Muros de Mampostería sin Refuerzo (URM)
La tecnología
patentada de QuakeWrap es el sistema más rentable para reforzar
muros URM.
Entre las ventajas de QuakeWrap™ estan que:
- Incrementa la resistencia a flexión perpendicular al plano
del muro.
- Incrementa la resistencia al cortante en el plano del muro.
- Incrementa la rigidez a nivel de cargas de servicio.
- Genera acción monolítica de todas las unidades de mampostería.
- Transforma a la mampostería de un material débil/frágil
a un material fuerte/dúctil.
- El reforzamiento de un muro puede ser logrado tratando solamente una
fracción del área superficial del muro.
- Agrega muy poco peso al muro.
- Incrementa el espesor del muro en menos de un ¼ pulg. (6 mm).
- Puede instalarse en zona de acceso limitado (espacio reducido).
- Es una solución económica comparada a los métodos
convencionales
Como Trabaja el Refuerzo FRP?
 Una
capa de resina epóxica adherente (QuakeBond™
J201TC) se aplica a la superficie de la pared. Las telas de QuakeWrap™
se impregnan con resina epóxica de saturación QuakeBond™
J300SR y se aplican en tiras a la superficie de la pared. Las telas
agregan enorme resistencia a la flexión y cortante al muro y obligan
a todas las unidades de mampostería a trabajar monolíticamente.
Si se desea, la superficie del muro se puede pintar o recubrir con otros
acabados arquitectónicos.
Investigación y Desarrollo
Los directores de QuakeWrap, Inc. integraron el primer
equipo de investigación en los E.E.U.U. en recibir dos patrocinios
de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) en 1992 y 1995 para
estudiar el comportamiento de su tecnología patentada (patente
#5,640,825 de los E.E.U.U.). Una gran cantidad de especímenes de
muros URM fueron construidos y probados bajo cargas sísmicas simuladas.
Los resultados de estos estudios extensos se han publicado en varios artículos
técnicos y la información mas relevante de dichos resultados
se muestra a continuación.
Comportamiento a Flexión
La resistencia a flexión de los muros URM esta limitada por la
resistencia a tensión del mortero en las juntas, la cual en la
mayoría de las estructuras antiguas es muy pequeña. Cuando
QuakeWrap™ se instala a la superficie exterior del muro, proporciona
una fuente adicional para resistir la tensión. El incremento en
la resistencia a tensión del muro es considerable y junto con la
resistencia a compresión de la mampostería, pueden generar
el par interno requerido para resistir grandes momentos flexionantes.
Especímenes de muros con paredes sencillas y dobles con alturas
de 28 pulg. a 120 pulg. (71 cm a 305 cm) fueron construidos de ladrillos
de arcilla y reforzados con tiras de tela de fibra de vidrio QuakeWrap™
CU18G cubriendo del 7% al 100% del área superficial del muro.
Los muros fueron sometidos a una presión lateral cíclica
uniforme en la superficie. La figura muestra la construcción de
especímenes y el montaje para realizar las pruebas de carga.
La respuesta histerética típica de muros de 56 pulgadas
(142 cm) de altura se muestran aquí; la deformación a la
mitad de la altura del muro excedió las 2.5 plg. (6.4 cm) y resistió
cargas laterales de más de 12 veces su propio peso. Estos valores
son considerablemente más altos que los requisitos mínimos
establecidos en códigos de diseño.
Todos los especímenes fallaron en una manera dúctil después
de resistir cargas considerables a altos niveles de desplazamiento lateral.
Como se puede observar en la figura, en general, entre mayor es el porcentaje
de cobertura de QuakeWrap™, mayor es la resistencia del especímen
a carga lateral. Los resultados detallados de este estudio se discuten
en artículos técnicos publicados en los journals de ASCE
y de ACI que cubren tópicos como comportamiento,
respuesta perpendicular
al plano, y modelación
de muros reforzados.
Comportamiento al Cortante
En estructuras de concreto o mampostería, el cortante se resiste
atravéz de tensión diagonal. Cuando QuakeWrap™ es adherido
al muro URM con las fibras alineadas horizontal y verticalmente, una grieta
de cortante no puede causar la falla del muro hasta todas las fibras que
cruzan esa grieta fallen en tensión. Similar al diseño de
muros de concreto reforzado, donde el refuerzo se coloca en dirección
verticales y horizontal, el refuerzo para cortante en muros URM requiere
de telas biaxiales de QuakeWrap™.
Para simular el efecto del refuerzo por cortante, pruebas de “empuje”
fueron conducidas en el laboratorio. Se fabricaron especímenes
a base de tres ladrillos colocados enfrentando sus caras laterales como
se ilustra en la figura. Para descontar la resistencia del mortero en
las juntas, no se utilizó mortero. Sin embargo, para tomar en cuenta
el efecto del espacio entre los ladrillos, espaciadores lubricados fueron
colocados entre los ladrillos para simular la junta de mortero. Sin refuerzo
por cortante, tal espécimen tendría resistencia nula al
cortante. Sin embargo, al reforzar las caras superior e inferior del especímen
con tiras de 4.5 plg. x 8.0 plg. (11.5 cm x 20.3 cm) de tela biaxial QuakeWrap™
de 10 onzas, los especímenes resistieron fuerzas cortantes superiores
a 4000 libras (1816 kg). Variando la orientación de las fibras
a una inclinación de 45/135 grados aumentó la rigidez del
sistema pero la resistencia última al cortante se mantuvo prácticamente
constante al comparaarse con la orientación original de 0/90 grados.
Información más detallada sobre este estudio se presenta
en un artículo
técnico en el Journal de ASCE.
 Además
de los estudios de laboratorio antes descritos, una investigación
de campo del sistema fue realizada en 1995. El Palacio Municipal de la
Ciudad de San Francisco estaba siendo reforzado contra sismos a mediados
de la década de los 90's. El sótano de este edificio presentaba
un número de muros de ladrillos huecos de arcilla que resultaron
débiles al cortante.
Cinco pruebas de empuje habían sido realizadas ya por un laboratorio
independiente (Schwein/Christensen Laboratories, Inc., Lafayette, CA)
para determinar la resistencia al cortante de los muros existentes. Los
resultados de cada prueba se muestran en la gráfica a la derecha.
Estas pruebas habían indicado una resistencia media al cortante
de aproximadamente 64 lbs/plg2 (4.5 kg/cm2). . El ingeniero del proyecto
(Simin Naaseh de Forell/Elsesser Engineers
Inc., San Francisco) había concluido que estos valores eran
demasiado bajos y por lo tanto los muros fueron programados para ser demolidos
por el contratista.
Se decidió que algunos de estos muros fueran reforzados con QuakeWrap™
y que fueran sometidos a pruebas de carga para determinar el incremento
potencial en resistencia al cortante debido al uso de las telas.
Telas QuakeWrap™ y resinas epóxicas QuakeBond™, junto
con instrucciones de instalación, fueron enviadas al mismo laboratorio
que había conducido las pruebas iniciales de empuje en los muros.
Esto fue hecho para garantizar la imparcialidad de los resultados. Telas
QuakeWrap™ CB18G fueron
adheridas a las caras frontal y posterior de algunos muros y dichos muros
fueron sometidos a las pruebas de empuje; tres pruebas fueron realizadas.
Los resultados (ilustrados con barras verdes en la figura de la derecha)
indicaron que las muros reforzados alcanzaron resistencias medias al cortante
de aproximadamente 240 lbs/plg2 (16.9 kg/cm2). Un incremento neto de 375%
con respecto a la resistencia al cortante del muro no reforzado. El modo
de falla en todos los casos consistió en la falla por punzonamiento
de los huecos en los ladrillos de arcilla provocada por el cabezal del
carga del equipo. Obviamente, si los ladrillos hubiesen sido sólidos,
el incremento en la resistencia al cortante hubiese sido mayor.
Caso de Estudio
Un numero de edificios de mampostería han sido reforzados con
productos QuakeWrap™. Una selección representativa de proyectos
concluidos se proporciona a continuación. Oprimiendo el link correspondiente,
se puede obtener información específica de cada uno de ellos.
Para procedimiento detallado de instalación presione aquí.
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