20 DE noviembre, 2017

¿Cómo se refuerzan las vigas metálicas?

¿Cómo se refuerzan las vigas metálicas?

Autor: Jorge Walker

Reforzar las vigas metálicasen las estructuras es una garantía contra situaciones que pueden presentarse debido a sismos, incendios o cualquier otra falla. Es de vital importancia conocer las opciones con respecto a reforzar la estructura para mejorar y alargar el ciclo de vida del proyecto de construcción.

Fallas comunes en vigas metálicas

Las vigas que se apoyan conjuntamente con los nodos producidos por la intersección viga-columna contribuyen al soporte de las estructuras; todos ellos deben resistir las fuerzas y desplazamientos inducidos por los movimientos que se producen y perturban la estabilidad de la estructura. Sin embargo, es común que se presenten algunas fallas en el caso de no reforzar adecuadamente las vigas, como por ejemplo:

  • Falla dúctil: Debido a la flexión, la cara inferior de la viga suele alargarse por estar sometida a tracción. El concreto tiende a fisurarse, entonces la cantidad y abertura de las fisuras es un aviso de que algo está pasando y se deberán tomar previsiones; de lo contrario en la medida que las fisuras se conviertan en grietas, la seguridad de la estructura se comprometerá.
  • Falla frágil: cuando la viga se flexiona por el incremento de las cargas, la cara superior se acorta debido a la compresión, y dependiendo de la cantidad de acero presente en esa cara, el concreto podría triturarse y fallar sin previo aviso, generándose una falla frágil indeseable. Este fenómeno está acompañado de fuerzas de corte, que se manifiestan por fisuras y grietas a 45º cuando no se disponen de suficientes estribos metálicos.

Tipos de refuerzo de vigas metálicas 

Para asegurar la completa integridad de la estructura metálica es necesario emplear refuerzos en las vigas que permitan aumentar la resistencia portante del edificio. Para evitar un mantenimiento costoso y cuidar la estructura metálica desde su cimentación, este tipo de reforzamiento debe estar incluido desde el diseño y cálculo del proyecto.

Refuerzo longitudinal

El refuerzo longitudinal, está conformado por cabillas grandes, colocadas en toda su longitud. Tiene como función principal tomar las compresiones y tracciones que el concreto no puede resistir; y adicionalmente permitir a la viga flexionarse sin que se triture el concreto y además pueda disipar, de manera controlada, la energía a la que se pueda someter a la estructura.

Refuerzo transversal

Está conformado por un conjunto de barras de diámetro pequeño, dispuestas verticalmente a intervalos regulares y que se amarran a las cabillas longitudinales con un gancho doblado. El principal objetivo del acero de refuerzo transversal es mantener en su posición al acero longitudinal; y adicionalmente, evitar el pandeo de las barras longitudinales cuando actúan las grandes fuerzas de compresión inducidas por las excesivas y repentinas fuerzas, como las del sismo; al intersectar las fuerzas cortantes inherentes a la flexión de la viga, minimizan el tamaño de las potenciales fisuras y grietas.

Refuerzo de perfiles metálicos existentes mediante la soldadura

Para el forjado, el refuerzo de la sección de acero inicial se efectúa mediante añadido de platabandas y/o perfiles metálicos que se fijan a la viga original mediante soldadura, pernos de anclaje o métodos de encolado. Los refuerzos normalmente se localizan bajo el ala inferior, o eventualmente sobre el alma de los perfiles existentes. Cuando es accesible, el ala superior también puede reforzarse.

Al añadir elementos metálicos hay que tener en cuenta la compatibilidad metalúrgica entre los materiales, especialmente si se desea soldar. 

Pruebas de calidad en el material de reforzamiento

Durante la toma de datos de las primeras fases de todo proyecto de construcción de una estructura metálica, se deben tomar muestras para realizar, además del habitual ensayo de tracción simple, un ensayo de resiliencia y un análisis de la composición química.

Los resultados del ensayo de resiliencia permiten evaluar la posible susceptibilidad frente a la rotura frágil e, indirectamente, condiciona la soldabilidad del material. Con los resultados del análisis químico, se pueden comparar los porcentajes de los componentes del acero (Carbono, Fósforo, Azufre, Nitrógeno, Silicio y Manganeso) con los límites establecidos en la normativa para asegurar un edificio seguro. 

La vida del proyecto de construcción depende de la calidad de los materiales

Reforzar las vigas metálicas es una solución eficiente y definitiva para solucionar un problema ocasionado por insuficiencia en la cantidad de acero empleado en el proyecto de construcción. Es importante asegurarse contratar a empresas especializadas en la fabricación y montaje del acero para asegurar que los componentes del material serán 100% eficientes a su propósito y sobretodo, bajo las reglamentaciones establecidas por la ley.

Categorias: Mantenimiento

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