Cons
truc
ción
Soluciones con Sistemas Sika
Reforzamiento a CortanteSistema de Materiales Compuestos Sika®CarboDur®
Sistemas ensayados a largo plazo y aprobadosSistemas de materiales compuestos de alta resistenciaResistentes a la corrosiónFáciles de aplicarSin costo de mantenimiento
Cons
truc
ción
Corrosión del acero de refuerzoDiseño inadecuado del refuerzo Cambio del uso estructural
No se corroenNo requieren mantenimientoMuy livianos
Mediano costo del materialFáciles de cortar y preparar en sitioBajo costo de instalación
Susceptibles a la corrosión por lo que requieren protección
Alto costo de mantenimiento Incremento en peso/carga estática
Bajo costo del materialPrefabricación en talleres fuera del
sitio de obra y se requiere protecciónAlto costo de instalación
Sismo – Columna con falla a cortante Incremento de carga – Viga con falla
Platinas Sika® CarboShear L® Tejidos SikaWrap®
de Estructuras de Con
Materiales Compuestos Sika® CarboDur®Platinas de Acero a Cortante
Alternativas del Reforzamiento a Cortante
Alternativas de
tencia a Cortantecreto Reforzado debido a
Reforzamiento
Sistema de Materiales Compuestos Sika®CarboDur®
Corrosión del acero de refuerzoDiseño inadecuado del refuerzo Cambio del uso estructural
No se corroenNo requieren mantenimientoMuy livianos
Mediano costo del materialFáciles de cortar y preparar en sitioBajo costo de instalación
Susceptibles a la corrosión por lo que requieren protección
Alto costo de mantenimiento Incremento en peso/carga estática
Bajo costo del materialPrefabricación en talleres fuera del
sitio de obra y se requiere protecciónAlto costo de instalación
Sismo – Columna con falla a cortante Incremento de carga – Viga con falla
Platinas Sika® CarboShear L® Tejidos SikaWrap®
de Estructuras de Con
Materiales Compuestos Sika® CarboDur®Platinas de Acero a Cortante
Alternativas del Reforzamiento a Cortante
Alternativas de
tencia a Cortantecreto Reforzado debido a
Reforzamiento
Sistema de Materiales Compuestos Sika®CarboDur®
Cons
truc
ción
Requerimientos Estructurales
Al ser aplicada la carga de trabajo, los materiales compuestos Sika CarboDur absorbenlas fuerzas de tensión proporcionalmente con el acero de refuerzo. En la zona de com-presión del concreto de la estructura se debe contar con una capacidad de carga no uti-lizada disponible. La capa de adhesivo Sikadur está en capacidad de nivelar cualquier pi-
co de esfuerzo.
Sistema Compuesto de PlatinaSika® CarboShear L®
V entajas del SistemaResistencia total a la corrosiónAlta resistenciaMínimo pesoDisponible en diferentes dimensiones – diseño óptimo
Carga estáticaCarga dinámicaDurabilidad
Requerimientos para el Sistema de Reforzamiento
Sistema de Materiales Compuestos Sika®
CarboDur®
Sistema de Tejidos CompuestosSikaWrap®
La resistencia a la corrosión es un factor importante en la durabilidad de una estructura.Los materiales compuestos Sika CarboDur tienen alta resistencia química a los agentescontaminantes que normalmente se presentan sobre las estructuras. No hay ningún riesgode corrosión.
Ventajas del SistemaTejidos de carbono, vidrio, aramida e híbridos disponiblesTejidos uni y/o bidireccionales: 0˚, 0˚ /90˚, +/–45˚Muy fácil aplicación Ideal para el reforzamiento de secciones no uniformes o no a
escuadraResistencia total a la corrosión
TemperaturaHumedadCiclos de hielo / deshieloQuímicos corrosivosRadiación ultra-violeta
Requerimientos para el Sistema de Reforzamiento
Alternativas de Reforzamiento a Cortante
Cons
truc
ción
38
050
0
12
0
375 375150
900
Sistema de Materiales Compuestos Sika CarboDur®
Sistema Sika®CarboShear L®
Componentes del Sistema
6
Ensayos para Reforzamiento a CortanteEn 1998 el EMPA desarrolló un programa de ensayos conPlatinas CFRP en forma de L. El objetivo fué establecer conensayos a escala real la conveniencia de estas platinas enreforzamientos a cortante y establecer una propuesta dediseño.
EMPA: Laboratorio Federal Suizo para Ensayo e Investigación de Materiales, Dübendorf, Suiza
Tratamiento previo del ex-tremo del CarboShear en lazona de anclaje conSikadur-30, 24 horas antesde la aplicación.
Patente No. DE 19702246, 30 Julio 1998
Reporte de Ensayos EMPA No. 169219E/1 y No. 169219E/2
Viga T reforzada a Cortante
Viga T3 – Reforzamiento con CarboShear L®
Adhesivo MorteroSikadur -30®® Sikadur -41
Resistencia a compresión 2 > 75 N/mm 2
Resist. de adherencia sobre acero > 26 N/mm 2 > 10 N/mm 2
Resistencia de adherenciasobre concreto
> 4 N/mm 2 > 4 N/mm2
ncreto
(falla del concreto) (falla del concreto)
Módulo E2
9000 N/mm2
Adhesivos y Morteros Epóxicos Sikadur®
4/F4/F4/F4/F
350 1360 05306310250422025
6000
1770110 125
Platinas Sika® CarboShear L® CFRP
Tipo Long. brazos (mm) Ancho (mm)E spesor (mm)
4/20/50
4/30/70
4/50/100
Platinas Sika® CarboShear L®
Módulo E (valor medio) R esistencia a Tensión (valor mínimo)
120000 N/mm 2 126 kN/40mm
Platina Sika CarboShear LCFRP
200 x 500
300 x 700
500 x 1000
40
40
40
1.4
1.4
1.4
> 95 N/mm
12 800 N/mm
®
7
Sistema de Tejidos Compuestos SikaWrap®
Componentes del Sistema
Ensayos para Reforzamiento a CortanteEn 1999 el EMPA desarrolló un programa de ensayos conTejidos SikaWrap. El objetivo fué establecer con ensayos aescala real la conveniencia de estos tejidos en reforzamientosa cortante y establecer una propuesta de diseño. Dos vigasidénticas fueron reforzadas con SikaWrap® Hex-230 C tejidounidireccional y Sikadur-30 resina de impregnación.
EMPA: Laboratorio Federal Suizo para Ensayo e Investigación de Materiales, Dübendorf, Suiza
F/4 F/4 F/4 F/4
2240 520 1360 350
6000
1770110 125
350 1360 520
Reporte de Ensayo EMPA No. 200137/E/1
F/4 F/4 F/4 F/4
2240 520 1360 350350 1360 520
6000
1770110 125
Reporte de Ensayos EMPA No. 405552E
Viga T4 - Tejido Aplicado Verticalmente
Viga T5 – Tejido Aplicado con 45˚ de Inclinación
Tejidos SikaWrap®
Tejidos de Fibra de Carbono T ejidos de Fibra de VidrioSikaWrap ®Hex -230C/ -103C SikaWrap ®Hex -430G/-100G(Seco/Húmedo) (Seco/Húmedo)
Resistencia a > 3450 N/mm 2 > 2276 N/mm 2
Módulo a tensión > 234000 N/mm 2 > 72400 N/mm 2
Adhesivos Epóxicos Sikadur®
Sikadur ®-330 Sikadur ®-300/-306(Seco) (Húmedo)
2 3120 N/mm 2
Resistencia de adherencia > 4 N/mm 2 > 4 N/mm 2
)otercnoc led allaf( )otercnoc led allaf(otercnoc la
Para información adicional, consulte las hojas técnicas del producto
Tejidos SikaWrap®
38
050
0
12
0
375 375150
900
Sika Wrap fabric
Viga T con Reforzamiento a Cortante
Datos Técnicos
Cons
truc
ción
Sistema de Materiales Compuestos® CarboDur®Sika
ColchonesGFRP
Fuerza de tensión
Longitud deanclaje100 – 200 mm
Ensayos de las Platinas a Cortante
Ensayos de SikaWrap® en el EMPA Viga T4
8 9
Antes del ensayo
Después del ensayo a la falla
Ensayo a tensión dezona de anclaje
Ensayo a tensión de lazona de doblez
Capacidad de Carga de Vigas T3, T4 y T5
Lista para ensayo
Después del ensayo a la falla
Dispositivo de ensayo para lasmediciones Moiré
Lista para ensayo
Después del ensayo a la falla
Viga T5Ensayos de Sika® CarboShear L® en el EMPAViga T3
Platinas Sika® CarboShear L® Tejidos SikaWrap®
Longitud de doblez150 – 300 mm
Especimen de
Fuerza de tensión
ColchonesGFRP
concreto para ensayo
Especimen deconcreto para ensayo
® CarboDur ®
0
100
200
300
400
500
600
80
Carg
a d
e F
alla F
tota
l [
kN
]
Viga T3
Viga T4
Viga T5
6040200 100
EM
PA
Test
Rep
ort N
o. 4
0555
2E
Reporte de ensayo EMPA No. 169219E/1
Resultado de los Ensayos
Sistema de Materiales Compuestos® CarboDur®Sika
ColchonesGFRP
Fuerza de tensión
Longitud deanclaje100 – 200 mm
Ensayos de las Platinas a Cortante
Ensayos de SikaWrap® en el EMPA Viga T4
8 9
Antes del ensayo
Después del ensayo a la falla
Ensayo a tensión dezona de anclaje
Ensayo a tensión de lazona de doblez
Capacidad de Carga de Vigas T3, T4 y T5
Lista para ensayo
Después del ensayo a la falla
Dispositivo de ensayo para lasmediciones Moiré
Lista para ensayo
Después del ensayo a la falla
Viga T5Ensayos de Sika® CarboShear L® en el EMPAViga T3
Platinas Sika® CarboShear L® Tejidos SikaWrap®
Longitud de doblez150 – 300 mm
Especimen de
Fuerza de tensión
ColchonesGFRP
concreto para ensayo
Especimen deconcreto para ensayo
® CarboDur ®
0
100
200
300
400
500
600
80
Carg
a d
e F
alla F
tota
l [
kN
]
Viga T3
Viga T4
Viga T5
6040200 100
EM
PA
Test
Rep
ort N
o. 4
0555
2E
Reporte de ensayo EMPA No. 169219E/1
Resultado de los Ensayos
Sistema de Materiales Compuestos Sika® CarboDur®
Preparación del Substrato de Concreto
10
Procedimiento de Instalación del Sika® CarboShear L®
Tratamiento previo de la zona de anclaje de la platina Sika CarboShear L con Sikadur-30, 24 horas antes del reforzamiento.
Chorro de arena o medios mecánicos equivalentesSi es necesario, nivelar con morteros Sikadur Suavizar o redondear el borde de la estructura para que se
acomode al radio interno de las platinas en forma de L.
Preparación de la PlatinaSika® CarboShear L®
Adherido Adherido
Platinas Sika® CarboShear L®
Inserción de la platinaSika®CarboShear L® yremoción de la resinasobrante
Ejecución de la per-foración de anclaje me-diante el uso de cadenade corte diamantada
Platina Sika®Carbo Shear L :instalación completa
®
Ejecución y relleno de perforaciones en la losa de concreto con Sikadur®-30
Relleno de la cavidadcon la resina Sikadur-30y aplicación sobre elconcreto
Secuencia de Fijación
En la otra cara de la viga se repite el mismoprocedimiento de instalación de la platinaCarboShear L
Cuando la longitud de anclaje es alcanzada la platina es presionada con rodillo de caucho
El lado largo del CarboShear es inclinado ligeramente e introducidodentro de los huecos relle-nos con Sikadur-30.
Cons
truc
ción
11
Procedimiento de Instalación del SikaWrap®
(Sistema seco)
Aplicar con llana la resina Sikadur-330
Chorro de arena o medios mecánicos equivalentesLimpieza, substrato libre de aceite y grasa
Preparación del Substrato de Concreto
Aplicación del Sikadur®-330
Preparada
Aplicación Cuidadosa del Tejido SikaWrap® Hex-230C/-430G so-bre la Resina Sikadur® utilizandoel Rodillo
Reforzamiento a Cortante de laViga de Concreto Reforzada conTejido SikaWrap®Hex-230C yResina Sikadur®-330
Tejidos SikaWrap®
Imprimación del concreto conSikadur® Hex 300 y aplicación deltejido SikaWrap® Hex-100G/-103Cimpregnado con Sikadur® Hex-300ó 306.
(Sistema húmedo)
Instalación y Aplicación
Cons
truc
ción
Vd: Valor de diseño de fuerza de cortante = DL VDL+ LL VLL
DL, LL = Factores de carga, de acuerdo con estándares locales
VR : Resistencia a cortante de la sección de concreto reforzado con CarboShear L®
= Vconcreto+ Vestribos de acero + VCarboShear L
Ver EC2, o estándares locales
Seguridad estructural garantizada si: Vd <VR—R
R = Factor de resistencia de acuerdo con estándares locales
Eurocódigo EC 2 Reportes de ensayos EMPA y EPFL Aprobaciones SOCOTEC y ICBO
Sistema de Materiales Compuestos®
CarboDur®
12 13
Procedimiento
Propuesta de Diseño Sika® CarboShear L®
Propuesta de Diseño SikaWrap®
Procedimiento
Vservicio Vconcreto + Vestribos de acero + VCarboShear L
Estándares locales
2. Estado Límite de Servicio
A S = Sección transversal de un estribofS = Esfuerzo en el estribo de acero, 0.8f ,
LS = Deformación en CarboShear LE L = Módulo de elasticidad, CarboShear L
CompatibilidadLS = Acero , con máx. 0.8f
A S fSz—s cotg +
A L LS E Lz—s cotg
Ninguna falla súbita de la estructura total en caso de pérdida de la contribución del compuesto/ CarboShear L®
Vd : Valor de diseño de la fuerza de cortante =Fuerza de cortante a nivel de servicio con DL= LL=1.0
VRO: Resistencia a cortante de la sección sin reforzamiento
Por lo tanto V d <VRO
R , R : Factor resistente>1
3. Sección sin Reforzamiento
CarboShear L ®.
3. Sección sin Reforzamiento
Platinas Sika
®
CarboShear L
®
Tejidos SikaWrap®
1. Estado Límite Último
AL L ELz—s cotg
A L = Sección transversal de CarboShear LL = Deformación última, max. 7‰, Ensayos EMPA
E L = Módulo de elasticidad, CarboShear Lz = Brazo de palanca de fuerzas internass = Distancia entre CarboShear L
= Inclinación de la fuerza a compresión en el concreto - Modelo de cercha
Vd : Fuerza cortante de diseño = DL VDL + LL VLL
DL, LL = Factores de carga, de acuerdo con estándares locales
V R : Resistencia a cortante de la sección de concreto reforzado con SikaWrap ®
= Vconcreto + Vestribo de acero + VSikaWrap
Ver EC2, o Estándares locales
0.9 fd,e E fu p f b w d (cotg + cotg ) sin
Seguridad estructural garantizada si: Vd <VR—R
R = factor de resistencia, de acuerdo con estándares locales
Cuantía de refuerzo p f para:
1. SikaWrap ® pegado en forma contínua: p f =
2. SikaWrap ® en forma de fajas otiras de ancho b f y espaciado s f : p f =
1. Estado Límite Último
tf
fd,e= Deformación última en el SikaWrap, max. 5‰ pruebas del EMPA
E fu =b w = Ancho mínimo de la sección transversald = Profundidad efectiva de la sección transversal
= Angulo entre la orientación principal del SikaWrap y el eje longitudinal del elemento
elemento, asumido igual a 45 o
Vservicio = Vconcreto + Vestribos de acero + VSikaWrap
Ver EC2, o Estándares Nacionales
0.9 serv E fu p f b w d (cotg + cotg ) sin
Ver notas sobre limitación de esfuerzo en estribos deacero y seguir la aproximación propuesta hecha paraCarboShear L
2. Estado Límite de Servicio
2t f
b w
2t f
b w
b f
s f
Artículos Técnicos Hojas Técnicas de los Productos Sika® CarboDur ®
Propuesta de Diseño
Bases de Diseño Propuestas
Sika
Vd: Valor de diseño de fuerza de cortante = DL VDL+ LL VLL
DL, LL = Factores de carga, de acuerdo con estándares locales
VR : Resistencia a cortante de la sección de concreto reforzado con CarboShear L®
= Vconcreto+ Vestribos de acero + VCarboShear L
Ver EC2, o estándares locales
Seguridad estructural garantizada si: Vd <VR—R
R = Factor de resistencia de acuerdo con estándares locales
Eurocódigo EC 2 Reportes de ensayos EMPA y EPFL Aprobaciones SOCOTEC y ICBO
Sistema de Materiales Compuestos®
CarboDur®
12 13
Procedimiento
Propuesta de Diseño Sika® CarboShear L®
Propuesta de Diseño SikaWrap®
Procedimiento
Vservicio Vconcreto + Vestribos de acero + VCarboShear L
Estándares locales
2. Estado Límite de Servicio
A S = Sección transversal de un estribofS = Esfuerzo en el estribo de acero, 0.8f ,
LS = Deformación en CarboShear LE L = Módulo de elasticidad, CarboShear L
CompatibilidadLS = Acero , con máx. 0.8f
A S fSz—s cotg +
A L LS E Lz—s cotg
Ninguna falla súbita de la estructura total en caso de pérdida de la contribución del compuesto/ CarboShear L®
Vd : Valor de diseño de la fuerza de cortante =Fuerza de cortante a nivel de servicio con DL= LL=1.0
VRO: Resistencia a cortante de la sección sin reforzamiento
Por lo tanto V d <VRO
R , R : Factor resistente>1
3. Sección sin Reforzamiento
CarboShear L ®.
3. Sección sin Reforzamiento
Platinas Sika
®
CarboShear L
®
Tejidos SikaWrap®
1. Estado Límite Último
AL L ELz—s cotg
A L = Sección transversal de CarboShear LL = Deformación última, max. 7‰, Ensayos EMPA
E L = Módulo de elasticidad, CarboShear Lz = Brazo de palanca de fuerzas internass = Distancia entre CarboShear L
= Inclinación de la fuerza a compresión en el concreto - Modelo de cercha
Vd : Fuerza cortante de diseño = DL VDL + LL VLL
DL, LL = Factores de carga, de acuerdo con estándares locales
V R : Resistencia a cortante de la sección de concreto reforzado con SikaWrap ®
= Vconcreto + Vestribo de acero + VSikaWrap
Ver EC2, o Estándares locales
0.9 fd,e E fu p f b w d (cotg + cotg ) sin
Seguridad estructural garantizada si: Vd <VR—R
R = factor de resistencia, de acuerdo con estándares locales
Cuantía de refuerzo p f para:
1. SikaWrap ® pegado en forma contínua: p f =
2. SikaWrap ® en forma de fajas otiras de ancho b f y espaciado s f : p f =
1. Estado Límite Último
tf
fd,e= Deformación última en el SikaWrap, max. 5‰ pruebas del EMPA
E fu =b w = Ancho mínimo de la sección transversald = Profundidad efectiva de la sección transversal
= Angulo entre la orientación principal del SikaWrap y el eje longitudinal del elemento
elemento, asumido igual a 45 o
Vservicio = Vconcreto + Vestribos de acero + VSikaWrap
Ver EC2, o Estándares Nacionales
0.9 serv E fu p f b w d (cotg + cotg ) sin
Ver notas sobre limitación de esfuerzo en estribos deacero y seguir la aproximación propuesta hecha paraCarboShear L
2. Estado Límite de Servicio
2t f
b w
2t f
b w
b f
s f
Artículos Técnicos Hojas Técnicas de los Productos Sika® CarboDur ®
Propuesta de Diseño
Bases de Diseño Propuestas
Sika
Sistema de Materiales Compuestos® CarboDur®
14
Reforzamiento a Cortante con CarboShear L®
Reforzamiento a Cortante de Vigas de Hormigón ReforzadasPuente, Suiza
® CarboShear L ®
y platinas Sika ® CarboDur ® CFRP
Incremento de Resistencia a Cortante deColumnas de Concreto Reforzado por Actualización Sísmica
Estructura de DepósitoReforzamiento de viga, Dinamarca Reforzamiento de viga, Suiza
Detalle de anclaje Reforzamiento de vigas principales
Sika®CarboShear L®
Instalación de platinas
SikaCo
nstr
ucci
ón
15
Reforzamiento a Cortante de Vigas de Concreto Reforzado
Reforzamiento a Cortante con Tejidos SikaWrap®
Incremento de la Resistencia a Cortante y a Flexiónde una Chimenea de Gran Altura en MamposteríaPlanta Química, Suiza
Aplicación de Sikadur ®-330
Incremento de Resistencia a Cortante de Columnas de Concreto Re-forzado de Puentes por Actualización SísmicaPuente, USA
Impregnación del tejidode vidrio SikaWrap ® conresina Sikadur ®
Aplicación del tejido en la base de la columnaVista general
Laminado del tejidoSikaWrap®
Vista general Chimenea reforzada
Tejidos SikaWrap®
Reforzamiento de vigas prefabricadas
SikaWrap® recubierto
Intersección
Referencias Internacionales