Introducción

En esta segunda parte, como ya adelantamos en la ficha anterior, haremos referencia a las técnicas de prevención y de reparación más usuales para paliar los daños que pueden producirse debido a los esfuerzos cortantes y que ya describimos en la primera parte.

En cuanto a la prevención consideraremos algunos aspectos a tener en cuenta durante el diseño y en la ejecución de las estructuras, para intentar evitar en la medida de lo posible los daños debido a esta solicitación. Debido a la amplia casuística en cuanto a técnicas de reparación, haremos referencia a las soluciones más habituales.
 
Prevención de los daños

VIGAS

Tanto en la fase de proyecto como en la de ejecución deberá tenerse en cuenta en los elementos que estén sometidos a solicitación cortante los siguientes aspectos:

Las vigas se armarán adecuadamente, sin un número excesivo de barras que dificulte el correcto vibrado así como los encuentros con el armado de los pilares, lo que daría lugar a zonas sin hormigonar o sólo con árido fino.

La normativa vigente (EHE), establece unos criterios generales sobre la disposición de estribos tales como: cuantía mínima, ángulo que han de formar con el eje de la viga (45º y 90º), prolongación de la colocación de cercos y estribos una longitud igual a medio canto de la pieza (en el caso de apoyos, hasta el borde los mismos), separaciones mínimas, etc.

Para absorber las tensiones de tracción que se originan debido a las tensiones rasantes (p.e. en los apoyos) se puede emplear barras dobladas, también pueden doblarse las barras a tracción 45º en el punto más conveniente y si la solicitación es importante se pueden inclinar los estribos hasta formar un ángulo de 70º con el eje de la viga.

Los cercos o estribos deberán estar cerrados completamente en su perímetro y con la longitud de anclaje adecuada, debiendo alternar la barra longitudinal donde se anclen, es decir, no realizando el anclaje siempre en la misma barra.

Las vigas planas deberán soportar el esfuerzo cortante (además del punzonamiento), los cercos que se encuentran en el borde del voladizo no suelen trabajar a cortante, ya que están muy alejados, por lo que en algunos casos, cuando el ancho de las vigas supera los 40 cm se pueden duplicar transversalmente los estribos, dividiendo en tres partes la base de la misma, de esta forma se evitan las fisuras longitudinales.

Para el paso de instalaciones, no se deben cortar barras y cercos ni disminuir las secciones de las vigas, lo que supone una disminución de su capacidad mecánica frente a esfuerzos cortantes a que está sometido, entre otros.

En el caso de apeos en plantas inferiores (normalmente en el forjado de planta sótano o baja) cuando más próximo es el apeo a uno de los pilares a los que acomete la viga, más desfavorable será la ley de cortantes, y por tanto mayor estribado necesitaremos. Cuando el pilar apeado concurre en la viga a una distancia de uno de sus soportes menor a un canto de la misma, la manera más idónea de plantear su modelización es mediante el uso de un modelo basado en el método de bielas y tirantes (disponiendo armadura horizontal así como estribos).

^{Fig.1.- Planteamiento y diseño de apeo incorrectos.}

^{Fig.2.- Solución correcta mediante modelizado por el método de bielas y tirantes}

PILARES

Para evitar los daños por cortante en pilares, se deberían evitar luces de vigas descompensadas o pilares extremos con vigas de grandes luces. Para no acentuar más el problema debería realizarse una puesta en obra del hormigón adecuada, lo que implicaría un correcto vibrado y la inexistencia de coqueras, y colocar los cercos necesarios.

FORJADOS

En forjados unidireccionales de grandes luces (más de 7 metros) se puede construir con viguetas pareadas con el fin de darle mayor rigidez y resistencia a cortante.

Las viguetas se deberán comprobar a cortante en las cabezas (aún más si no tienen armadura transversal), y se realizará un hormigonado y vibrado correcto para evitar que la cara inferior de la vigueta quede sin hormigón, reduciéndose la sección resistente, disminuyendo así la capacidad de absorber el esfuerzo cortante a que están sometidas las cabezas de las mismas.

En caso de tener que cortar las viguetas, se hará con una sierra de disco y no a golpes, para evitar las fisuras que disminuyen su capacidad mecánica y expone las piezas a la corrosión.

En el caso de forjados reticulares, se deberá tener en cuenta el cortante de los nervios a la salida de los ábacos y en los zunchos de borde donde abandona el ábaco. En el primer caso, si se ha colocar armadura de cortante en los mismos se dispondrá barras aisladas inclinadas a 45º o verticales en forma de z (de mayor facilidad constructiva frente a los estribos cerrados convencionales). Para el paso de instalaciones no se deberá realizar la perforación cortando los dos nervios de la esquina del ábaco.

MÉNSULAS

Se emplearán estribos horizontales en las ménsulas, ya que éstas son piezas que no siguen la ley de conservación de las secciones planas y las tracciones que se originan son prácticamente horizontales (lo que significa que el esfuerzo cortante de la ménsula, si no puede ser absorbido por el hormigón, será absorbido con estribos horizontales).

Las ménsulas han de repartir uniformemente las presiones en el sentido transversal, por lo que se pueden colocar en el apoyo dos láminas de neopreno que admite cierta movilidad (o corcho prensado, poliestireno de alta densidad...)

El armado deberá doblarse y anclarse correctamente (debe evitarse el doblado en el plano vertical de la armadura).

^{Fig. 3.- Ménsula con estribos horizontales para absorber el cortante.}

Reparación de los daños

Si se ha de reforzar la estructura, primeramente habrá que plantear y analizar el tipo de refuerzo que se ajuste a la patología detectada intentando absorber con el refuerzo la totalidad del cortante, siendo fundamental conocer cómo se realiza la transmisión de esfuerzos entre elemento reforzado y el refuerzo al entrar en carga ambos. Otros factores a considerar son las limitaciones o condiciones de uso tales como escasez de espacio o la utilización de zonas y el tiempo de ejecución de la reparación y en menor medida, de cara al Seguro Decenal de Daños, el aspecto estético y el factor económico.

La casuística en cuanto a materiales y técnicas de refuerzo es muy amplia:

• refuerzos con acero
• mediante perfiles
• con bandas de acero encoladas empleando una masilla epoxi
• con hormigón armado
• con hormigón proyectado
• mediante postensado
• variando el esquema estructural, etc.

coexistiendo las técnicas más tradicionales con otras más recientes que requieren unas condiciones de ejecución y de diseño de mayor calidad (además de desconocer algunos aspectos respecto a la forma de trabajo del conjunto, dimensiones de los elementos empleados, etc). Se da además la ausencia de normativa que regule este aspecto de las estructuras.

Se deberán tener en cuenta aspectos tales como la rigidez original de los elementos reparados, en el momento de redistribuir los efectos provocados por las acciones sobre los elementos concurrentes o próximos, para no dotarles de una rigidez superior y provocar más daños. Este efecto puede venir ocasionado además de por el aumento de sección por las características de los materiales que conforman la solución adoptada como refuerzo (diferente módulo de elasticidad, fluencia del nuevo hormigón empleado en el encamisado del pilar, etc.) ya que se puede producir una deformación diferencial que habrá que considerar.
A modo de ejemplo, enumeramos algunas posibles soluciones:
En general, la reparación conllevaría el apuntalamiento, el aumento de la sección y de la armadura transversal (bien mediante chapas o introduciendo la armadura necesaria). Una solución simple y segura será la de cortar las luces de trabajo introduciendo una estructura auxiliar metálica bajo la dañada. En caso de que la zona afectada sea muy amplia una solución puede ser la colocación de collarines metálicos en los soportes y emparrillado metálico bajo el forjado afectado.


VIGAS

En vigas previa limpieza adecuada de las superficies, se pueden añadir chapas metálicas laterales unidas mediante tornillos pasantes apretadas contra el alma de la sección del hormigón o pegadas con resina epoxi (aunque, como ya hemos comentado en otras ocasiones, la resina epoxi pierde sus características mecánicas expuesta a temperaturas superiores a las que garantizan su correcto funcionamiento, como puede ser las producidas por un incendio, además de requerir unas condiciones de ejecución especiales, lo que hace que no sean apropiadas de cara al Seguro Decenal de Daños). También mediante un recrecido de la sección con hormigón o mortero armados (cementos base portland, árido seleccionado y aditivos, alta resistencia, gran adherencia, elevada alcalinidad, gran compacidad, retracción nula).

Si aún no se han desarrollado las fisuras de cortante o son de escasa entidad, se puede prescindir de las chapas metálicas de sujeción e introducir los estribos que necesite la pieza, realizando previamente unas perforaciones verticales, rellenando luego con mortero de reparación.

^{Fig. 4.- Refuerzo de viga con armadura cosida al forjado}

^{Fig. 5 .- Refuerzos a cortante mediante pasadores metálicos y cercos transversales de forma que cosen las fisuras de cortante.}

Otra solución en vigas muy deficientes para ampliar las dimensiones de la misma, puede ser la de romper las bovedillas que están junto a la misma, colocar la armadura necesaria envuelta por estribos y hormigonar. De esta forma aumentaremos la rigidez y la resistencia a cortante, aunque nos aparecerá un cuelgue de unos 5 cm.

PILARES

En pilares, aunque no es muy frecuente, se procedería a la colocación de collarines metálicos o bien la ampliación de su sección o colocación de estribos en toda su altura procediendo tal y como hemos comentado en el caso de las vigas.

FORJADOS

Para reforzar un forjado a cortante en las cabezas de viguetas, se macizarán de hormigón las bovedillas próximas a las vigas, introduciendo en el hormigón, si es necesario, armaduras en horquillas con patillas en sus extremos. Si se ha de aumentar la resistencia en un paño de mayor longitud, se puede partir el hueco de bovedilla en contacto con la vigueta, colocar estribos en horquillas, si es necesario, y hormigonar.

Las viguetas cortas se pueden unir mediante un macizado de hormigón y armadura de conexión con la viga (armadura a ambos lados de la vigueta).

MUROS

En caso de que aparezcan lesiones en muros por cortante, se deberá aumentar la sección del mismo, para dotarle de mayor resistencia.

Bibliografía:

“Cortante y punzonamiento: teoría y práctica”. Florentino Regalado Tesoro.
“Patologías de estructuras de hormigón armado y pretensado”. J. Calavera.
“Patología de la edificación. Lenguaje de las grietas”. Francisco Serrano Alcudia.
“Diagnosis y causas de patología en la edificación”. Manuel Muñoz Hidalgo.
“Patología y terapéutica del hormigón armado”. Fernández Canovas, M.
Curso de pilares apeados. Florencio González.

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