Fallas en estruccturas

INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN PORLAMAR
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
Integrantes:
Rafael Rosas
C.I. 20.324.617
Osmel Sánchez
C.I. 15.612.742
Hasan Rajab
C.I. 24.766.247
María Godones
C.I. 20.538.012
Porlamar, Noviembre de 2015

PATOLOGIA ESTRUCTURAL
 Es el estudio del comportamiento de las estructuras cuando presentan
evidencias de fallas o comportamiento defectuoso (enfermedad),
investigando sus causas (diagnóstico) y planteando medidas correctivas
(terapéutica) para recuperar las condiciones de seguridad en el
funcionamiento de la estructura.

FALLAS ESTRUCTURALES
 Deformación, desplazamiento o ruptura de los elementos que conforman la
estructura, que son sometidos a fuerzas que sobrepasan los limites para los
cuales estos han sido diseñados. La falla de una estructura tiene
generalmente una manifestación externa de cuyo análisis se podrá deducir la
importancia, origen y posibles consecuencias. De lo anterior, se puede
apreciar la importancia que representa el saber reconocer estos daños,
clasificarlos y describirlos.

CARACTERISTICAS DE LA FALLAS
Deterioro superficial: Se caracterizan en general, por su pequeña profundidad en
relación con una extensión relativamente grandes. Se incluyen aquí todas las fallas cuyo
espesor es inferior a 5 cm y/o alcanza a afectar sólo el recubrimiento de las armaduras.
Discontinuidad local y profunda: Su extensión puede ser grande o no, siendo su
profundidad mayor que 5 cm, afectan el hormigón detrás de las armaduras; un ejemplo
típico son los nidos de piedra.
Grietas: Se deben a que las tensiones internas en el hormigón, han sobrepasado la
resistencia de éste, produciendo la rotura del elemento. Si la causa que la originó ha
desaparecido, dicha grieta se puede considerar sin movimiento (grieta muerta) y por lo
tanto susceptible de ser reparada devolviendo el monolitismo a la estructura. En cambio
si la causa persiste, por ejemplo variaciones de temperatura, la grieta seguirá
moviéndose como si se tratara de una verdadera junta de dilatación. Para hacer una
clasificación según el tamaño, puede distinguirse entre fisura o grieta, según que su
ancho sea menor o mayor que 0,5 mm, respectivamente.

CARACTERISTICAS DE LA FALLAS
Fractura de un elemento: Corresponde a una o varias de las fallas mencionadas,
manifestándose con mayor intensidad y cortando o deformando la encerradura
original. Generalmente se hace necesario un reemplazo total o parcial del
elemento.
Corrosión de las armaduras: La primera manifestación de corrosión en las
armaduras es la aparición de fisuras sobre las barras debido al aumento de
volumen del fierro al oxidarse; puede verse acompañada de manchas de óxido, lo
que va intensificándose a medida que el proceso avanza. En una etapa posterior
cae el recubrimiento y las armaduras quedan a la vista, apreciándose también la
reducción de la sección útil del fierro.

CAUSAS DE LAS FALLAS
Para poder determinar el procedimiento de reparación es indispensable conocer
las causas que lo originan y sus efectos, tales como:
Diseño: Corresponde a una falta o insuficiencia en los estudios preliminares,
como condición de suelos, ambiente, etc., errores de dimensionamiento o
calidad, cantidad y disposición de las armaduras, especificaciones incompletas,
etc.
Ejecución: Pueden presentarse defectos por materiales y procedimientos. En el
primer caso se trata de la elección inadecuada de los componentes del hormigón
o incumplimiento de las normas de calidad. El segundo caso corresponde a la
utilización de malos procedimientos, especialmente en el vaciado, colocación,
compactación y curado del hormigón. Algunos ejemplos típicos muy frecuentes
son los nidos de piedras y las juntas de hormigonado mal ejecutadas.

CAUSAS DE LAS FALLAS
Uso: Los daños debidos al uso aparecen cuando la estructura está en servicio y
después de un tiempo más o menos largo según el caso. A veces las condiciones
de uso no fueron bien previstas, pero muchas veces se deben a que las
condiciones cambian después. Entre las causas de daño por el uso se pueden
mencionar: sobrecargas, deformaciones, medio ambiente, ataque químico,
desgaste, cavitación y efecto de los incendios.
Efectos: El daño en una estructura puede tener efectos sobre la estabilidad, o
sobre la durabilidad y seguridad de la obra, además de aspectos de orden
estético. Entre estos últimos, pueden influir también razones psicológicas; un
ejemplo típico es una grieta en una vivienda, la cual puede no influir
estructuralmente, sin embargo, produce una sensación de inseguridad en el
usuario. Desde el punto de vista de la durabilidad la falla original puede
favorecer fallas menores; es el caso de corrosión debido a una grieta o nido de
piedras. Cuando el daño influye en la seguridad de la estructura, requiere
atención y reparación inmediata. Conocido el problema y determinados la causa
y su efecto, es necesario ordenar y clasificar las fallas para luego seleccionar el
procedimiento y racionalizar las faenas de reparación.

FISURAS POR TRACCION Y FLEXION
 Fisuras Por Tracción Pura
Se forman a lo largo de la dirección de
las barras de refuerzo principal. Estas
Son provocadas por el exceso de
tracción longitudinal.
 Fisuras Por Flexión Pura
Suelen ser perpendiculares a la
dirección del refuerzo longitudinal
dispuesto en la dirección de la tracción
principal.
La existencia de armadura transversal
(estribos) puede hacer que las fisuras
se alineen con ella e incluso
favorezcan el inicio o la propagación
de las mismas fisuras.

 Causas de grietas por flexión y tracción
• Sobrecargas no previstas.
• Mala adherencia de las armaduras al
hormigón.
• Mala disposición de armaduras.
• Armaduras transversales insuficientes.
• Baja calidad del hormigón.
 Alternativas de reparación
Evaluar la situación del elemento y determinar:
a) Recuperar monolitismo:
- Inyección de epoxi.
b) Refuerzo del elemento:
- Verificar armadura existente.
- Reforzar en caso necesario, para lo cual se debe:
• Colocar insertos (tipo anclajes) a través de
perforaciones; relleno con epoxi.
• Picar y colocar armadura adicional, hormigonar o
rellenar con mortero epoxi.
• Reforzar con armadura externa (platabandas
adheridas con epoxi).
c) Eventual demolición y reemplazo

 Fisuras por adherencia
(longitudinales)
Son aquellas que se forman a lo largo
de la dirección de las barras
longitudinales. Se pueden inducir como
consecuencia de los fenómenos de
retracción o asentamiento plástico.
También pueden formarse grietas
longitudinales por falta de adherencia
entre el hormigón y el acero de
refuerzo.
 Fisuras Por Cortante
Los esfuerzos cortantes y de tracción
provocan fisuras oblicuas que también
son transversales a la dirección del
acero longitudinal principal.
Aparecen inclinadas en zonas cercanas
a los apoyos (cortante máxima) o bajo
cargas puntuales elevadas.

 Causas de grietas por cortante
• Mala adherencia de las armaduras al
hormigón.
• Mala disposición de armaduras.
• Armaduras transversales insuficientes.

 Fisuras Por Torsión
Las fisuras por torsión también son
oblicuas pero continuas y en espiral.
Atraviesan completamente la sección
de los miembros afectados.
 Fisuras Por Punzonamiento
Es propio de losas con deformaciones
impuestas locales y ocasiona fallas con
geometría tronco piramidal cuya
directriz es el área cargada.
Se alcanza en elementos que
experimentan tracciones que se
originan por esfuerzos tangenciales
que a su vez son motivados por una
carga o una reacción localizada en un
área relativamente pequeña.

Causas de grieta por punzonamiento
 Concentración de tensiones.
 Diseño inadecuado: armaduras y/o
espesores insuficientes;
sobrecargas no previstas.
 Baja calidad del hormigón
Alternativas de reparación
 Inyección con epoxi.
 Reducir concentración de tensiones
mediante aumentos de sección del
pilar y capiteles de acero y
hormigón.
 Traspasar carga a elementos
inferiores.

 Fisuras Por Cizalladucha
Se presenta en secciones compuestas
de hormigón reforzado que se
conforman por un elemento de
hormigón prefabricado y una sobre-
capa o torta de hormigón vaciada “in
situ”.
 Causas de grietas por cizalladuras
Junta de hormigonado defectuosa
 Reconstituir monolitismo: reparar
 mediante inyección o mortero epóxico.
 Refuerzos en nudo:
 Perforaciones verticales o inclinadas.
 Relleno epóxico.
 Colocar insertos.

 Fisuras Por Compresión
Si se rebasa la capacidad resistente del
elemento en compresión, entonces
ocurre una fisuración que es paralela a
la dirección de carga del elemento.
Cuando el patrón de fisuración es
oblicuo, puede estar indicando que el
hormigón está seco.
 Causas de grietas por compresión
• Baja resistencia del hormigón a
compresión
• Diseño insuficiente:
• Tensiones principales de
compresión superan la resistencia
del hormigón.
• Analizar resistencia del hormigón y
estado tensional de las armaduras.
• Refuerzo exterior con platabandas.
• Posible demolición y reemplazo

 Fisuras Por Rigidez Del Apoyo
Ocurre cuando la conexión entre el elemento
que se apoya y el elemento de apoyo no tiene
una transición adecuada mediante el uso de
amortiguamiento como un cojín de neopreno.
 Causas de grietas por rigidez de apoyo
• Diseño o construcción inadecuados
• Falla de anclajes y/o de armaduras
transversales.
• Reconstituir monolitismo.
• Grieta limpia: inyectar epoxi.
• Junta con suciedades: picar por sectores,
• Revisar anclajes de armaduras, reforzar.
• Eventual demolición.

 Fisuras Por Falta De Refuerzo En El
Borde
Ocurre cuando el borde del extremo
de una viga que se apoya sufre
esfuerzos de compresión y/o tracción
locales y no se ha reforzado
suficientemente.
 Fisuras Por Aplastamiento Local
Tienen su origen en la alta
concentración de cargas que a veces se
dan en las zonas de apoyo de
elementos simplemente apoyados o en
las zonas de anclaje de torones y
cables.

 Causas de grietas por aplastamiento
local
• Armaduras transversales
insuficientes.

 Fisuras Durmientes: Pueden ser provocadas por la retracción. Después de un cierto periodo de
tiempo, este tipo de fisuras deviene estable (cantidad y tamaño de las fisuras). Estas fisuras se
pueden reparar utilizando un material de llenado rígido.
 Fisuras Activas: Tienen un tamaño variable, son función de los ciclos de carga y de los ciclos de
temperatura. Se reparan utilizando un material de llenado flexible que permita el movimiento
y evite la ruptura del elemento en otro lugar.
Hay dos tipos de fisuras activas: las aisladas y las fisuras en red.
Las fisuras en red no se deben, en general, a un exceso de esfuerzos. Sería entonces inútil,
reforzar el elemento. Cuando la fisura es aislada y activa, reestablecer la resistencia en
tracción de la parte fisurada conduce a desplazar el problema y hacer fisurar otra parte
diferente del elemento. Como consecuencia de esto, se debería estudiar la distribución de
esfuerzos, reforzar e instalar juntas a proximidad de la fisura.
 Fisuras Evolutivas
 Tienen un tamaño que aumenta si los fenómenos que las producen no son eliminados.
 Movimientos del suelo.
 Corrosión del acero de refuerzo.
 Una fisura evolutiva no se puede reparar sin antes eliminar el fenómeno que la produce.

FALLAS EN PRESENCIA DE EVENTOS
SISMICOS
los tipos de fallas más importantes que se registran en estructuras de concreto reforzado y mampostería, tras la
ocurrencia de eventos sísmicos.
Por lo general, estas fallas pueden deberse a:
a) Inadecuada resistencia al cortante de los entrepisos debido a la escasez de elementos tales como columnas y muros.
b) Grandes esfuerzos de cortante y tensión diagonal en columnas o en vigas.
c) Falla por adherencia del bloque de unión en las conexiones viga-columna debida al deslizamiento de las varillas
ancladas, o a falla de cortante.
d) Grandes esfuerzos en muros de cortante, sin o con aberturas, solos o acoplados.
e) Vibración torsional causada por la falta de coincidencia en planta del centro de masas con el centro de rigidez.
f) Punzonamiento de la losa de edificios construidos a base de losas planas,
g) Variación brusca de la rigidez a lo largo de la altura del edificio.
h) Golpeteo entre edificios.
i) Amplificación de los desplazamientos en la cúspide de los edificios.
j) Grandes esfuerzos de cortante en columnas acortadas por el efecto restrictivo al desplazamiento causado por
elementos no estructurales.

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