¿ENCAMISADO DE ACERO CON ÁNGULOS? ¿EFECTIVO PARA REFORZAR COLUMNAS DE CONCRETO?

¿Por qué el reforzamiento de columna de concreto armado? El producto de la falacia de la mano de obra no capacitada; la falta de experiencia de inspectores e ingenieros o incluso el uso incorrecto del equipo técnico; ocasiona que el elemento principal columna, no cumpla con las directrices mínima del código y cargas impuestas por la demanda de la estructura.

Partiendo de que las estructuras se diseñan conforme a los niveles de diseño establecidos en los Códigos Sísmicos de cada país (como el COVENIN 1756-2001) y estos a su vez se complementa con sus respectivos códigos de concreto (como el COVENIN 1753-2006), para que cumplan una serie de requisitos como lo son resistencia, factores de seguridad, capacidad; los cuales deben ser tomados en cuenta y aplicados a la hora de la construcción para obtener un resultado de calidad.

Todos estos ítem son incumplidos ante la presencia de una columna de concreto armado que no cumplan con sus capacidades; al estar ante esa situación, datos revelan que la frecuente acción en obras pequeñas ejecutadas por empresas o ingenieros es un atraso o sobre costo debido a la demolición de los elementos estructurales columna  

En esta etapa surgen las dudas:

¿Reforzamiento estructural a la columna? ¿Cómo Reforzarla? Para enfrentar tal situación con un método de intervención estructural en las columnas de concreto armado, de sencilla ejecución, que no encarezca el factor tiempo y factor económico es el ECAMISADO DE COLUMNAS.

¿Cómo Funciona el Encamisado de Acero en la Columna de Concreto?

El encamisado ocasiona el confinamiento de la sección de concreto, mediante los ángulos de acero estructural en sus vértices; provocando que se dispare la ductilidad y resistencia del elemento confinado; por medio de los ángulos longitudinales y soleras transversales.

¿Cómo se hace para validar este tipo de reforzamiento? Mediante el empleo del diagrama momento-curvatura donde, en la cual es importante destacar previamente las estepas de estudio del diagrama momento curvatura:

¿Qué estudios del diagrama de Momento-Curvatura?

Antes de estudiar el diagrama, se debe de manejar las deformaciones unitarias de cada material; considerando conservadoramente, que el acero fluye al alcanzar una deformación unitaria de 0.002, mientras que el concreto muestra una deformación unitaria del 0.003 conservadoramente para los concretos de baja resistencias.

¿Por qué diseñar el Refuerzo de Encamisado de Acero dentro los límites de la deformación unitaria?

Después de que el acero cede plásticamente es cuando su deformación unitaria es mayor al 0.005 junto con la del concreto en 0.003, dicho anteriormente (conservadora para concretos de resistencias bajas), la sección tiene muy poca capacidad adicional para momentos y se requiere de una pequeña carga con la que provoco la fluencia del acero, para incrementar considerablemente sus rotaciones y deflexiones. En esta etapa la pendiente del diagrama es casi ligera (casi que horizontal), antes del momento último. 

Con el software Etabs V17 se obtuvieron diagramas momentos curvatura

• PROCESO CONSTRUCTIVO DEL REFORZAMIENTO DEL ECAMISA DE COLOMNA

Los procedimientos usados comúnmente en la práctica son los siguientes:

• Pegar las camisas de acero a las columnas de concreto armado con resina epoxica y luego soldar sus presillas.

• apretar los ángulos longitudinales contra las columnas y soldarles las soleras transversales mientras se sostiene el apriete

• Colocar los ángulos longitudinales a lo largo de las aristas, calentar las soleras y soldarlas mientras están calientes, para que al enfriarse se contraigan y aprieten los ángulos contra las columnas

Efectividad del Método de Encamisado de Acero a Columnas de Concreto Armado.

El método de refuerzo de columnas con camisas de acero basado en ángulos longitudinales; incrementan tanto su resistencia como ductilidad, de las columnas reforzadas, por lo que se debe de considerar satisfactorio y tomarse en cuenta a la hora de realizar una intervención estructural o reforzamiento estructural a estructuras en obras pequeñas.

Con el reforzamiento estructural de encamisado de acero con ángulos mostrado en el ejemplo se tiene una sobre resistencia o aumento de resistencia de 595.69%, con respecto a la columna sin reforzar.

Conclusión

Cabe destacar que este tipo de reforzamiento es muy productivo a nivel de cargas servicio, debido a que el peso bajo de los elementos de acero estructural, no generan o aumentan la carga permanente de servicio, haciendo que no se debe de estudiar o analizar por condiciones de servicio, los esfuerzos admisibles y asentamientos en las fundaciones; caso contrario a otros tipos de refuerzo ya conocidos, como los recrecidos en concreto armado.

Como se ha demostrado de manera sencilla y resumida mediante el diagrama de Momento-Deformación el incremento que sufre en su resistencia y ductilidad la sección en concreto armado; con el encamisado de acero es exponencial; es por esto que antes de proponer la demolición, de un elemento es necesario realizar una revisión del mismo, y establecer posibles adecuaciones estructural con el encamisado de acero con ángulos y presillas si es posible.