Evaluación de las propiedades mecánicas y la estabilidad estructural de un sistema de fachada ventilada

Abstract

En diferentes países se han realizado investigaciones referentes al aporte energético y acústico de los sistemas de fachadas ventiladas, encontrando la contribución al medio ambiente de los mismos. Sin embargo, es indispensable evaluar el comportamiento estructural de dichos sistemas y el desempeño de las conexiones, especialmente ante la acción de cargas laterales y de viento.

Teniendo en cuenta lo anterior, el presente documento presenta la evaluación y el comportamiento de un sistema de fachada ventilada con piezas de arcilla, conectadas en algunos casos mecánicamente y en otras adheridas. Este sistema se ensayó ante cargas estáticas y pseudo-dinámicas, así como ante cargas de succión. De igual manera, durante el desarrollo del proyecto, se evidenció la utilidad de anclajes químicos para conectar los perfiles de soporte del sistema y así evitar el relleno de las celdas de mampostería, razón por la cual se hicieron ensayos de extracción de anclajes en piezas individuales y en muros, para verificar la funcionalidad de los mismos.

Para el desarrollo del programa experimental se construyeron 12 muros para ensayos estáticos, de los cuales 5 eran de concreto y 5 de mampostería. De igual manera se construyeron 15 muros para ensayos pseudo-dinámicos, 4 de concreto y 11 de mampostería. Para realizar los ensayos de succión se realizó el ensayo utilizando bolsas de aire dentro de la cavidad para simular las cargas de viento. Finalmente, se construyeron 6 muros, 3 con bloque N° 5 y 3 con bloque LEPVD para verificar la funcionalidad de los anclajes químicos.

La investigación demostró que el sistema funciona eficientemente cuando las piezas de arcilla son adheridas, especialmente bajo cargas de succión; ya que la falla no es súbita, sino flexible, dando tiempo de respuesta en caso de presentarse el evento de falla. Adicionalmente, los muros que permitieron evaluar de mejor manera el comportamiento de fachada ventilada fueron aquellos construidos con mampostería, ya que los de concreto presentaron falla en la base antes que en la fachada. En cuanto a los anclajes químicos el comportamiento fue satisfactorio cuando estos estuvieron instalados con todo el sistema de fachada ventilada, sin embargo, cuando se ensayaron individualmente, se evidenció que la eficiencia de los anclajes depende de la correcta instalación de los mismos.

In many countries they have conducted research related to energy and acoustic behavior of ventilated facades systems, finding their contribution to the environment. However, it is essential to evaluate the structural behavior of such systems and the performance of connections, especially to the action of lateral loads and wind.

For that reason, this paper presents the evaluation and behavior of a ventilated facade system with clay tiles, mechanically connected in some cases and in other attached. This system was tested against static, pseudo-dynamic and suction loads. Similarly, during the development of the project, it was recognized the usefulness of chemical anchors to connect the profiles system support, avoiding filling the masonry cells. That is why extraction tests anchors were made in individual pieces and walls, to verify the functionality of them.

To develop the experimental program 12 walls were built for static tests, 5 in concrete and 5 in masonry. Similarly, 15 walls were built for pseudo-dynamic tests, 4 in concrete and 11 in masonry. To perform suction tests, airbags were used within the cavity to simulate wind loads. Finally, six walls, 3 with brick No. 5 and 3 with brick LEPVD was built to verify the functionality of chemical anchors.

The investigation showed that the system works best when the clay tiles are attached, especially under suction loads; because failure is not sudden, but flexible, giving response time in case of the event of failure. In addition, the walls that allowed better evaluate the behavior of ventilated facade were those built with masonry, as presented concrete failure at the base rather than the facade. As for chemical anchors was satisfactory behavior when they were installed with the entire system of ventilated facade, however, when tested individually was shown that the efficiency of the anchors depends on the correct installation thereof.