La falla de una estructura tiene generalmente una manifestacin externa de cuyo anlisis se podr deducir la importancia, origen y posibles consecuencias

TIPOS DE FISURAS Y GRIETAS ESTRUCTURALES. FISURAS POR TRACCION Y FLEXION

Fisuras Por Traccin PuraSe forman a lo largo de la direccin de las barras de refuerzo principal.

Son fisuras provocadas por el exceso de traccin longitudinal.

Se forman planos de falla (fisuras y grietas) transversales a lo largo de la seccin.

Los incrementos de la traccin actuante en la seccin provocan de manera sbita una grieta que afecta la unin entre el hormign y la barra de refuerzo en una determinada zona (distancia de deslizamiento). Como consecuencia de ello, se interrumpe la transferencia de los esfuerzos actuantes por prdida de la adherencia mecnica entre el acero y el hormign.

Adicionalmente, la anchura de la grieta es mnima cerca de la barra de acero (pero hay fisuras y micro fisuras por el efecto de la conexin) y se incrementa a medida que se aleja de ella.

Ello genera patrones de espaciamiento entre grietas.

Los esfuerzos de traccin excesivos pueden darse como consecuencia de fallas de anclaje o traslapo de una o varias barras de refuerzo.Fisuras Por Flexin PuraSuelen ser perpendiculares a la direccin del refuerzo longitudinal dispuesto en la direccin de la traccin principal.

La existencia de armadura transversal (estribos) puede hacer que las fisuras se alineen con ella e incluso favorezcan el inicio o la propagacin de las mismas fisuras.

Estos planos de falla por flexin son de dos tipos:

Grietas de flexin que originalmente son fisuras de traccin.Grietas por traccin que emergen como una manifestacin del aumento de la deformacin. Se localizan entre las grietas de flexin y se extienden por encima de las barras de refuerzo.

Las grietas por flexin se extienden hasta el eje neutro, revelando as la posicin real de este en el elemento.

La anchura de las grietas indica el nivel del esfuerzo de traccin al que han sido sometidas las barras de refuerzo.

Anchuras pronunciadas indican:

Exceso de carga por posibles precargas o sobrecargas.

Insuficiencia de refuerzo longitudinal.

Causas de grietas por flexin y traccin

Sobrecargas no previstas.

Mala adherencia de las armaduras al hormign.

Mala disposicin de armaduras.

Armaduras transversales insuficientes.

Baja calidad del hormign.Alternativas de reparacin

Evaluar la situacin del elemento y determinar:

a) Recuperar monolitismo:

- Inyeccin de epoxi.

b) Refuerzo del elemento:

- Verificar armadura existente.

- Reforzar en caso necesario, para lo cual se debe:

Colocar insertos (tipo anclajes) a travs 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 demolicin y reemplazo

Fisuras por adherencia (longitudinales)Son aquellas que se forman a lo largo de la direccin de las barras longitudinales. Se pueden inducir como consecuencia de los fenmenos de retraccin o asentamiento plstico. Tambin pueden formarse grietas longitudinales por falta de adherencia entre el hormign y el acero de refuerzo.

Esta situacin es poco comn en estructuras bien calculadas y construidas.

Ocasionalmente, se presenta la falta de adherencia porque durante la construccin las varillas de acero se impregnan de aceites, bentonita o tienen xido suelto.

Fisuras Por CortanteLos esfuerzos cortantes y de traccin provocan fisuras oblicuas que tambin son transversales a la direccin del acero longitudinal principal.

Aparecen inclinadas en zonas cercanas a los apoyos (cortante mxima) o bajo cargas puntuales elevadas.

El ngulo entre las grietas de cortante inclinadas y el eje de la viga es de aproximadamente 45.

Las grietas de cortante siempre atraviesan todo el espesor de la viga y su anchura depende de la seccin de la viga.

Causas de grietas por cortante

Sobrecargas no previstas.

Mala adherencia de las armaduras al hormign.

Mala disposicin de armaduras.

Armaduras transversales insuficientes.

Baja calidad del hormign.Alternativas de reparacin

Evaluar la situacin del elemento y determinar:

a) Recuperar monolitismo:

- Inyeccin de epoxi.

b) Refuerzo del elemento:

- Verificar armadura existente.

- Reforzar en caso necesario, para lo cual se debe:

Colocar insertos (tipo anclajes) a travs 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 demolicin y reemplazo

Fisuras Por TorsinLas fisuras por torsin tambin son oblicuas pero continuas y en espiral.

Atraviesan completamente la seccin de los miembros afectados.

Fisuras Por PunzonamientoEs propio de losas con deformaciones impuestas locales y ocasiona fallas con geometra tronco piramidal cuya directriz es el rea 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 reaccin localizada en un rea relativamente pequea.

Es una falla de tipo frgil.

Causas de grieta por punzonamiento Concentracin de tensiones.

Diseo inadecuado: armaduras y/o espesores insuficientes; sobrecargas no previstas.

Baja calidad del hormignAlternativas de reparacin

Inyeccin con epoxi.

Reducir concentracin de tensiones mediante aumentos de seccin del pilar y capiteles de acero y hormign.

Traspasar carga a elementos inferiores.Fisuras Por CizalladuchaSe presenta en secciones compuestas de hormign reforzado que se conforman por un elemento de hormign prefabricado y una sobre-capa o torta de hormign vaciada in situ.

La resistencia al esfuerzo de cizalladora debe garantizarse mediante un anclaje mecnico (varillas en forma de U invertida) o mediante un anclaje qumico (puente de adherencia epxico o acrlico) que busque la integridad estructural de los dos elementos.

Causas de grietas por cizalladuras Junta de hormigonado defectuosaAlternativas de reparacin Reconstituir monolitismo: reparar

mediante inyeccin o mortero epxico.

Refuerzos en nudo:

Perforaciones verticales o inclinadas.

Relleno epxico.

Colocar insertos.Fisuras Por CompresinSi se rebasa la capacidad resistente del elemento en compresin, entonces ocurre una fisuracin que es paralela a la direccin de carga del elemento.

Cuando el patrn de fisuracin es oblicuo, puede estar indicando que el hormign est seco.

Causas de grietas por compresin Baja resistencia del hormign a compresin

Diseo insuficiente:

Tensiones principales de compresin superan la resistencia del hormign.

Alternativas de reparacin Analizar resistencia del hormign y estado tensional de las armaduras.

Refuerzo exterior con platabandas.

Posible demolicin y reemplazo

Fisuras Por Rigidez Del ApoyoOcurre cuando la conexin entre el elemento que se apoya y el elemento de apoyo no tiene una transicin adecuada mediante el uso de amortiguamiento como un cojn de neopreno.

La fractura ocurre como consecuencia de los movimientos y esfuerzos horizontales que experimenta la zona de apoyo por los ciclos de dilatacin y contraccin trmica; y/o por la rotacin que experimenta el elemento apoyado induciendo un sobre-esfuerzo local de compresin.

Causas de grietas por rigidez de apoyo

Diseo o construccin inadecuados

Falla de anclajes y/o de armaduras transversales.

Alternativas de reparacin Reconstituir monolitismo.

Grieta limpia: inyectar epoxi.

Junta con suciedades: picar por sectores, rellenar con mortero epoxi.

Revisar anclajes de armaduras, reforzar.

Eventual demolicin.

Fisuras Por Falta De Refuerzo En El BordeOcurre cuando el borde del extremo de una viga que se apoya sufre esfuerzos de compresin y/o traccin locales y no se ha reforzado suficientemente.

Cuando el refuerzo principal est compuesto por varillas de gran dimetro que al ser dobladas requieren de un amplio radio de doblado que no se cumple.

Fisuras Por Aplastamiento LocalTienen su origen en la alta concentracin 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.

Cuando el aplastamiento se da por una carga concentrada, el patrn de falla se localiza directamente debajo de sta y tiende a dividir la seccin de hormign localmente.

Causas de grietas por aplastamiento local Sobrecargas no previstas.

Armaduras transversales insuficientes.

Baja calidad del hormign.

Alternativas de reparacin

Evaluar la situacin del elemento y determinar:

a) Recuperar monolitismo:

- Inyeccin de epoxi.

b) Refuerzo del elemento:

- Verificar armadura existente.

- Reforzar en caso necesario, para lo cual se debe:

Colocar insertos (tipo anclajes) a travs 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 demolicin y reemplazo

Fisuras DurmientesPueden ser provocadas por la retraccin. Despus de un cierto periodo de tiempo, este tipo de fisuras deviene estable (cantidad y tamao de las fisuras).

Estas fisuras se pueden reparar utilizando un material de llenado rgido.

Fisuras ActivasTienen un tamao variable, son funcin 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. Sera entonces intil, reforzar el elemento.

Cuando la fisura es aislada y activa, reestablecer la resistencia en traccin de la parte fisurada conduce a desplazar el problema y hacer fisurar otra parte diferente del elemento.

Como consecuencia de esto, se debera estudiar la distribucin de esfuerzos, reforzar e instalar juntas a proximidad de la fisura.

Fisuras Evolutivas Tienen un tamao que aumenta si los fenmenos que las producen no son eliminados.

Movimientos del suelo.

Corrosin del acero de refuerzo.

Una fisura evolutiva no se puede reparar sin antes eliminar el fenmeno que la produce.

FALLAS EN PRESENCIA DE EVENTOS SISMICOS

A continuacin se explican los tipos de fallas ms importantes que se registran en estructuras de concreto reforzado y mampostera, tras la ocurrencia de eventos ssmicos.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 tensin diagonal en columnas o en vigas.

c) Falla por adherencia del bloque de unin 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) Vibracin 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) Variacin brusca de la rigidez a lo largo de la altura del edificio.

h) Golpeteo entre edificios.

i) Amplificacin de los desplazamientos en la cspide de los edificios.

j) Grandes esfuerzos de cortante en columnas acortadas por el efecto restrictivo al desplazamiento causado por elementos no estructurales.