camisas de muros interiores debe establecer los puntos de inicio y fin de las camisas iguales o superiores a los puntos de inicio o fin del muro.
Dado que la camisa se dibujará en la intersección de la camisa y el muro (la zona donde la camisa se encuentra con el muro conectado perpendicularmente) en pantalla y en los dibujos, habrá un excedente en las rigideces de la camisa igual al área de intersección del muro. Sin embargo, esta situación se tiene en cuenta en el análisis y las áreas de las camisas se reducen por el área de la zona de intersección, por lo que no surge ninguna discrepancia en los cálculos. En los dibujos, sería apropiado recortar (eliminar) adicionalmente la línea de camisa en la intersección muro-camisa.
16-Cuando una camisa de muro se dibuja para cubrir una apertura de puerta o ventana, las camisas se dividen automáticamente por las aperturas de puerta o ventana y se crean automáticamente camisas constructivas.
Una Camisa de Refuerzo Constructiva es la continuación de la camisa en las secciones de muro sobre y debajo de las ventanas o sobre las puertas. Continuar la camisa a través de los vanos del muro aumenta la rigidez de las camisas en las secciones de muro macizas y proporciona un mejor refuerzo del edificio. Al dibujar las camisas de refuerzo, las camisas constructivas
se crean automáticamente por el programa en las secciones que coinciden con puertas o ventanas, y sus propiedades pueden ser modificadas por el usuario cambiando la información en este formulario.
Armaduras de la Camisa
Si se va a utilizar un único tipo de armadura como armadura de camisa en todo el edificio, marque primero "Dejar que el programa seleccione automáticamente" en la pestaña de selección de armaduras de la ventana de propiedades de la camisa. Tras el análisis, para aplicar la armadura de camisa máxima seleccionada por el programa a todas las camisas, seleccione todas las camisas planta por planta (utilizando la opción "Cambiar propiedades de los elementos seleccionados") y asigne la malla de acero máxima calculada a todas las camisas en la pestaña de selección de armaduras de la ventana de propiedades de la camisa.
En los informes de cálculo, la presencia de un grado de malla superior al de la malla de acero Q785/785 indica que el área de armadura requerida no puede proporcionarse con mallas de acero estándar. Por ejemplo, si se calcula la malla Q1234/1234, esto significa que deben utilizarse 12,34 cm²/m de armadura horizontal y vertical en esa camisa.
En tal caso, pueden utilizarse dos armaduras Q634 (2*634>1234) dentro del espesor de la camisa,
o
por ejemplo, si se van a usar barras nervadas de 12 mm de diámetro en una sola capa: con un espaciado de 100/(12,34/(1,2*1,2*pi()/4)) = 9 cm,
o si se van a usar barras nervadas de 12 mm de diámetro en doble capa: con un espaciado de 2*100/(12,34/(1,2*1,2*pi()/4)) = 18 cm, puede seleccionarse la armadura y actualizarse los planos en consecuencia.
2-Refuerzo de Muros Insuficientes Añadiendo Vigas de Atado Verticales
Marcar la opción que se muestra en la imagen de arriba hace que el programa aplique la siguiente cláusula reglamentaria.
Tras marcar la opción "Incluir vigas de atado verticales en la resistencia del muro", cuando se añaden vigas de atado verticales de sección suficiente en el interior del muro, los muros insuficientes podrán volverse suficientes.
3-Refuerzo con Encamisado de Polímero Reforzado con Fibras (PRF)
Seleccione los muros insuficientes, haga clic derecho sobre ellos y haga clic en "Cambiar propiedades del muro seleccionado".
En la ventana de propiedades del muro, acceda a la Pestaña de Encamisado PRF y seleccione la opción "Aplicar Encamisado de Polímero Reforzado con Fibras en Bandas Horizontales" y/o "Aplicar Encamisado Diagonal de Polímero Reforzado con Fibras entre Esquinas del Muro".
Introduzca los valores del material previsto en los cuadros de entrada y pulse Aceptar.
Tras el análisis, compruebe si el muro ha llegado a ser suficiente. Si no es así, repita el análisis modificando el número de capas de encamisado PRF en una cara, el número de caras revestidas (si el muro se reviste por 1 o 2 caras), el espaciado de las bandas PRF (de eje a eje), el ancho de la banda PRF o el tipo/grado del material.
Los resultados estáticos pueden verificarse en el informe de tensión cortante de muros.
En la tabla anterior, la resistencia a cortante del muro (Vrd) se obtiene añadiendo los valores Vfy+Vfc al menor de Vrd1a y Vrd1b para cada caso de carga.
Vrd=min(Vrd1a,Vrd1b)+Vfy+Vfc
Los planos pueden obtenerse desde la ventana de selección de dibujos.
Cimentaciones
Dado que el reglamento no especifica el efecto de las deficiencias de cimentación en el edificio en los cálculos de desempeño, el programa no cambia el estado de desempeño del edificio por deficiencias de cimentación. Sin embargo, si hay deficiencias en las cimentaciones (verificadas en los informes de cimentación), se realiza el análisis con las dimensiones de sección transversal de las cimentaciones modificadas hasta que sean suficientes; los planos de refuerzo para las nuevas dimensiones de cimentación suficientes deben ser preparados por separado por el usuario. Para orientación sobre los planos, puede consultarse el libro "Introducción a la Ingeniería Sísmica" del profesor Zekai Celep.