Reforzamiento de muros de ladrillo en construcciones republicanas empleando confinamiento externo con elementos metálicos (CELAM)

Abstract

Preservar bienes culturales es fundamental para mantener viva la historia y se considera una necesidad global. Entre los bienes culturales de interés se encuentra un número importante de edificaciones de la época republicana (1880-1930), cuyo sistema estructural predominante son los muros de mampostería simple de ladrillo y mortero de cal (Molina e Hinojosa, 2011). Muchas de estas edificaciones, poseen alta vulnerabilidad sísmica y algunas de ellas han sido reforzadas para cumplir los requerimientos estructurales vigentes; sin embargo, es necesario desarrollar métodos de reforzamiento más eficientes y estéticamente menos invasivos. Respondiendo a esta necesidad, esta investigación se enfoca en determinar la mejora en el comportamiento ante cargas laterales en el plano de muros de mampostería de la época republicana al reforzarlos mediante el Confinamiento Externo con Elementos Metálicos (CELAM). La investigación es mayormente experimental y se complementa con simulaciones numéricas en el rango elástico con elementos finitos. En la parte experimental se desarrolló un tipo de mortero a base de cal adicionado con metacaolín que a corto plazo cuenta con propiedades mecánicas similares a las del mortero de cal utilizado en muros de construcciones republicanas. Posteriormente, se determinó el comportamiento a compresión uniaxial en muretes y ante carga lateral en un muro simple y en muros reforzados. Para las simulaciones, se empleó un macro-modelo, validado con los resultados experimentales y se determinó el comportamiento mecánico en muros reforzados con distinta relación altura/ancho de los elementos metálicos. Los ensayos muestran que el reforzamiento mediante la técnica de CELAM permite mejorar la resistencia, rigidez y capacidad de deformación de muros y además puede modelarse adecuamente usando elementos finitos. Como conclusión general, el CELAM mejora el comportamiento ante carga lateral de muros del período republicano y contribuye a disminuir la vulnerabilidad sísmica de edificaciones de este período histórico. (Texto tomado de la fuente).

Preserving cultural heritage is a priority to keep the history alive and it is considered as a global necessity. Among the properties of cultural interest there are a significant number of republican period buildings (1880-1930), with lime-mortared brickwork walls as structural system (Molina e Hinojosa, 2011). Most of them are highly vulnerable against seismic activity and some of them have been reinforced to fulfill the current structural requirements; however, it is important to develop more efficient and less aesthetically unpleasing reinforcement techniques. In response to this need, this research aims to determine the improvement in the behavior of brickwork masonry of the republican period under lateral loads when it is reinforced by External Confinement by Steel Plates (Confinamiento Externo con Elementos Metálicos, CELAM). It is mainly experimental and it is complemented with finite element simulations. In the experimental phase it was developed a type of lime-mortar with an addition of metakaolin whose properties at short term are similar to those typically found in masonry of the republican period. Then it was determined the behavior of unreinforced and reinforced walletes under uniaxial compression and walls under lateral load. Simulations were executed based on a macro-model validated with the experimental results, it was determined the mechanical behavior of reinforced walls with different reinforcement arrangement and proved that finite element modeling is suitable for this type of reinforcement. As a general conclusion, CELAM is adequate technique to improve the capacity of walls from the republican period under lateral loads and to contribute to diminish the seismic vulnerability of these buildings.