PATOLOGÍAS EN ELEMENTOS ESTRUCTURALES

En toda edificación los elementos estructurales se encuentran sometidos a esfuerzos de distintas magnitudes, serán calculados previamente y el coeficiente se seguridad se adoptara a la redacción del proyecto, para realizar el diseño adecuado a las cargas a las que se encuentran sometidos.

Deberá cuidarse la manera de variar o superar las condiciones para las que han sido calculados esos elementos ya que pueden producirse lesiones llegando a ocasionar el colapso del edificio.

Por esta razón es muy frecuente que se produzcan patologías debido a los esfuerzos a los que están sometidos.

DESCRIPCIÓN

• Fisuras

- Por tracción. Se producen en la mayoría de los elementos de hormigón armado que trabajan a flexión. Debido a la excesiva deformación de los vanos concurrentes al pilar.

- Por compresión, provoca diversas formas de fisuración en los pilares según la altura y escuadría del mismo y si se coarta o no la dilatación transversal. Pueden aparecer fisuras finas y juntas en la cara de un soporte esbelto, a la mitad de su longitud.

- Por flexión, en los pilares, no llegan a seccionar la totalidad del pilar, pudiendo aparecer en la parte superior o inferior del mismo, iniciándose generalmente en las armaduras.

- Por torsión, provoca fisuras a 45º que buzan en dirección opuesta en ambas caras de las vigas. Suelen darse cuando existe un brochal o viga que une pórticos de luces descompensadas.

- Por cortante, las fisuras comienzan en el centro de la pieza, progresa por sus dos extremos llegando a unir el apoyo con la carga, dividiendo en dos partes el elemento, suele ser muy peligroso debido a que puede ser un proceso instantáneo. No es muy frecuente en pilares, suele producirse en pilares de planta baja de edificios que tienen que soportar fuertes empujes que no tienen la sección o armadura transversal suficiente. Como también en los pilares extremos de última planta, donde acometen vigas de grandes luces cuando no tienen armadura transversal suficiente. En vigas, las fisuras son cerradas, con una inclinación entre 45 y 75º hacia el pilar. Son muy peligrosas ya que la rotura puede ser instantánea.

- Por pandeo, en pilares esbeltos aparecen fisuras horizontales, en este caso la rotura es rápida y muy grave. Suele saltar primeramente el recubrimiento. También suele ocurrir cuando las cargas descentradas originan momentos y trabaja a flexión compuesta.

- Flechas de vigas en voladizos, se producen en voladizos inferiores con cerramientos, por acumulación de cargas.

• Aplastamiento de materiales / Rotura

Es muy típico en fábrica de ladrillo macizo debido a la presión excesiva el muro tendería a ensancharse, produciéndose su abombamiento y como consecuencia apareciendo fisuras verticales a lo largo del mismo. Se pueden producir grietas de aplastamiento general o local. Se suele dar en materiales blandos y suele acompañarse de problemas de humedades por capilaridad o filtraciones.

- En las vigas de hormigón armado la rotura por aplastamiento del hormigón dependerá de la cuantía de armadura existente en la zona de compresión. Se puede producir la rotura de las esquinas por anclaje insuficiente de los estribos.

- En viguetas sin armadura transversal para soportar el cortante, en caso de sobrepasar la resistencia de éste con su coeficiente de seguridad, se puede producir la rotura brusca, sin aviso, produciéndose el hundimiento instantáneo del forjado con sobrecargas elevadas.

- En los pilares de hormigón armado como consecuencia del aplastamiento del hormigón se producen fisuras finas verticales que dividen en dos el pilar, las barras intentarán pandear y salirse de la sección de hormigón.

• Vuelco

En el caso de los muros de contención, cuando no tienen un peso suficiente para soportar el empuje de tierras pierden su estabilidad volcando.

Si tenemos un muro de contención con una puntera pequeña debido a los empujes del terreno intentará volcar, oponiéndose el forjado, pero si éste no es capaz de resistir dicho empuje se podría producir un aplastamiento del frente del forjado.

ORIGEN

Estos daños en los elementos constructivos se pueden producir, por:

1. Aumento de luces de vanos o crujías no contempladas en los cálculos.
2. Aumento del número de plantas, sin estar contemplado en el proyecto original.
3. Error de cálculo, donde se ha considerado un valor menor.
4. Empujes no previstos (terreno)
5. Acciones no consideradas (sismo).
6. Asientos diferenciales.
7. Hinchamiento del terreno por expansividad.
8. Acumulación de cargas no estimadas.

Durante la redacción del proyecto el planteamiento inicial se adaptará a las características del edificio, teniendo en cuenta todos los condicionantes que intervienen en el mismo (viento, sismo...), para lo cual se plantearán unas hipótesis de cálculo correctas, empleando procedimientos de cálculo adecuados y sin la existencia de errores.
Como también , será necesario una correcta y completa definición (detalles constructivos, materiales) que permitan su correcta ejecución.

Es importante realizar la ejecución conforme a proyecto en cuanto a armadura, perfiles, tipo y características de los materiales, luces, dimensiones, posición, distancias, evitar sobrecargas no previstas... a su vez será necesario un correcto planteamiento de las condiciones y cálculos en proyecto.

PREVENCIÓN Y REPARACIÓN DE LOS DAÑOS

Este tipo de patologías se pueden evitar realizando un buen calculo y posteriormente un buen diseño y evitando errores en ejecución. Una elección adecuada del tipo de estructura y cimentación y un correcto planteamiento reduce la aparición de los daños.

Algunos puntos a tomar en cuenta tanto en fase de diseño como en la de ejecución serían:

- Evitar la coexistencia de diferentes tipologías de cimentación o el apoyo de la misma en diferentes estratos, para evitar asientos diferenciales que harían trabajar a determinados elementos de forma diferente para la que ha sido diseñada (ejemplo, pilar a tracción) y, como consecuencia, producir deformaciones no previstas.

- Evitar los pilares apeados así como las vigas sometidas a torsión (evitar los brochales y las luces grandes de viguetas, de esta forma se evitan momentos torsores mayores en las vigas).

- Tender a la uniformidad y homogeneidad de distribución estructural.

- En voladizos durante la ejecución del encofrado hay que tener en cuenta la contraflecha y retirar los puntales pasados 28 días, para evitar flechas instantáneas y diferidas mayores.

- Los cercos o estribos de acero para la torsión deberán calcularse independientemente a los de cortante. Si una viga necesita cercos soldados para absorber la torsión y se quiere evitar la soldadura, se pueden duplicar ramas.

REPARACIÓN

Principalmente consiste en el refuerzo o aumento de las dimensiones de la pieza de cimentación o estructura afectada.

En general los refuerzos se suelen realizar con hormigón o mortero, estructura metálica o resinas, aunque también existen otros métodos.

Actualmente se están empleando como sustitución a las técnicas de refuerzo empleadas tradicionalmente, otros procedimientos considerados no tradicionales o innovadores.

Los refuerzos deben incluir un análisis de:

1. Los apeos y cimbrados que hay que introducir.
2. Tratamiento adecuado de las superficies en contacto.
3. Estudio de los nudos, transmisión de esfuerzos y viabilidad de la ejecución.

Entre otros.