ES2267472T3 - Procedimiento de refuerzo de un elemento de construccion. - Google Patents

Abstract

Procedimiento de refuerzo in situ de un elemento de construcción (1) existente sometido, al menos, a esfuerzos de compresión y de pandeo, por inserción en el interior del citado elemento de construcción, de elementos longitudinales de absorción de esfuerzos de compresión, comprendiendo los elementos de absorción de los esfuerzos de compresión un vástago central (3) que absorbe los esfuerzos de compresión y una parte periférica de sellado, caracterizado por el hecho de que se insertan, por ranurado o perforación en el interior del citado elemento de construcción, al menos, tres elementos longitudinales no coplanarios, y tirantes (5) aptos para prevenir el pandeo de los elementos de absorción de los esfuerzos, y comprendiendo los elementos de absorción de los esfuerzos y los tirantes una resina sintética, siendo el elemento de construcción una pila, un poste o un muro, evitando la citada parte central (3) el pandeo y teniendo la parte periférica de sellado, esencialmente, la función de absorber los esfuerzos de compresión.

Description

Procedimiento de refuerzo de un elemento de construcción.

La presente invención se refiere al ámbito del refuerzo de elementos de construcción tales como muros, pilares, o postes.

Tales elementos de construcción están sometidos a esfuerzos de compresión debidos a su propia masa y, eventualmente, a cargas que estos deben soportar, por ejemplo de otros elementos de construcción del tipo superestructuras, bóvedas, muros, pilares, armaduras, etc.

Por razones tales como un aumento de las cargas o un debilitamiento del elemento de construcción, puede considerarse necesario aumentar su capacidad para soportar los esfuerzos de compresión. Algunas piedras o ladrillos que constituyen estos elementos de construcción pueden deteriorarse en el transcurso del tiempo y ver disminuir sus características mecánicas en razón de la infiltración de agua o de contaminaciones diversas, especialmente por sales minerales.

En estos casos, se puede proceder, naturalmente, al cambio del elemento de construcción por un elemento nuevo realizado en el mismo material o en material diferente tal como el hormigón armado. Sin embargo, por razones históricas o artísticas, se considera necesario reforzar el elemento de construcción conservando lo más posible el elemento de origen y sin proceder a un desmontaje completo extremadamente costoso.

El documento GB-A-2 302 896 describe un procedimiento de refuerzo de una bóveda o de una porción de bóveda, en particular de mampostería, por medio de una red de barras alargadas. La estructura de origen absorbe las fuerzas de compresión y mantiene la red de barras en su lugar, impidiendo que las barras se deformen cuando éstas están en compresión. Las barras absorben las fuerzas de tracción a las cuales la estructura de mampostería no puede resistir y transfiere las citadas fuerzas de las zonas débiles a zonas adyacentes de compresión.

El documento FR-A-2 635 550 describe un procedimiento de sobreelevación de inmueble en el cual se perforan agujeros del orden de 10 cm a 12 cm de diámetro para implantar en ellos barras metálicas gruesas de un diámetro ligeramente inferior al agujero. En el intersticio entre las barras y el agujero, se inyecta mortero de cemento que tiene por objeto impedir el pandeo de las barras en la altura de un piso. En la base del muro de retención puede introducirse un tirante horizontal que anclaría la barra vertical. La presencia de suelo elimina el riesgo de pandeo en la altura total de la barra constituyendo puntos relativamente inmóviles en el espacio.

La presente invención tiene por objeto permitir un refuerzo de este tipo in situ y sin desmontaje ni cambio
completo.

El procedimiento de refuerzo en situ, de acuerdo con la invención, está destinado a un elemento de construcción existente sometido, al menos, a esfuerzos de compresión, siendo el elemento de construcción de tipo pila, poste o muro, procedimiento en el cual se insertan en el interior del citado elemento de construcción, al menos, tres elementos no coplanarios de absorción de los esfuerzos de compresión y tirantes aptos para prevenir el pandeo de los elementos de absorción de los esfuerzos y comprendiendo los tirantes una resina sintética.

En un modo de realización de la invención, los elementos de absorción de los esfuerzos son colocados por perforación de agujeros longitudinales en los elementos de construcción.

En otro modo de realización de la invención, los elementos de absorción de los esfuerzos son colocados por realización de ranuras longitudinales en el elemento de construcción, revocándose las citadas ranuras, después de la colocación de los elementos de absorción de los esfuerzos, con un material semejante al material de origen del elemento de construcción.

En un modo de realización de la invención, un elemento de absorción de los esfuerzos está constituido por una composición de resina sintética cargada.

En otro modo de realización, un elemento de absorción de los esfuerzos comprende un vástago central y una parte periférica de sellado en el agujero o la ranura le recibe, siendo el vástago central del tipo de resina sintética cargada de fibras y siendo la parte periférica del tipo de composición de resina sintética cargada.

En un modo de realización de la invención, entre un elemento de absorción de los esfuerzos y la pared del agujero o de la ranura que le recibe, se coloca una capa de aislamiento para evitar el sellado del elemento de absorción de los esfuerzos y de la citada pared.

En otro modo de realización de la invención, un elemento de absorción de los esfuerzos es sellado en la pared del agujero o de la ranura que le recibe.

Ventajosamente, los tirantes son colocados en posición por perforación de agujeros transversales en el elemento de construcción, comprendiendo un tirante un vástago central y una parte periférica de sellado en el agujero que le recibe, siendo el vástago central del tipo de resina sintética cargada de fibras y siendo la parte periférica del tipo de composición de resina sintética cargada.

Ventajosamente, se disponen cuatro elementos de absorción de los esfuerzos repartidos regularmente en el elemento de construcción y una pluralidad de pares de tirantes, siendo dos tirantes de un par paralelos y estando situados a la misma altura, y siendo dos pares contiguos mutuamente perpendiculares, y dispuestos a la misma altura, o bien desplazados.

El elemento de construcción puede ser un muro, un poste o una pila, de modo general un elemento de arquitectura vertical, u oblicua, comprimido, construido de piedra, por ejemplo en parte o en su totalidad en piedra de talla, en ladrillo, en madera.

Cuando se puede tener acceso a una extremidad del elemento, se puede entonces perforar los agujeros longitudinales por esta extremidad sin intervenir en sus lados, lo que permite reducir las superficies modificadas por los trabajos de refuerzo.

La presente invención se entenderá mejor con la lectura de la descripción detallada de algunos modos de realización tomados a título de ejemplos no limitativos e ilustrados por los dibujos anejos, en los cuales:

la figura 1 es una vista en corte transversal de un pilar reforzado por el procedimiento de acuerdo con la invención;

la figura 2 muestra una variante de la figura 1; y

la figura 3 es una vista en corte longitudinal de un pilar reforzado de acuerdo con la invención.

Como puede verse en la figura 1, el pilar 1 de sección octogonal está perforado por cuatro agujeros longitudinales 2 dispuestos en cuadrado y centrados con respecto al pilar 1. Cada agujero 2 está equipado con un vástago 3 de resina sintética, por ejemplo epoxi, armada con fibras, por ejemplo de vidrio, dispuesto sensiblemente en el centro de citado agujero 2, y de un mortero o de un hormigón de resina epoxi 4 que rodea el vástago 3 y en contacto con las paredes del agujero 2. La resina 4 es solidaria mecánicamente del vástago 3 y de las paredes del agujero 2 y asegura, así, el sellado del vástago 3 en el agujero 2. Pueden preverse agujeros 2 de 100 mm a 200 mm de diámetro con vástagos de 3 mm a 30 mm de diámetro. El mortero comprenderá una mezcla de resina epoxi y de una carga tal como arena. El hormigón comprenderá una mezcla de resina epoxi, y de una carga tal como grava y arena.

A título de variante, en el caso en que el material que constituye el pilar 1 esté demasiado degradado, podría preverse aislar mecánicamente la resina 4 de la pared del agujero 2. Este aislamiento podrá realizarse por medio de una pieza de fieltro, de plástico o de una capa no adherente, de cera o de grasa, no representada, que se adapte al contorno del agujero 2.

Para asegurar la rigidez y evitar el pandeo de los refuerzos, formados, cada uno, por un vástago 3 y la resina 4, se disponen tirantes 5 entre los agujeros 2. Los tirantes 5 están realizados, igualmente, por perforación de agujeros, colocación de un vástago de resina epoxi armada de fibras de vidrio y sellado con mortero de resina epoxi.

Preferentemente, los tirantes 5 estarán ligeramente inclinados, un ángulo de 10º a 15º, con respecto al plano transversal de corte de la figura 1. Esta inclinación aumenta la rigidez del conjunto.

Se comprende que los agujeros 2 están perforados por la parte superior del pilar 1 sin intervenir en su pared exterior 1a. Los agujeros en los cuales están dispuestos los tirantes 5 están perforados a partir de la citada pared 1a. En este modo de realización, los daños o modificaciones causados en la pared 1a están limitados a la perforación de los agujeros para tirantes que son de un diámetro relativamente pequeño, por ejemplo de 20 mm o 30 mm. Las extremidades de estos agujeros para tirantes pueden ser revocadas después con una parte del material de origen del pilar 1, o con un material de revocado que imite lo más posible a la pared 1a. La pared 1a se preserva, por tanto, casi íntegramente, lo que es vivamente deseado cuando aquélla en la que se trabaja presenta un interés histórico, artístico.

En un ejemplo particular, el pilar 1 es de piedra, que admite una tensión de compresión \sigma_{p} = 50 kg/cm^{2} y presenta una sección S. Sea S1 la sección de los cuatro refuerzos formados de mortero de resina epoxi 4 y de vástagos 3, que admiten una tensión de compresión \sigma_{r} = 250 kg/cm^{2}.

La resistencia de origen R_{0} del pilar 1 es igual a: R_{0} = S x \sigma_{p}.

Después del refuerzo, la resistencia R_{p} del pilar es igual: R_{p} = (S-S1) x \sigma_{p} + S1 x \sigma_{r}.

En este ejemplo, se tiene \sigma_{r} = 5 x \sigma_{p}, de donde la resistencia del pilar reforzado: R_{p} = S x \sigma_{p} + 4 x S1 x \sigma_{p}.

La resistencia adicional R_{a} obtenida gracias a la invención es, por tanto, igual a R_{a} = 4 x S1 x \sigma_{p}.

En el caso en que el área de cada agujero 2 sea igual a 100 cm^{2}, se tiene S1 = 400 cm^{2}, de donde R_{a} = 80 000 kg.

Se comprende que los cuatro refuerzos longitudinales están dispuestos en el pilar 1 permitiendo absorber los esfuerzos debidos a una masa de 80 000 kg que el pilar de origen no era, ni con mucho, capaz de absorber,…

La disposición en cuadrado de los citados refuerzos y la presencia de tirantes 5, permiten formar un conjunto en esqueleto de escalas asociadas, de gran rigidez y que evita el pandeo de los refuerzos susceptible de provocar la rotura brusca del pilar 1.

En la figura 2, está ilustrado un modo de realización de la invención, que difiere del correspondiente a la figura 1 en que el pilar 6 no es accesible por una de sus extremidades. Por tanto, se debe intervenir en las paredes laterales 6a practicando cortes o ranuras longitudinales 7 en las citadas paredes 6a. Después, en las citadas ranuras cortadas 7 se disponen vástagos 3. A continuación, se rellena el corte 7 con mortero de resina 4 confiriéndole una forma deseada, por ejemplo por medio de un encofrado. Esta forma está prevista para que a continuación pueda añadirse un paramento 8 que recubra el mortero de resina 4. El paramento 8 será realizado con el material de origen del pilar 6 o con un material que presente características mecánicas y estéticas compatibles. Para la simplicidad del dibujo de la figura 2, no se han representado los tirantes que, sin embargo, están presentes.

En ciertos casos, cuando la carga que hay que absorber es pequeña y/o la sección disponible para formar agujeros 2 o cortes 7 es grande, el refuerzo puede formarse únicamente de mortero de resina o de hormigón de resina 4 sin disponer de vástago 3.

Naturalmente, y en función de la carga que haya que absorber y de la forma de la sección transversal del pilar, se puede disponer un número adaptado de refuerzos con un mínimo de tres dispuestos en triángulo, de manera que resistan a los esfuerzos de pandeo en todas las direcciones. El número de refuerzos puede ser mayor, por ejemplo hasta seis u ocho. El número de vástagos 3 en un refuerzo dado está adaptado a la carga. Pueden preverse uno o varios vástagos 3. Su diámetro está adaptado, igualmente, a la carga.

La función de la resina 4 es, esencialmente, absorber los esfuerzos de compresión, mientras que los vástagos 3 permiten a la vez absorber los esfuerzos de compresión y evitar el pandeo. Los tirantes 5 permiten evitar el pandeo.

En el modo de realización ilustrado en la figura 3, el pilar 9 comprende, al menos, tres refuerzos 10 de los cuales solo dos son visibles y están realizados por perforación de un agujero vertical o de una ranura vertical, por colocación de vástagos armados no representados, y de un mortero de resina. Los refuerzos 10 están provistos de tirantes 11 ligeramente inclinados con respecto a la horizontal. En el caso en que estén previstos cuatro refuerzos 10, los tirantes pueden disponerse por pares alternados a una altura dada. En otras palabras, los tirantes 11 de un par están dispuestos, cada uno, en un plano vertical paralelo al plano vertical del otro tirante 11, siendo su ángulo de inclinación con respecto a la horizontal el mismo o de signo invertido. Los tirantes del par dispuesto inmediatamente por encima, estarán en dos planos verticales perpendiculares a los precedentes, y así sucesivamente.

Dos vástagos 12 y 13 o, también, dos capas de vástagos, de material similar a los vástagos 3, tienen su extremidad sellada por medio de mortero de resina en agujeros perforados en el pilar 9. Estos vástagos 12 y 13 permiten absorber una parte de los esfuerzos de compresión que se ejercen sobre el pilar 9. Esta absorción se efectúa por otros elementos de construcción adyacentes tales como muros capaces de soportar esta carga suplementaria.

Los vástagos 12 y 13 son, por tanto, oblicuos y pueden ser sometidos a una pretensión durante su colocación. Se sella, en primer lugar, la extremidad de los vástagos 12 y 13 en el pilar 9, después en su otra extremidad, no representada, se ejerce un esfuerzo de pretensión. La citada otra extremidad de los vástagos 12 y 13 se sella manteniendo el esfuerzo de compresión, y después de haber captado el mortero de sellado, se relaja el esfuerzo de pretensión.

Los diferentes sellados podrán efectuarse de acuerdo con el procedimiento descrito en la patente francesa publicada con el nº 2 545 132, a la cual el lector está invitado a referirse.

La presente invención está particularmente adaptada para el refuerzo de muros, pilares o postes que no deban ser desmontados y en los cuales se desee conservar lo más posible el material y la estructura de origen. Se refuerza, así, todo o parte de un elemento cuyas características mecánicas hayan disminuido, por ejemplo en razón de una migración de sales minerales o de cualquier otra causa de envejecimiento.

Claims (9)

1. Procedimiento de refuerzo in situ de un elemento de construcción (1) existente sometido, al menos, a esfuerzos de compresión y de pandeo, por inserción en el interior del citado elemento de construcción, de elementos longitudinales de absorción de esfuerzos de compresión, comprendiendo los elementos de absorción de los esfuerzos de compresión un vástago central (3) que absorbe los esfuerzos de compresión y una parte periférica de sellado, caracterizado por el hecho de que se insertan, por ranurado o perforación en el interior del citado elemento de construcción, al menos, tres elementos longitudinales no coplanarios, y tirantes (5) aptos para prevenir el pandeo de los elementos de absorción de los esfuerzos, y comprendiendo los elementos de absorción de los esfuerzos y los tirantes una resina sintética, siendo el elemento de construcción una pila, un poste o un muro, evitando la citada parte central (3) el pandeo y teniendo la parte periférica de sellado, esencialmente, la función de absorber los esfuerzos de compresión.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual los elementos de absorción de los esfuerzos están colocados por perforación de agujeros longitudinales (2) en el elemento de construcción.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual los elementos de absorción de los esfuerzos están colocados por la realización de ranuras longitudinales (7) en el elemento de construcción, revocándose las citadas ranuras, después de la colocación de los elementos de absorción de los esfuerzos, con un material semejante al material de origen del elemento de construcción.

4. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual un elemento de absorción de los esfuerzos está constituido por una composición de resina sintética cargada.

5. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual un elemento de absorción de los esfuerzos comprende un vástago central (3) y una parte periférica de sellado en el agujero o la ranura que le recibe, siendo el vástago central del tipo de resina sintética cargada de fibras y siendo la parte periférica del tipo de composición de resina sintética cargada.

6. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual, entre un elemento de absorción de los esfuerzos y la pared del agujero o de la ranura que le recibe, está colocada una capa de aislante para evitar el sellado del elemento de absorción de los esfuerzos y de la citada pared.

7. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el cual un elemento de absorción de los esfuerzos está sellado en la pared del agujero o de la ranura que le recibe.

8. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual los tirantes se colocan por perforación de agujeros transversales en el elemento de construcción, comprendiendo un tirante un vástago central y una parte periférica de sellado en el agujero que le recibe, siendo el vástago central del tipo de resina sintética cargada de fibras y siendo la parte periférica del tipo de composición de resina sintética cargada.

9. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual se disponen cuatro elementos de absorción de los esfuerzos repartidos regularmente en el elemento de construcción y una pluralidad de pares de tirantes, siendo dos tirantes de un par paralelos y estando a la misma altura, y siendo dos pares contiguos mutuamente perpendiculares, dispuestos a la misma altura, o bien desplazados.