Fisuras en muros de fábrica. Pandeo

Fisuras por pandeo en muros de fábrica

Los muros de fábrica estructurales presentan muchas veces fisuras que tienen causas variadas. En una serie de artículos analizaremos algunos de los tipos de fisuras ligados a las causas principales. En este caso abordaremos el caso del pandeo.

Fisuras por pandeo en muros de fábrica

La excentricidad

Cuando un muro se carga en su propio plano hemos de tener en cuenta que tal plano no es perfecto en su planitud y, además, que la carga no tiene por qué entrar centrada en él. De este modo, sucede que hay un desfase entre el recorrido de la carga y el plano medio del muro. Es decir, la carga actúa con una cierta excentricidad respecto al plano medio del muro. Por un lado, la excentricidad es debida a la falta de planitud perfecta del plano -imperfección- y por otro por el propio trayecto de la carga, que no tiene por qué pasar por el plano medio del muro.

Así, el producto de la carga por la distancia al plano medio -excentricidad- induce un momento flector que aumenta esa excentricidad y, además, incrementa las tensiones de compresión en uno de los planos exteriores del muro, pudiendo llegar a traccionar el plano exterior opuesto. A este efecto se lo denomina pandeo.

Fisuras por pandeo en muros de fábrica

El problema del pandeo es que, en la fábrica, si la excentricidad es grande -como mucho 1/6 del espesor del muro para que no se fisure- la cara traccionada empieza a fisurarse. Esto conlleva, además, que la sección eficaz del muro disminuya, porque la parte fisurada ya no actúa contra la compresión ni aporta rigidez. Por tanto, se incrementan mucho las tensiones de compresión y, además, se amplifican mucho las deformaciones, que a su vez incrementan las tensiones. Si este proceso reiterativo no llega a pararse en un punto, se produce el colapso del muro.

La fisuración

Por hacerse una idea de la magnitud del problema, si la excentricidad es 1/6 del espesor del muro, las tensiones de compresión de éste se duplican. Y si la excentricidad es mayor de la anterior empieza el muro a fisurarse. Si llegásemos, por ejemplo, a una excentricidad de 1/5 del espesor del muro, la rigidez de la sección del muro pierde un 27% y las tensiones aumentan al 222% de las tensiones cuando no hay excentricidad. Es decir, aumentos pequeños de excentricidad suponen incrementos enormes en las tensiones y pérdidas enormes de rigidez.

Fisuras por pandeo en muros de fábrica

La rigidez

Lo que importa de la rigidez es que cuanto menor sea ésta más se amplifican las excentricidades y más aumentan las tensiones, acercando el muro más al colapso. El concepto que subyace a este proceso es lo que se denomina carga crítica, que es la máxima carga de compresión que puede soportar un elemento sin entrar en inestabilidad y colapsar. Dicha carga crítica es proporcional a la rigidez de la sección del muro e inversamente proporcional al cuadrado de su altura. Así, se comprende que muros altos con poco espesor -muy esbeltos- sean mucho más susceptibles de colapsar por pandeo que otros de poca altura y gran espesor -poco esbeltos-.

Por entender qué magnitud tiene el problema respecto de la carga crítica, si la carga del muro es sólo la cuarta parte de dicha carga crítica, los desplazamientos -y, por tanto, las excentricidades- del muro aumentarán en un 33%, lo mismo que las tensiones iniciales, siempre que no aumente la fisuración. En tal caso, el valor anterior aumenta enormemente. Cuando hay problemas de inestabilidad, no se debe dimensionar un muro para soportar una carga que supere el 25% de la carga crítica.

Fisuras por pandeo en muros de fábrica

Tal como se aprecia en las imágenes, el pandeo conlleva un movimiento lateral perpendicular al plano del muro. Por lo tanto queda su cabeza y su base fijas por los forjados o la cimentación. La fisura que aparecerá será horizontal a media altura del muro en el lado en el que presente “panza”. Si nos encontramos un muro con panza -siquiera muy considerable- con una fisura horizontal, probablemente se trate de un problema de pandeo del muro.

Fisuras por pandeo en muros de fábrica

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