Sistema para el confinamiento transversal de pilares de hormigón mediante collarín metálico.

El sistema para el confinamiento transversal de pilares de hormigón mediante collarín metálico consiste en un procedimiento para el desarrollo e instalación de un collarín metálico para el confinamiento transversal de pilares de hormigón estructural de cualquier sección,

realizado a base de trozos de alas de perfiles de acero laminado en caliente tipo "H" o "doble T" procedentes de mermas y despuntes que se someten a cortes, curvados y soldaduras hasta obtener las secciones requeridas, de utilidad en reparaciones y refuerzos de pilares de hormigón estructurales ya existentes.

Sistema para el confinamiento transversal de pilares de hormigón mediante collarín metálico.

OBJETO DE LA INVENCiÓN

La presente invención, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, consiste en un procedimiento para el desarrollo e instalación de un collarín metálico para el confinamiento transversal de pilares de hormigón estructural de cualquier sección, realizado a base de trozos de alas de perfiles de acero laminado en caliente tipo "H" o "doble T" procedentes de mermas y despuntes que se someten a cortes, curvados y soldaduras hasta obtener las secciones requeridas.

La invención encuentra su campo de aplicación en la construcción de edificios u obra civil, especialmente en el ámbito de actuaciones encaminadas a la reparación y refuerzo de pilares de hormigón estructurales ya existentes.

ANTECEDENTES EN EL ESTADO DE LA TÉCNICA

La serie de piezas metálicas que se presenta, debidamente manipuladas y unidas, tiene como principal utilidad la de poder conformar encofrados para morteros fluidos de altas prestaciones, erigiéndose además en un conjunto resistente capaz de atender a la reparación y el refuerzo de pilares de hormigón estructural, por los efectos del

confinamiento transversal de su sección.

La posibilidad de reutilizar trozos sobrantes de perfiles laminados (alas de la sección tipo "H" o "doble T") para construir sistemas constructivos que refuercen y reparen pilares de hormigón estructural dañados o degradados de edificios es, sin duda, el principal interés de la invención que aquí se presenta por su evidente impacto, por un lado, en la reducción del coste de la materia prima empleada y, por otro, en la mejora en el comportamiento medioambiental de los procesos constructivos.

El conjunto resultante de la unión entre sí de las ya citadas chapas recicladas objeto de invención, cuenta con importantes ventajas en relación al fin que persigue y respecto a otras técnicas presentes en el estado de la técnica tal y como se enumeran a continuación:

A. Posibilita actuar con total eficacia en aquellos pilares que cuentan con un deterioro tal que no es aconsejable por razones de seguridad:

a. Realizar ni siquiera pequeñas campañas de investigación de su estado que 10 supongan leves afecciones a su masa.

b. Ejecutar una eficaz preparación de la superficie del hormigón para permitir solidarizar a él:

• Los sistemas estructurales formados por angulares en esquinas unidos transversalmente por presillas metálicas.

• Compuestos adheridos al hormigón, generalmente con resinas epoxi (polímeros reforzados con fibras de carbono o de vidrio, morteros de reparación ... ) .

• Puentes de unión sobre hormigones sanos (no carbonatados) para efectuar recrecidos de las secciones originales.

• Anclajes metálicos a modo de conectores con otros elementos estructurales

mediante taladros para así unir nuevos cercos que permitan armar convenientemente recrecidos de hormigón.

c. Efectuar la desconexión completa del pilar de las fábricas de bloques o ladrillos, dinteles, carpinterías, pantallas de hormigón o cualquier otro elemento constructivo que pudiera estar solidarizado a él. Se ha de tener presente que, en determinadas circunstancias, la incierta inestabilidad estructural de un edificio obliga a actuar con especial prudencia y en fases, evitando en todo momento crear desequilibrios y afecciones. El sistema que aquí se presenta, al contrario de otros, permite ejecutar

las reparaciones en fases sin necesidad de desvincular el pilar por completo de los

elementos constructivos a los que estuviera unido.

B. Posibilita actuar en emergencia, con total eficacia y seguridad, en pilares fuertemente

5 dañados donde las circunstancias específicas (importantes cargas, edificio en altura ... )

hacen inviable:

a. Desalojos masivos de personas y bienes para poder ejecutar medidas de

seguridad,

10

b. Apuntalamientos de seguridad:

• Que, dificulten o compliquen físicamente actuaciones posteriores.

15 • Que para garantizar su correcto funcionamiento, pudieran necesitar de

demoliciones que lleguen a dañar a sistemas constructivos del edificio o poner en

riesgo la propia seguridad de los operarios.

• Cuya entidad (magnitud) resultase ya de por sí antieconómica comparándola con

20 la ejecución directa de la propia reparación con el sistema propuesto, aún

dimensionándolo para que se constituya en la solución definitiva al problema

suscitado.

C. Poder intervenir localmente en la reparación sólo de aquellas zonas de un pilar en que

25 se manifiestan daños, ya sea en el propio hormigón (zonas golpeadas, zonas

químicamente degradadas .. . ) como en el acero (roturas de estribos, fuerte oxidación

de las armaduras principales ... ) superponiendo módulos del sistema propuesto sólo

hasta cubrir la zona afectada, con lo que se evita ampliar innecesariamente la

actuación a toda la longitud del pilar, como sí obliga otras técnicas usadas para la

30 reparación de pilares.

D. El poder reparar y reforzar pilares con el menor recrecido posible de su geometría

original cuando las exigencias funcionales así lo demande. Este requerimiento es

especialmente necesario en pilares situados en edificios que cuenten con:

5 a. Elementos patrimoniales a conservar.

b. Zonas de circulaciones de vehículos, aparcamientos.

c. Vías para la evacuación de emergencia de recintos.

10

d. Estrictas limitaciones en los planos de fachada.

E. Se desea disponer de medidas de seguridad en pilares sanos que cuenten con

secciones ajustadas para:

15

a. Acometer campañas de investigación de su estructura por medio de ensayos

basados en técnicas destructivas para así cuantificar, por ejemplo, la viabilidad de

someterlo a un nuevo estado de cargas.

20 b. Poder realizar con seguridad demoliciones que supongan atender otras

reparaciones o refuerzos en el mismo pilar tales como saneados de áreas

degradadas y así poder en una fase posterior situar los propios módulos

propuestos lo más cercano posible a su geometría actual, siempre que esté

demandado por estrictos requerimientos funcionales.

25

F. Garantía de una correcta fabricación y ejecución tanto de:

a. La pieza metálica en sí:

30 • Al precisar de un montaje en blanco (montaje previo en el taller y posterior

desmontaje para llevarlo a la obra) .

• Al permitir la ejecución de amplios cordones de soldadura (de disposición vertical

ascendente) , por lo que existe plena garantía de su eficacia estructural, tanto si

se realizan en taller como en la obra.

5

b. Como del material de relleno :

• Utilizando una sencilla tolva, permite efectuar un correcto vertido del fluido

mortero de relleno y en fases.

\O

• La disposición curva de la unión del resalte interior (nervio rigidizador) con la

chapa favorece la imposibilidad de la formación de coqueras del relleno del

mortero, a la vez que favorece su adherencia con las chapas metálicas.

15 G. Formales y estéticas, ya que el sistema supone la perfecta ejecución de un encofrado

perdido a medida para cada pilar.

H. En pilares apantallados, el poder atender eficazmente al confinamiento de las

armaduras verticales comprimidas de las zonas centrales de las caras de mayor

20 longitud que no cuentan con estribos suficientes o que estos están rotos. El sistema

que se propone hace innecesario el tener que actuar agresivamente sobre el soporte

atravesándolo con armaduras transversales. Conviene aclarar que en los casos de

secciones rectangulares, los encamisados a base de polímeros reforzados con fibras

de carbono o de vidrio resultan del todo ineficaces para atender a este problema, dada

25 su nula rigidez transversal.

Por el contrario, en el sistema propuesto con la presente invención tanto la curvatura

que se le aplica a las placas metálicas que conforman las caras de mayor longitud,

como el espesor de las chapas o el canto de su rigidizador central, se pueden

30 dimensionar para que la deformación del conjunto sea la adecuada o, lo que es lo

mismo, inferior a la que en régimen elástico puede ll egar a alcanzar la armadura

transversal con la que debería contar el pilar.

Recordemos además que una serie de módulos superpuestos (con chapas de altura máxima en torno a los 300 mm) puede dejar a sus rigidizadores, si así se desea, separados verticalmente en distancias similares al del estribado necesario.

Mediante este sistema ya no será...

1. USistema para el confinamiento transversal de pilares de hormigón mediante collarín 5 metálico" caracterizado por llevarse a cabo en base al despliegue de las siguientes etapas:

a) Identificación de la zona del pilar de hormigón estructural sobre la que se desea actuar. 10 b) Evaluación de trozos disponibles de perfiles laminados 'doble T' resultado de las mermas acopiadas procedentes de otras obras ya ejecutadas.

c) Selección de entre los perfiles disponibles, los más idóneos de acuerdo a los 15 requerimientos estructurales del pilar a reparar o reforzar.

d) Cálculo, mediante aplicación informática específica, de la línea de corte longitudinal a realizar sobre el alma de los perfiles seleccionados.

e) Limpieza mediante granallado de los perfiles seleccionados.

f) Corte transversal de los perfiles de acuerdo a las dimensiones del pilar y al grosor elegido para el mortero.

g) Realización de un biselado a 450 en los extremos del alma de cada perfil.

h) Identificación del proceso de montaje óptimo en términos de eficacia y eficiencia respecto a los elementos que se van a soldar en taller, respecto a lo que se van a soldar en la propia obra.

i) Ejecución de soldadura prevista en taller y prueba de montaje.

j) Montaje sobre el pilar que se desea actuar y ejecución de soldaduras previstas en campo.

k) Una vez montado el conjunto de perfiles en torno al pilar, se procede al vertido 5 de un mortero con retracción controlada y consistencia fluida o líquida, preferiblemente predosificado.

2. ~Sistema para el confinamiento transversal de pilares de hormigón mediante collarín metálico", según reivindicación 1, caracterizado por su unión entre sus placas contiguas 10 mediante soldadura en cordón continuo en sus lados en contacto, así como en bisel también en contacto practicado en alma de ambas placas.

3. "Sistema para el confinamiento transversal de pilares de hormigón mediante collarín metálico", según reivindicación 1 y 2, caracterizado porque, alternativamente, los perfiles 15 laminados puede ser sometidos a procesos de cilindrados para, posteriormente, conformar placas curvadas.

4. ~Sistema para el confinamiento transversal de pilares de hormigón mediante collarín metálico", según reivindicación 1 y 2 caracterizado por su carácter modular o reproducible 20 hasta cubrir por completo la zona del pilar sobre la que se desea actuar.