Evaluación y diseño de dos propuestas de reforzamiento para vigas y columnas de concreto armado en una edificación de hotel

Abstract

La presente investigación radica en la evaluación técnico-económica de dos tipos de reforzamiento estructurales, tales como el polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) y el encamisado de concreto reforzado en los elementos estructurales de vigas y columnas. Esto con el objetivo de determinar la alternativa de solución óptima, teniendo en cuenta que la opción de encamisado de concreto reforzado es comúnmente la más empleada en el sector. En cuanto al proyecto, este corresponde a un edificio de hotel en el cual se requiere hacer cambio de uso en los pisos 3 y 4 incorporando una sala de gimnasio en los pisos ya mencionados. Respecto al diseño de las alternativas de reforzamiento, estas se rigen bajo las exigencias del Reglamento Nacional de Edificaciones del Perú (E020 – Cargas, E030 - Diseño Sismorresistente, E060 – Concreto Armado) y de normas internacionales como la ACI (ACI440.2R – Fibra de carbono, ACI369 - Rehabilitación sísmica de edificios con estructuras de concreto existente, ACI318 – 14 Requisitos de reglamento para concreto estructural). Asimismo, se utilizó el programa Etabs para complementar el análisis del comportamiento estructural de las vigas y columnas. Posterior al diseño, se realizó la evaluación técnico-económica, proponiendo un plan de ejecución (cronograma) acorde con las características y contexto del proyecto, y un presupuesto económico para cada caso. Finalmente, mediante un análisis comparativo que contrasta ambos criterios, se concluye la alternativa de reforzamiento óptima para la edificación de hotel analizada es el CFRP.

The present investigation lies in the technical-economic evaluation of two types of structural reinforcement, such as the carbon fiber reinforced polymer (CFRP) and the reinforced concrete jacketing in the structural elements: beams and columns. The objective is to determine the optimal solution alternative, taking into account that the option of reinforced concrete cladding is commonly the most used in the sector. As for the project, it corresponds to a hotel building in which change of use is required on floors 3 and 4 incorporating a gymnasium in the aforementioned floors. Regarding the design of reinforcement alternatives, these ruled by the requirements of the National Building Regulations of Peru (E020 – Loads, E030 – Seismic Resistant Design, E060 – Reinforced Concrete) and international standards such as the ACI (ACI 440 – FRP, ACI 369 – Seismic Rehabilitation of Existing Concrete Frame Builidings, ACI 318 - Requirements for Structural Concrete). Likewise, the program was used to complement the analysis of the structural behavior of the buildings and the reinforcement alternatives. After the design, the technical-economic evaluation was carried out, proposing an execution plan (schedule) according to the characteristics and context of the project, and an economic budget for each case. Finally, by means of a comparative analysis that contrasts both criteria, the optimal reinforcement alternative for the hotel building analyzed is concluded is the CFRP.