EVALUACIÓN, REFORZAMIENTO Y AMPLIACIÓN DE EDIFICACIÓN MIXTA PARA VIVIENDA UNIFAMILIAR.
Ingeniería desarrollada para el diseño, evaluación probabilística y reforzamiento estructural de una edificación originalmente de 1 solo nivel con más de 20 años de antigüedad, orientada a su ampliación vertical y optimización del sistema portante. El proyecto resolvió un complejo reto de evaluación de confiabilidad, integración estructural e independencia colindante mediante un diagnóstico del estado existente y la implementación de un sistema mixto en concreto armado, albañilería y cierres metálicos livianos en voladizo.
El Desafío.
El desarrollo del proyecto exigió superar condicionantes de alta severidad sísmica (Zona Sísmica 4, Z=0.45), incertidumbre estructural del casco existente e interferencias de lindero con construcciones colindantes:
Incertidumbre de Materiales y Evaluación de Confiabilidad: Evaluar una estructura de más de dos décadas sin registros de diseño previo, requiriendo caracterizar las propiedades mecánicas reales de los materiales y la variabilidad de la resistencia para garantizar la seguridad de la ampliación vertical.
Independencia en Colindancia y Compartición de Elementos: Resolver la interferencia con la edificación vecina, la cual compartía elementos estructurales originados en divisiones prediales previas. El diseño debía evitar cualquier intervención o transferencia de cargas sobre la estructura colindante compartida.
Capacidad Portante de la Cimentación y Suelo: Readecuar la cimentación original para absorber el incremento sustancial de cargas axiales y de volteo, limitando los asentamientos diferenciales e integrando las exigencias de un terreno heterogéneo.
Solución de Ingeniería
Evaluación de Confiabilidad y Simulación Estocástica: Se ejecutó una campaña integral de ensayos destructivos y no destructivos (esclerometría, extracción de corazones diamantados y levantamiento de armadura). Con los datos obtenidos, se aplicó un análisis de confiabilidad estructural mediante el Método de Montecarlo, simulando numéricamente miles de escenarios de resistencia y rigidez del concreto y acero. Esto permitió ubicar el comportamiento del casco existente dentro de un rango estadístico de confiabilidad con nivel de confianza controlado, sirviendo de base estricta para el dimensionamiento del reforzamiento.
Reforzamiento Progresivo del Casco Existente:
Cimentación: Recrecido y ampliación de las zapatas existentes, acoplándolas mediante un sistema de vigas de riostra/amarre hiperestáticas para unificar el comportamiento del suelo de apoyo, homogeneizar los asentamientos y absorber las demandas del sismo de diseño.
Columnas y Placas: Encamisado (jacketing) de las columnas de concreto del primer nivel con escarificado de interfaz y conectores epóxicos, convirtiéndolas en elementos de mayor sección y capacidad de flexocompresión biaxial, e integrando muros de albañilería estructural y placas perimetrales para rigidizar el edificio.
Voladizos e Independización Mediante Cerramientos Livianos Metálicos: Para no intervenir los elementos colindantes compartidos con el vecino, la estructura ampliada se proyectó en voladizo a lo largo del perímetro de interfaz. El cerramiento de esta franja se resolvió mediante marcos y subestructuras metálicas livianas compuestas por perfiles tubulares, paneles de poliestireno expandido (tecnopor) y revestimiento continuo. Esta solución minimizó el peso propio en voladizo, aisló acústica y térmicamente la fachada y garantizó la total independencia estructural frente a la propiedad vecina.
Sistema Portante Mixto y Desempeño Sísmico: Configuración de un sistema mixto (concreto armado y albañilería) para la absorción de cargas laterales en los niveles superiores, asegurando un control estricto de las derivas de entrepiso y logrando una distribución uniforme de rigideces que previene efectos desfavorables de torsión o piso blando.
Los softwares empleados en este proyecto fueron CSI ETABS, SAFE, Idea Statica, AutoCAD y rutinas computacionales en Python para las simulaciones de Montecarlo y el análisis de confiabilidad estructural.