Muros de corte de hormigón armado

El capítulo sobre comportamiento sísmico y readaptación de muros de corte de hormigón armado existentes aún está abierto. Los investigadores e ingenieros de todo el mundo se esfuerzan por desarrollar nuevos materiales y técnicas innovadoras para la mejora sísmica de estructuras de hormigón. Pero, ¿por qué es esto tan importante? Los muros de corte de hormigón armado han sido reconocidos desde hace mucho tiempo como sistemas estructurales adecuados, que proporcionan tanto resistencia lateral como control de deriva en edificios RC. Sin embargo, estos muros de corte más antiguos se diseñaron típicamente para acciones combinadas de cargas de gravedad y cargas de viento. La carga sísmica y el diseño no se consideraron en las estructuras de edificios de media altura del día a día. De hecho, las disposiciones sobre sísmica no se introdujeron hasta la década de 1970; por lo tanto, la mayoría de las estructuras diseñadas y construidas anteriormente tienen deficiencias en el diseño y los detalles. Las deficiencias en estas estructuras de muros de corte las hacen vulnerables al peligro sísmico.

Deficiencias generales de los muros de cortante de hormigón armado delgados

Las siguientes deficiencias generales se pueden ver en muchos edificios existentes:

• espesor de pared inadecuado con una sola cortina de refuerzo horizontal y vertical distribuido;
• longitudes inadecuadas de empalme traslapado del refuerzo longitudinal;
• empalmes traslapados ubicados en regiones de potencial bisagra plástica;
• confinamiento inadecuado de las regiones finales de las paredes;
• falta de control del pandeo del refuerzo de flexión;
• Cantidades insuficientes y refuerzo transversal (cortante) mal detallado.

Consecuencias

La experiencia de terremotos recientes (Wallace, 2012; Saatcioglu, 2013) demuestra que estos delgados muros de corte de hormigón armado fueron severamente dañados. Los estudios de laboratorio (Hamed et al. 2012, Paterson 2003) en paredes de corte delgadas a escala real muestran que la ductilidad de estos elementos de pared es casi nula. De hecho, algunas de estas paredes muestran una respuesta frágil cuando se someten a cargas cíclicas. Layssi y col. mostró que la longitud inadecuada de los empalmes traslapados en las secciones críticas (bisagras de plástico en la base de la pared) da como resultado una falla frágil de las paredes a lo largo de los empalmes traslapados. La longitud inadecuada de los empalmes traslapados reduce la ductilidad y evita que la sección alcance la capacidad nominal de flexión. El efecto positivo del confinamiento alrededor del refuerzo del elemento límite es estudiado por Paterson et al. Su investigación muestra que las paredes ligeramente más gruesas con un estribo básico alrededor de las barras de flexión en el elemento límite ayudan a que la sección de concreto alcance la capacidad de flexión nominal de la sección y muestre una ductilidad limitada.

Cómo mejorar

Para mejorar la respuesta de estos muros deficientes, se han propuesto y probado varios esquemas de reparación y modernización. Algunos de estos métodos son:

Envolturas de polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP):

En este método, la pared de corte se envuelve con una capa de lámina de CFRP. Esta capa mejora ligeramente el confinamiento alrededor de los elementos de contorno. Si bien este efecto de confinamiento es mínimo, mejora la ductilidad de la sección y evita la falla frágil de los empalmes traslapados.

Revestimiento de hormigón autoconsolidable reforzado con fibra

Se puede utilizar una combinación de fibras de acero y refuerzo para aumentar la capacidad de flexión de la sección de hormigón y, al mismo tiempo, mejorar la ductilidad de la pared con la nueva ubicación de la bisagra plástica.