EDIFICIOS Y PUENTES
Refuerzo de muros de mampostería y tilt-up con FRP
Refuerzo de muros de mampostería y tilt-up. El FRP de fibra de vidrio es común en muros de mampostería y en el refuerzo contra explosiones y sísmico, y el FRP de carbono se puede pintar para que las reparaciones no queden a la vista.
- Muros de mampostería y tilt-up
- Refuerzo sísmico y contra explosiones
- Se puede pintar, casi invisible
PRODUCTOS ADECUADOS
Sistemas QuakeWrap® para muros
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FRP de aplicación húmeda y en seco
Sistemas de tela de carbono y de fibra de vidrio para vigas, columnas, losas y muros.
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Formas de FRP a la medida
Camisas, cimbras y componentes fabricados a la medida.
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¿No está seguro de qué sistema conviene?
Cuéntenos sobre la estructura y sus condiciones. Nuestro equipo le recomendará el sistema QuakeWrap® adecuado.
POR QUÉ LOS MUROS NECESITAN REFUERZO
Por qué los muros necesitan refuerzo
Muros de concreto, de ladrillo, de mampostería sin refuerzo, tilt-up y pretiles aparecen en las fichas de proyecto anteriores de QuakeWrap®, por lo general por una de estas razones.
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Daño por sismo
El sismo de Northridge de 1994 agrietó paneles tilt-up y muros de block en todo el sur de California. Los muros de mampostería sin refuerzo tienen de por sí poca capacidad a cortante.
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Refuerzo faltante
Se encuentran muros con menos acero del que indican los planos, y los paneles tilt-up antiguos con frecuencia tienen refuerzo insuficiente.
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Obras colindantes
Una demolición o excavación junto a un edificio puede dejar un muro alto expuesto e inestable.
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Aberturas y cambios de reglamento
Las nuevas puertas y ventanas debilitan el muro a su alrededor, y los reglamentos actualizados de viento y sismo exigen mayor resistencia a cortante.
CÓMO FUNCIONA
Cómo refuerza el FRP un muro
Se aplica una capa de epóxico al muro y después se coloca en tiras tela de carbono o de fibra de vidrio saturada con resina. Las láminas tienen unos 0.05 in. (1.3 mm) de espesor, se colocan de forma muy parecida al papel tapiz, curan en un día y alcanzan de dos a tres veces la resistencia a tensión del acero.
La resistencia a flexión de un muro de mampostería está limitada por la resistencia a tensión de su mortero. El FRP adherido a la cara aporta una gran fuerza de tensión que, junto con la resistencia a compresión de la mampostería, resiste grandes momentos y hace que todas las piezas trabajen como un solo muro monolítico.
El cortante actúa como tensión diagonal. Con fibras en dirección horizontal y vertical, una grieta por cortante no puede provocar la falla hasta que fallan todas las fibras que la cruzan; por eso los refuerzos a cortante de muros de mampostería usan tela biaxial.
Cubrir una fracción del muro puede reforzar todo el muro. Después, el muro se puede pintar, aplanar con estuco o cubrir con otros acabados. Nuestro equipo le recomendará el sistema QuakeWrap® adecuado y le proporcionará especificaciones para su ingeniero responsable del proyecto.
- Flexión fuera del plano y cortante en el plano
- Aberturas, dinteles y machones
- Impermeabilización en la misma operación
- espesor típico del FRP (1.3 mm)
- 0.05 in.
- añadido al muro (5 mm)
- < ¼ in.
- la resistencia a tensión del acero una vez curado
- 2 a 3×
VENTAJAS
Ventajas del FRP para el refuerzo de muros
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Muros más resistentes
Aumenta la resistencia a flexión fuera del plano y a cortante en el plano.
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Mampostería dúctil
Convierte la mampostería frágil en un muro resistente y dúctil.
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Delgado y ligero
Añade menos de ¼ in. (5 mm) y muy poco peso.
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Cobertura parcial
Tratar una fracción de la superficie puede reforzar todo el muro.
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Impermeabilización
El FRP también funciona como sistema de impermeabilización.
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Acceso limitado
La tela delgada y flexible se coloca alrededor de tuberías y equipos.
¿Muro agrietado o con refuerzo insuficiente?
Cuéntenos sobre el muro, su material y lo que encontró su ingeniero. Nuestro equipo le recomendará el sistema QuakeWrap® adecuado y le proporcionará especificaciones para su ingeniero responsable del proyecto.
INVESTIGACIÓN
Muros de mampostería probados bajo cargas sísmicas simuladas
Muros de ladrillo de barro de una y dos hojas, de 28 in. a 120 in. de altura, se reforzaron con FRP de fibra de vidrio que cubría del 7% al 100% de la superficie y se sometieron a presión uniforme cíclica. Un muro de 56 in. tuvo una deflexión de más de 2½ in. a media altura y resistió más de 12 veces su propio peso. Todos los muros reforzados fallaron de manera dúctil, y a mayor cobertura, mayor carga resistida.
En pruebas de empuje a cortante con tres ladrillos sin mortero, un espécimen que de otro modo tendría resistencia a cortante nula soportó más de 4,000 lb con una pieza de 4.5 x 8.0 in. de tela QuakeWrap® de 10 oz en cada cara.
En campo, los muros de bloque hueco de barro del sótano de San Francisco City Hall dieron en las pruebas una resistencia promedio a cortante de unos 64 psi y estaban programados para demolerse. Reforzados con FRP de fibra de vidrio y probados por el mismo laboratorio independiente, resistieron casi 240 psi. La investigación en que se basa el sistema está publicada en revistas de ASCE y ACI y protegida por la patente de EE. UU. 5,640,825.
- su propio peso, resistido por un muro de prueba de 56 in.
- 12×
- resistencia a cortante de los muros de bloque de barro de City Hall, antes y después
- 64 a 240 psi
MUROS TILT-UP
Inyección de grietas vs. FRP para paneles tilt-up
Inyectar epóxico en las grietas vuelve a unir el concreto y puede impedir la entrada de humedad, pero no añade resistencia, y pueden aparecer grietas similares a poca distancia.
El FRP de carbono o de fibra de vidrio sobre las zonas agrietadas cubre las grietas, protege el acero contra la corrosión y añade resistencia a flexión y cortante, de modo que se atiende la causa del daño. En pruebas cíclicas fuera del plano, un panel con una capa de FRP de fibra de vidrio en cada cara resultó significativamente más resistente que el panel de control y mostró un muy buen comportamiento histerético.
En la bodega de Mitsubishi en Compton, California, se colocaron 12,000 sq ft de tela de fibra de vidrio en tiras en lugar de inyectar las grietas, con un ahorro considerable. En la planta de Courtaulds Aerospace en Glendale, dañada por el sismo de Northridge de 1994, se pasaron tiras de tela de fibra de vidrio por detrás de las tuberías para reforzar ambas caras de los muros mientras la planta seguía operando.
- Se añade resistencia, no solo se rellenan grietas
- Tiras con separación entre ellas
- Las tuberías y las operaciones se mantienen en su lugar
MUROS DE CORTANTE
Refuerzo de muros de cortante de concreto
Las reparaciones convencionales de muros de cortante anclan varillas nuevas y añaden concreto lanzado. Eso agrega un peso considerable, lleva tiempo y reduce el área útil de piso. En la McKinley Tower de 14 pisos en Anchorage, esas opciones se consideraron y se descartaron en favor del FRP.
Donde los esfuerzos son relativamente bajos, la tela de fibra de vidrio es económica. En zonas con esfuerzos más altos, la tela de carbono puede ser la mejor opción para la mejora sísmica. Los elementos de borde alrededor de las ventanas también se pueden reforzar con tela de FRP y pernos pasantes.
La trayectoria de cargas entre muros y entrepisos debe mantenerse continua en todo el edificio. Las reparaciones son delgadas, por lo que el espesor del muro prácticamente no cambia, y el muro terminado se puede pintar o aplanar con estuco.
- Sin el peso adicional del concreto lanzado
- Fibra de vidrio o carbono según el nivel de esfuerzo
- Elementos de borde con pernos pasantes
VIDEO
Refuerzo sísmico de la McKinley Tower
Se reproduce desde YouTube
RESULTADOS COMPROBADOS
Proyectos de muros
Muros de mampostería, de block y tilt-up reforzados con FRP QuakeWrap®. Cada ficha de proyecto presenta el problema, la solución y las cantidades. Las fichas de proyecto están en inglés.
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Fox Tucson Theatre, Tucson, Arizona
La tela de fibra de vidrio convirtió más de 7,000 sq ft de muro de mampostería sin refuerzo en muros de cortante y reforzó los pretiles, sin alterar el teatro histórico.
Lea el caso de estudio -
McKinley Tower, Anchorage, Alaska
Telas de carbono y de fibra de vidrio reforzaron los muros de cortante existentes de la torre de 14 pisos, lo que eliminó la necesidad de construir muros nuevos.
Lea el caso de estudio -
219 High Street, Ebensburg, Pennsylvania
Para cumplir los reglamentos actualizados de viento y sismo, 11,000 sq ft de muro de mampostería sin refuerzo se convirtieron en muros de cortante, reforzados e impermeabilizados en una sola operación con tela de fibra de vidrio y de carbono.
Ficha del proyecto (PDF) -
United Airlines, Oakland International Airport
Los muros de block alrededor de las escaleras de un hangar de mantenimiento recibieron 4,000 sq ft de tela de fibra de vidrio en menos de 2 semanas, con el polvo reducido al mínimo cerca de los aviones.
Ficha del proyecto (PDF) -
VA Medical Center, Tucson, Arizona
Un muro alto de mampostería del cuarto de calderas, expuesto por una demolición colindante, recibió 2,500 sq ft de tela de fibra de vidrio por dentro y por fuera, y las tuberías fijadas a él quedaron intactas.
Ficha del proyecto (PDF) -
Mitsubishi Warehouse, Compton, California
Los muros tilt-up agrietados se reforzaron con 12,000 sq ft de tela de fibra de vidrio en tiras en lugar de inyectar las grietas, y después se pintaron para igualar el acabado.
Ficha del proyecto (PDF)
Más proyectos de muros
All Hallows Academy en La Jolla (un muro de mampostería con acero faltante, realizado durante un receso escolar de 2 días), un muro de mampostería en Redwood City junto a una excavación y, en la primavera de 1994, el primer refuerzo con FRP reportado de un edificio existente: un muro de block de concreto (CMU) dañado por el sismo de Northridge. Cuéntenos sobre su muro y le compartiremos el caso más parecido.
Preguntas frecuentes sobre muros
¿Debo usar FRP de carbono o de fibra de vidrio?
El carbono tiene la mayor resistencia y rigidez y es común para el refuerzo a flexión y cortante de vigas, losas y trabes. La fibra de vidrio cuesta menos, no es conductora y es común para el confinamiento de columnas, los muros de mampostería y el refuerzo contra explosiones y sísmico.
¿Pueden proporcionar especificaciones y detalles de diseño para nuestro ingeniero?
Sí. Nuestro equipo le recomendará el sistema QuakeWrap® adecuado y le proporcionará fichas técnicas, especificaciones y detalles de diseño de ejemplo para su ingeniero responsable del proyecto.
¿Hay que cubrir todo el muro?
No. Tratar una fracción de la superficie del muro puede reforzar todo el muro. En la bodega de Mitsubishi, la tela se colocó en tiras con 2 a 3 ft de separación entre ellas.
¿Se notará la reparación?
Muy poco. El FRP añade menos de ¼ in. (5 mm), y el muro se puede pintar, aplanar con estuco o cubrir con otros acabados. Ya pintados, los muros de Mitsubishi eran difíciles de distinguir de las partes no reparadas.
¿Basta la inyección de grietas para paneles tilt-up agrietados?
La inyección vuelve a unir el concreto pero no añade resistencia, y pueden formarse grietas nuevas cerca. El FRP sobre las zonas agrietadas añade resistencia a flexión y cortante y protege el acero contra la corrosión.
¿Se pueden reforzar muros sin retirar tuberías ni equipos?
Sí. En el VA Medical Center de Tucson, las tuberías del muro quedaron intactas, y en un refuerzo de un muro de block de concreto (CMU) en 1994 no fue necesario retirar nada del equipo de la banda transportadora que colgaba del techo.
Aplicaciones relacionadas de reparación con FRP
¿Tiene un proyecto que necesita reparación?
Cuéntenos sobre su estructura. Nuestro equipo le recomendará el sistema QuakeWrap® adecuado y le proporcionará especificaciones para su ingeniero.