Introducción al Refuerzo Estructural

Introducción al Refuerzo Estructural

• La rehabilitación y refuerzo estructural son esenciales para prolongar la vida útil de elementos arquitectónicos.
• Se requiere una comprensión clara de los elementos existentes que necesitan refuerzo y las nuevas adiciones para el fortalecimiento estructural.

Vida Útil tras el Refuerzo

• La vida útil de un elemento reforzado se busca que sea equivalente a la de una construcción nueva, habitualmente de 50 años.
• La incertidumbre asociada a la vida útil no se reduce al realizar un refuerzo.

Métodos de Análisis y Normativa

• La coherencia en los métodos de análisis y niveles de seguridad es vital para un diseño acertado y seguro.
• Debe considerarse la normativa vigente y los códigos nuevos en el análisis de estructuras existentes.

Comportamiento de Materiales

• En la rehabilitación, se trabaja principalmente con hormigón armado y acero constitutivo.
• Las gráficas de tensión y deformación de los materiales permiten entender el comportamiento bajo diferentes cargas.

Fluencia de Materiales

• La fluencia inmediata y diferida afecta la deformación de los materiales, con consecuencias sobre las condiciones de servicio.
• La fluencia no reversible del hormigón bajo compresión puede llevar a deformaciones permanentes.

Historia de Carga

• Es importante tener en cuenta la historia de carga de los elementos en el diseño del refuerzo.
• Se deben distinguir entre refuerzos pasivos (que absorben parte de la carga) y activos (que generan tensión opuesta).

Refuerzos Pasivos vs. Activos

• Los refuerzos pasivos disminuyen la tensión total al absorber parte de las solicitaciones.
• Los refuerzos activos corrigen deformaciones y tensiones de forma más eficaz, aunque su implementación puede ser más compleja.

Importancia de la Rigidez

• La rigidez del refuerzo incide notablemente en la descarga de tensiones y en la efectividad del refuerzo.
• Un refuerzo más rígido generalmente lleva a una mejor redistribución de cargas.

Ductilidad de las Secciones

• La ductilidad permite redistribuciones de momentos flectores, lo que es crucial en el cálculo y diseño.
• Se puede permitir una redistribución del 15% de los momentos sin justificación adicional en nuevas construcciones.

Redistribución de Momentos Flectores

• En rehabilitación, las redistribuciones de momentos deben validar que los giros son compatibles con la ductilidad de la sección.
• La redistribución descendente de momentos se favorece debido a la fluencia del hormigón, que genera un descenso natural en la ley de flectores.

Conclusiones sobre Refuerzos

• Problemas estructurales pueden ser abordados a través de refuerzos activos o pasivos, afectando la estrategia de cálculo.
• Es fundamental considerar la complejidad de cada refuerzo y su influencia en el comportamiento estructural a lo largo del tiempo.### Conceptos de Deformación
• Existen deformaciones instantáneas y deformaciones diferidas en el contexto de la carga.
• Las deformaciones instantáneas se producen al aplicar cargas como peso propio, sobrecargas, y son temporales.
• Las deformaciones diferidas son irreversibles y ocurren con el tiempo, afectando la estructura de manera continuada.

Tipos de Cargas

• Las cargas típicas incluyen:
  • Peso propio
  • Cargas permanentes
  • Cargas de solado y acabados
  • Sobrecarga
• Las cargas sobre un elemento estructural producen diferentes tipos de deformación dependiendo de su naturaleza.

Comportamiento del Hormigón

• La deformación por peso propio se considera tanto instantánea como diferida.
• Si se refuerza algún elemento con deformaciones ya producidas, las deformaciones instantáneas no afectarán nuevamente al elemento.
• La deformación diferida asociada a la carga permanente se estabiliza y no se repite si no se superan los niveles de tensión anteriores.

Cimientos y Asentamientos

• La tensión de hundimiento se refiere a la capacidad de un suelo para soportar cargas, abarcando problemas de seguridad estructural.
• Se diferencian dos tipos de problemas mecánicos: fallo del suelo y el asentamiento.
• El asentamiento se rige principalmente por la consolidación y tiende a ser más crítico que el fallo del suelo.

Proceso de Consolidación del Suelo

• Hay tres fuentes de consolidación:
  • Consolidación inicial: causada por la tensión elástica de las partículas.
  • Consolidación primaria: reorganización irreversible de las partículas de suelo, es la más significativa.
  • Consolidación secundaria: fluencia del suelo bajo carga a largo plazo, generalmente irrelevante en comparación con la primaria.
• El proceso de consolidación puede ser lento, especialmente en suelos finos saturados.

Gráficas de Relación Suelo-Presión

• Las gráficas muestran la relación entre el índice de poros y la presión efectiva, siendo la reducción de índice de poros más lenta con presiones más altas.
• La rigidez del suelo aumenta exponencialmente con niveles de presión más altos.

Importancia del Estudio Geotécnico

• El estudio geotécnico debe adaptarse a la rehabilitación de estructuras y no ser aplicado de manera ordinaria como en obras nuevas.
• Es esencial considerar tanto el hundimiento como el asentamiento para una evaluación adecuada de la cimentación.

Recalces y Redistribución de Cargas

• En recalces superficiales, la carga no se transfiere instantáneamente al nuevo elemento, debido a la redistribución inicial.
• La excentricidad de la carga en el bloque de cimentación nueva debe ser gestionada para evitar problemas estructurales.
• En cimentaciones profundas como micropilotes, hay menos redistribución, lo que permite un equilibrio más fácil con el suelo.

Reflexiones Finales

• La mecánica básica de las estructuras de hormigón armado y su interacción con el suelo son cruciales para la seguridad y el rendimiento a largo plazo de las edificaciones.

Introducción al Refuerzo Estructural

• Rehabilitación y refuerzo estructural son fundamentales para extender la vida útil de las edificaciones.
• Se necesita conocer bien los elementos existentes y las nuevas incorporaciones para garantizar un refuerzo efectivo.

Vida Útil tras el Refuerzo

• Un elemento reforzado debe alcanzar una vida útil similar a una construcción nueva, normalmente de 50 años.
• La incertidumbre sobre la vida útil sigue presente aun después del refuerzo.

Métodos de Análisis y Normativa

• La consistencia en el análisis y los niveles de seguridad es esencial para un diseño estructural eficaz.
• Es crucial seguir las normativas vigentes y considerar nuevos códigos en el análisis de estructuras antiguas.

Comportamiento de Materiales

• La rehabilitación se centra en el uso de hormigón armado y acero.
• Las gráficas de tensión y deformación ayudan a comprender cómo los materiales responden a diferentes cargas.

Fluencia de Materiales

• La fluencia inmediata y diferida influye en la deformación de los materiales, afectando las condiciones de servicio.
• La fluencia no reversible del hormigón bajo compresión puede provocar deformaciones permanentes.

Historia de Carga

• La historia de carga de los elementos es fundamental en el diseño del refuerzo.
• Existen refuerzos pasivos que absorben parte de la carga y refuerzos activos que generan tensión opuesta.

Refuerzos Pasivos vs. Activos

• Los refuerzos pasivos reducen la tensión total al absorber parte de las cargas aplicadas.
• Los refuerzos activos permiten la corrección de deformaciones y tensiones de manera más eficiente, aunque son más complejos de implementar.

Importancia de la Rigidez

• La rigidez del refuerzo afecta la descarga de tensiones y su efectividad general.
• Refuerzos más rígidos suelen mejorar la redistribución de cargas.

Ductilidad de las Secciones

• La ductilidad facilita la redistribución de momentos flectores en el diseño estructural.
• Se permite una redistribución de hasta un 15% de los momentos sin necesidad de justificación en construcciones nuevas.

Redistribución de Momentos Flectores

• En rehabilitación, hay que asegurar que los giros sean compatibles con la ductilidad de la sección.
• La fluencia del hormigón favorece la redistribución descendente de momentos, llevando a un descenso en la ley de flectores.

Conclusiones sobre Refuerzos

• Se pueden abordar problemas estructurales mediante refuerzos activos o pasivos, lo que influye en la estrategia de cálculo.
• Es vital considerar la complejidad del refuerzo y su impacto en el comportamiento estructural a lo largo del tiempo.

Conceptos de Deformación

• Distinción entre deformaciones instantáneas (temporales) y deformaciones diferidas (irreversibles) cuando se aplican cargas.
• Deformaciones instantáneas ocurren al aplicar cargas como peso propio, mientras que las deformaciones diferidas afectan la estructura continuamente.

Tipos de Cargas

• Cargas típicas incluyen peso propio, cargas permanentes, cargas de solado y acabados, y sobrecarga.
• Diferentes cargas producen variados tipos de deformaciones en los elementos estructurales.

Comportamiento del Hormigón

• La deformación por peso propio se considera tanto instantánea como diferida.
• Deformaciones instantáneas no impactan nuevamente el elemento si ya se han producido; las deformaciones diferidas se estabilizan si no se exceden niveles de tensión previos.

Cimientos y Asentamientos

• La tensión de hundimiento se refiere a la capacidad del suelo para soportar cargas, afectando la seguridad estructural.
• Se identifican problemas mecánicos como fallo del suelo y asentamiento, siendo este último más crítico.

Proceso de Consolidación del Suelo

• Tres fuentes de consolidación: inicial (tensión elástica), primaria (reorganización irreversible) y secundaria (fluencia a largo plazo).
• Consolidación primaria es la más significativa y puede ser lenta, especialmente en suelos finos saturados.

Gráficas de Relación Suelo-Presión

• Reflejan la relación entre el índice de poros y la presión efectiva; la reducción del índice de poros es más lenta a presiones altas.
• La rigidez del suelo aumenta exponencialmente con mayor presión.

Importancia del Estudio Geotécnico

• Debe adaptarse a rehabilitaciones y no seguir un enfoque estándar de nuevas construcciones.
• Considerar hundimiento y asentamiento es crucial para una adecuada evaluación de la cimentación.

Recalces y Redistribución de Cargas

• En recalces superficiales, la carga no se transfiere de inmediato, debido a la redistribución inicial.
• La excentricidad de cargas en bloques de cimentación nueva debe ser manejada para evitar problemas estructurales.

Reflexiones Finales

• Comprender la mecánica de estructuras de hormigón armado y su interacción con el suelo es vital para garantizar la seguridad y rendimiento a largo plazo de las edificaciones.

Este cuestionario presenta los conceptos fundamentales sobre rehabilitación y refuerzo estructural, incluyendo la vida útil de los elementos reforzados y métodos de análisis. Se examinan los materiales utilizados y la normativa vigente que guía estos procesos en la ingeniería estructural.