11 EDIFICIOS. Coordinadores. Arturo Tena Colunga. Enrique del Valle Calderón. Colaboradores

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1 11 EDIFICIOS Coordinadores Arturo Tena Colunga Enrique del Valle Calderón Colaboradores Sergio M Alcocer Martínez de Castro Renato Berrón Ruiz José Luis Camba Castañeda Osear de la Torre Rangel Francisco García Jarque Osear López Bátiz Enrique Martínez Romero Eduardo Miranda Mijares Víctor M Pavón Rodríguez Amador Terán Gilmore 11.1 INTRODUCCIÓN El sismo del 9 de octubre de 1995 afectó diversas poblaciones, localizadas principalmente frente a las costas de los estados de Colima y Jalisco, donde se presentaron los mayores daños. El movimiento no resultó tan intenso en las ciudades del interior de estos estados. Por ejemplo, en las ciudades de Colima y Guadalajara, que se encuentr!ill a más de 100 km de la costa, no se presentaron o informaron daños de consideración. Los movimientos se sintieron y fueron registrados inclusive en la ciudad de México, a más de 500 km del epicentro, donde la mayoría de las estructuras no experimentaron daño alguno y todo se redujo a algunas reacciones de pánico en la población que aún no olvida las amargas experiencias del sismo del 19 de septiembre de En las costas de los estados de Colima y Jalisco resultaron afectadas un importante número de estructuras, principalmente de mampostería no reforzada. Sin embargo, también se presentaron daños diversos en edificios, la mayoría de ellos en edificios de concreto reforzado. En esta sección se resume y discute el comportamiento observado en edificios de las poblaciones de los estados de Colima y Jalisco más afectados por el sismo. Las experiencias se derivaron de visitas de campo realizadas por varios grupos de ingenieros de la práctica, investigadores y catedráticos días después del sismo ESTADO DE COLIMA La ciudad de Colima prácticamente no fue afectada por el sismo. No existió una sola estructura con daño estructural grave, y solamente se sabe de algunas estructuras q:ue experimentaron daño estructural muy ligero o daños no estructurales exclusivamente. En contraste, el puerto de Manzanillo y su zona conurbada, que comprende a la población de Santiago, fue una de las poblaciones más seriamente afectadas por el sismo. A continuación se discuten los efectos de este sismo en los edificios del puerto de Manzanillo Manzanillo y Santiago A pesar de la gran amplitud del movimiento registrado en la Termoeléctrica de Manzanillo, los daños observados en edificios fueron relativamente moderados. No obstante, ya hubo algunos 268

2 colapsos, como el del hotel Costa Real, la estación de autobuses, el edificio de oficinas de la Procuraduría en Santiago, y serios daños en varios edificios más, principalmente hospitales. La mayoría de los edificios del puerto resultaron con daños poco severos o aún sin daños. Se puede decir que los edificios diseñados con reglamentos modernos sobrevivieron al sismo con poco o sin daño estructural. Sin embargo, varias de estas estructuras no mostraron un buen comportamiento sísmico. En un amplio número de edificios, el daño se concentró en elementos no estructurales, por lo general, en muros divisorios y fachadas de mampostería, los cuales no se encontraban debidamente desligados del sistema estructural resistente a cargas laterales. Este tipo de daño se debió en gran medida al uso de muros "no estructurales" de mampostería en combinación con sistemas estructurales con gran flexibilidad lateral, como son marcos flexibles de acero y concreto a base de trabes y columnas o marcos de concreto con losas planas aligeradas y columnas. Los daños observados en edificios de Manzanillo se concentraron en las inmediaciones de la costa, siendo los más severos en terrenos de relleno ganados al mar o lagunas. En la zona del centro de Manzanillo, la mayor parte de ella sobre roca o sobre terreno firme, exceptuando el colapso del paraguas de la terminal de autobuses y los dafios observados en la central de Teléfonos de México, sólo hubo casos aislados de daños de relativa poca importancia, principalmente en estructuras antiguas de mampostería no reforzada (como el edificio de correos, fig 11-1). FIG 11-1 Daño por tensión diagonal observado en los muros del edificio de correos La concentración del daño en ciertas áreas de Manzanillo y su zona conurbada sugiere que la amplitud de los movimientos del terreno no fue uniforme y que existieron zonas donde los movimientos del terreno resultaron menores y/o incluso mayores a los registrados en la Tennoeléctrica de Manzanillo, lo cual no se puede precisar debido a que la ciudad cuenta con una instrumentación sísmica insuficiente Infraestructura Hospitalaria La infraestructura hospitalaria de Manz3nillo fue la más severamente afectada por el sismo. La mayoría de los hospitales públicos sufrieron importantes daños estructurales y no estructurales durante el evento, lo que obligó a que la mayoría interrumpiera su operación, a que los internos 269

3 fueran trasladados a nosocomios de comunidades vecinas y a que la consulta externa fuera hecha en instalaciones provisionales tales como clínicas (públicas y privadas) y albergues Hospital de la Secretaría de Salud Se presentaron daños importantes en el hospital de la Secretaría de Salud (SSA) ubicado cerca de la zona del muelle industrial. El hospital es un edificio antiguo (probablemente de las décadas de los años 50 ó 60) que consta de dos niveles y está estructurado a base de marcos de concreto reforzado con muros divisorios de mampostería "no estructurales" de tabique rojo. El hospital cuenta con dos alas principales que se encuentran comunicadas por un cubo de escaleras a base de marcos de concreto reforzado y celosía con fines estéticos (López y Teshigawara, 1997, Tena y Del Valle, 1996). El daño observado fue agrietamiento por cortante de los muros de mampostería ya que éstos no estaban desligados correctamente de los marcos. Además, se presentaron asentamientos importantes (fig 11-2), pérdidas de recubrimiento de algunos elementos y pérdida de recubrimiento y agrietamiento en los nudos del primer piso de los marcos de concreto del cubo de escaleras (fig 11-3). Lo más sorprendente en este último caso es que la celosía de mampostería se mantuvo intacta a pesar del notable daño observado (fig 11-3). El hospital se mantuvo vacío durante la primera semana posterior al sismo. Sin embargo, el personal médico continuaba atendiendo pacientes en terrenos adyacentes al hospital mientras se tomaba una decisión sobre demolerlo o rehabilitarlo. FIG 11-2 Daños debidos a asentamientos diferenciales, el cual se observa en la intersección de los dos cuerpos al nivel de la losa plegada FIG 11-3 Agrietamientos y desprendimientos de recubrimientos en los nudos del cubo de escaleras, hospital SSA. 270

4 Hospital Civil de Manzanillo El Hospital General de la Secretaría de Salud, es un conjunto de e dificios de mampostería simple construido en los años 40 ó 50. Los edificios tienen uno, dos y tres niveles. El mantenimiento es regular en las instalaciones y en la estructura. Los daños fueron agrietamiento inclinado en muros, particularmente iniciando en las esquinas de aberturas y desprendimiento de azulejos en los pabellones (López y Teshigawara, 1997) Hospital General de Zona (HGZ-IO) delimss El Hospital General de Zona (HGZ-IO) del InStituto Mexicano del Seguro Social (IMSS) está ubicado en Manzanillo sobre la carretera Manzanillo-Barra de Navidad. El hospital resultó seriamente dañado durante el sismo y se encontraba totalmente evacuado en la primera semana de ocurrencia al sismo y, hasta la fecha, continúa sin prestar servicio. Los internos fueron trasladados ya sea a la unidad médica familiar UMF-2 o a hospitales de comunidades vecinas. La consulta externa fue asignada provisionalmente a la UMF-2. El proyecto estructural original del HGZ-lO data de 1979 (Tena, 1995, Tena y Del Valle, 1996), es a base de marcos y losas de concreto reforzado y comprende dos edificios: el edificio principal que consta de sótano y cuatro niveles (figs 11-4 a 11-7), y otro edificio que cuenta con sótano, planta baja, azotea y un apéndice. donde se ubican las máquinas del hospital, principalmente el equipo de aire acondicionado. Entre los dos edificios existe una junta constructiva y en ambos casos el nivel de sótano sirve. como estacionamiento. El cubo de escaleras y elevadores forma parte del edificio principal, cercano a la junta constructiva existente con el otro edificio. El recubrimiento de concreto original es de 2 cm, que resulta muy escaso para una zona con un medio ambiente tan agresivo como es el puerto de Manzanillo. Se observó que en algunas zonas el concreto y el acero de refuerzo están afectados por el intemperismo de la zona (fig 11-8), así como que algunas zonas afectadas habían sido resanadas para contrarrestar los ataques del clima agresivo de Manzanillo. FIG 11-4 Fachada principal, hospital de zona HGZ-1 O del IMSS De acuerdo con resultados de trabajos de campo y ensayes de laboratorio realizados recientemente, se determinó que el subsuelo del HGZ-lO está constituido predominantemente de 271

5 dos estratos. El estrato superior, con espesor de 21.3 m, está fonnado principalmente por arenas limpias limosas y arcillosas, cuya compacidad relativa se incrementa con la profundidad de suelta (26.7%) a compacta (54.3%). En este estrato superior también se encuentran lentes de arcillas inorgánicas ' de media plasticidad de espesores de 20 a 60 cm a profundidades medias de 18.9 y 20.4m y un lente de arcilla inorgánica de alta plasticidad de 60 cm de espesor a una profundidad media de 14.1 m. El estrato inferior, con espesor mayor a 3.6 m, está integrado por arcillas de media y alta plasticidad, de consistencia dura, interceptadas por lentes de arenas arcillosas de 20 a 60 cm de espesor. El nivel freático se ubica a unaprofundidad que varía entre 85 cm y 2.20 m con respecto al nivel del terreno I I I I I I I I Acotaciones: m I I I I I I ~ ~ I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I 6.5 I 6.5 I 6.5 I 7.2 I 7.2 I 6.5 I 6.S I 6.S I 53.4 I I I I I I FIG 11-5 Planta del edificio principal del HGZ-10 FIG 11-6 Modelo tridimensional del edificio (acotaciones en m) principal del HGZ-I0 I FIG 11-7 Dafío por efecto de columna corta columna C-7 en planta baja 272 FIG 11-8 Deterioro del concreto por efecto de intemperismo

6 La cimentación de proyecto del HGZ-10 es a base de zapatas aisladas ligadas por trabes y desplantadas a una profundidad de 3.3 m a partir del nivel del terreno, según lo especificado en los planos originales. Se apreciaron asentamientos diferenciales del terreno con respecto a su nivel original (fig 11-9), debido a la baja compacidad de las arenas poco profundas del estrato. superior del subsuelo. Estos hundimientos llegaron a ser de hasta 10 cm en algunas zonas del hospital. La cimentación parece no haber sufrido mayores daños; sin embargo, es necesario verificarlo ya que los asentamientos diferenciales de la cimentación llegaron a afectar a algunas columnas en los niveles de sótano y planta baja que presentan agrietamientos verticales ligeros, además de que provocaron la falla de un muro de mampostería no reforzada ubicado en la zona del cubo de escaleras (fig 11-10). Asimismo, los asentamientos afectaron algunas banquetas y pasillos de acceso al hospital, y las escaleras de emergencia de concreto reforzado. FIG 11-9 Asentamiento del terreno, salida de emergencia FIG Falla de un muro de mamdel edificio principal del HGZ-lO postería no reforzada en el sótano del HGZ-10. El nivel de daño estructural del HGZ- lo a causa del sismo del 9 de octubre de 1995 debe atribuirse principalmente a detalles constructivos inadecuados de los elementos no estructurales que provocaron la falla, e incluso el colapso, de algunos elementos estructurales. En el nivel de sótano, el edificio cuenta con muros periféricos de mampostería de piedra natural que se encuentran ligados a las columnas periféricas de sótano. Los muros de referencia, que no fonnan parte del proyecto estructural original, confman a las columnas en cuatro quintas partes de su altura aproximadamente, por lo que la quinta parte que queda libre incrementa substancialmente su rigidez y se ve sometida a grandes esfuerzos cortantes que debe resistir en esa zona, fenómeno conocido técnicamente como "columna corta". En la zona del cubo de escaleras se cuenta con muretes de piedra y muros de mampostería que también acortan a las columnas. Numerosas columnas en el nivel de sótano sufrieron agrietamientos por cortante, e incluso desprendimientos 273

7 del concreto de recubrimiento, a consecuencia del efecto de colunma corta (figs y 11-12). En adición, algunas columnas presentan agrietamientos ligeros por efectos del asentamiento y por pérdida de adherencia. FIG Daño local en columnas de sótano por la presencia de muros de piedra no desligados de la estructura FIG Desprendimiento de recubrimiento por efecto de columna corta y por intemperismo en las columnas de sótano. Los estribos muestran signos de corrosión Es de resaltarse el excelente comportamiento de las columnas a pesar de estar trabajando en condiciones diferentes a las que se supusieron en su diseño. Esto se puede atribuir tanto al refuerzo transversal de confinamiento, ya que los estribos de acero de refuerzo con que cuentan las columnas fueron en esa zona suficientes, como a la alta calidad del concreto utilizado, según se aprecia a simple vista. Los daños en las columnas de los niveles de planta baja y primer piso del edificio principal también se deben al fenómeno de columna corta. En este caso, las columnas fueron restringidas en su movimiento por muros de mampostería que no fueron desligados. Algunas columnas exteriores de los ejes 2, 5, 7 y 10 de este edificio (fig 11-5) sufrieron agrietamientos severos por tensión diagonal. La columna de esquina C-7 (figs 11-4, 11-5 y 11-7) én PB sufrió una falla por tlexocortante en su longitud libre, en la cual se presentó desprendimiento del concreto y donde los refuerzos transversal y longitudinal quedaron expuestos. Algunas barras de refuerzo longitudinal mostraron pandeo incipiente. Existen también dos o tres columnas interiores en planta baja con grietas someras por efectos de asentamiento. Las columnas de los niveles superiores no presentan mayor daño estructural. 274

8 El sistema de piso, compuesto por losas perimetralmente apoyadas y vigas principales y ~ecundarias, aparentemente no sufrió daño alguno, según se pudo apreciar en el sótano y en el último piso, que es donde estaba al descubierto (fig 11-13). En el último piso se apreció que no existen juntas constructivas en el edificio principal, es decir, que la planta irregular, en forma de ye, es continua. A pesar de ello, no se observaron problemas por torsión. FIG Sistema de piso del último nivel del edificio principal del HGZ-lO Los muros divisorios de mampostería de ladrillo sufrieron agrietamientos diagonal por cortante (tensión diagonal), principalmente en los niveles de planta baja y primer piso. Los muros del cubo de escaleras también sufrieron agrietamientos por cortante. Estos agrietamientos se produjeron porque los muros no fueron desligados adecuadamente de la estructura principal. Un muro de mampostería del tercer piso, ubicado en el eje colindante con el edificio aledaño, falló por volteo, probablemente provocado por el golpeteo que existió entre los edificios en el primer nivel (fig 11 14). Se presentaron cuantiosos daños en elementos no estructurales tales como recubrimientos, pisos, vidrios y plafones, que a su vez ocasionaron daños en el mobiliario y equipos diversos. En opinión del personal del IMSS que trabaja en el HGZ-IO, el edificio principal presenta un desplomo en su dirección larga (paralela a la autopista de acceso) a consecuencia del sismo. No es evidente el desplomo (fig 11-4), por lo que se sugirió se verificara lo anterior utilizando una plomada. Las dos escaleras de emergencia, exteriores al edificio principal, son de concreto reforzado y no sufrieron daño grave; sin embargo, los apoyos de acero estructural de los pasillos de acceso entre la junta constructiva y las escaleras, tuvieron un comportamiento insatisfactorio (fig 11-15), al fallar por la fuerza vertical aplicada a ellos como consecuencia del asentamiento del terreno. La inadecuada condición de apoyo de las escaleras provocó que éstas afectaran a la estructura original, al golpear contra ésta, según se aprecia en las columnas aledañas a los pasillos de acceso de las escaleras, que s ufrieron desprendimientos del recubrimiento de concreto debido al golpeteo (fig 11-16). Los pretiles de los pasillos de acceso también sufrieron desprendimientos del recubrimiento de concreto como consecuencia del golpeteo con la e ~tructura principal (fig 11-16). 275

9 FIG Falla generalizada de las columnas del edificio FIG Daño en el soporte de la ánexo del HGZ-I0 por efecto de columna corta escalera de emergencia FIG Detalle de la columna corta y de su apuntalamiento, edi ficio anexo del HGZ-10 FrG Desprendimiento de recubrimientos en los pretiles y pasillos de acceso de las escaleras de emergencia a consecuencia del golpeteo con el edificio princípal El daño estructural más severo se presentó en el edificio bajo, de mayor área en planta, donde en adición a los problemas ocurridos en sótano y planta baja en el edificio principal, se presentó la falla de todas las columnas exteriores del apéndice por efecto de columna corta (figs y a 11-19). La falla de las columnas cortas fue de naturaleza explosiva, a pesar de contar con un 276

10 adecuado refuerzo de confinamiento (figs y 11-18). El apéndice chocó con la estructura del edificio principal, por lo que seguramente la falla de estas columnas fue provocada por las fuerzas adicionales debidas al golpeteo dinámico de las estructuras (figs y 11-20). Sin embargo, las trabes principales y, en general, el sistema de piso, parece no haber sufrido mayor daño, salvo en la vecindad del choque (fig 11-20). Al momento de la visita, las columnas falladas se encontraban provisionalmente apuntaladas (fig 11-17) con polines de madera. Se recomendó utilizar un apuntalamiento más robusto y redundante mientras se tomaba una decisión sobre el futuro del HGZ-I0. FIG Falla explosiva de una columna corta, edificio anexo del HGZ-I0. Obsérvese que las columnas contaban con 4 ramas de estribos a 10 cm o menos en esas zonas ~ FIG Falla explosiva de una columna corta, edificio FIG Evidencia de choque esanexo del HGZ-lO. Obsérverse el detallado tructual entre los edificios a corte, 4 ramas de estribos a 10 cm principal y anexo, HGZ-IO 277

11 En reswnen, el HOZ-lO sufrió daño estructural severo y falla de algunas columnas, principalmente perimetrales, a consecuencia de inadecuados detalles de desligue de elementos no estructurales, de juntas de construcción y de apoyo de estructuras auxiliares, que provocaron la condición estructural de columna corta, y que, en el caso del apéndice del edificio bajo, fue magnificada por el golpeteo estructural con el edificio principal. Además, hay que considerar en algunos casos los efectos de los asentamientos diferenciales del terreno. Tomando en cuenta todos estos factores, es sorprendente que la estructura haya respondido razonablemente bien a pesar de encontrarse construida en condiciones tan diferentes a las supuestas para su diseño, que eran claramente especificadas en los planos estructurales. A pesar del daño severo que se presentó en algunos elementos, se considera que las estructuras de los dos edificios del HOZ-lO pueden ser reparadas en su totalidad Complejo de la Unidad Médica Familiar CUMF-2) dellmss Las estructuras del UMF -2 se encuentran desplantadas en suelos de relleno ganados a la laguna. Se apreciaron asentamientos diferenciales de importancia y rastros de licuación incipiente que provocaron la falla de banquetas, jardines y estructuras secundarias del UMF-2 (figs y 11 22). La UMF -2 cuenta con tres edificios de un nivel a base de marcos de concreto reforzado, aparentemente cimentados en zapatas ligadas. El techo de estos edificios forma arcos ya que es a base de losas prefabricadas de forma semicircular. Estos edificios no sufrieron daños estructurales, por lo que pudo continuar su operación, la cual se incrementó para atender a los usuarios del HOZ-lO que fue totalmente evacuado. Sin embargo, la UMF-2 cuenta con una serie de estructuras auxiliares y de ornato que presentaron daños diversos, algunos de los cuales pusieron en riesgo la integridad de los usuarios y personal del IMSS inmediatamente después del sismo (Tena, 1995). Entre la explanada de la l}mf-2 y los edificios de referencia, existen arcos que sirven como pasillos de acceso a los edificios y como ornato a la plaza (fig 11-21). Estos arcos están formados porlosas prefabricadas de forma semicircular y columnas de concreto reforzado, en su mayoría, y columnas de acero estructural. Las columnas metálicas sufrieron desplomos muy importantes como consecuencia de que las placas base de las mismas se encontraban sólo ahogadas en la losa de los pasillos, es decir, no se encontraban' ancladas a la cimentación, y se presentaron hundimientos diferenciales muy apreciables (figs y 11-22). Las placas base de las columnas no se encontraban atornilladas a la cimentación; ello constituye un error de diseño y de construcción muy grave (fig 11-22). Las placas superiores de las colwnnas se encontraban soldadas al refuerzo inferior de la losa, en otro detalle estructural inaceptable. El colapso de esta sección del pasillo no se produjo porque, al parecer, los arcos trabajaron muy satisfactoriamente a flexotensión y flexocompresión, evitando que las columnas se desplomaran totalmente. Al tiempo de la visita, las columnas de referencia se encontraban apuntaladas (fig 11-21). Se sugirió que se acordonara la zona de inmediato y que se demoliera la sección de los arcos con colwnnas metálicas, ya que éstas constituían un gran peligro para los usuarios del UMF-2. El personal del IMSS había recomendado previamente soldar unos contravientos provisionales con varillas de acero de refuerzo para prevenir un colapso repentino de estas estructuras durante una réplica. Tomando en cuenta la pobre construcción de las columnas metálicas de los arcos, y el interés de las autoridades locales del IMSS para utilizar la zona de arcos con columnas de concreto para construir consultorios provisionales utilizando cancelería, para atender la creciente demanda 278

12 debida a la evacuación del HGZ-I0, se sugirió realizar excavaciones y calas en los apoyos de algunas columnas de concreto, sin daño estructural observado, con la finalidad de observar si, para este caso, el detallado de anclaje y continuidad era el indicado. Una vez hechas las calas, se percató que las columnas de concreto se encuentran debidamente ancladas a las zapatas (figs y 11-24), por lo que se podría utilizar esta zona para los fines planeados por las autoridades locales del IMSS. Sin embargo, se sugirió que se consultara a un experto en el área de mecánica de suelos para que definiera si la cimentación era suficiente y adecuada para el nuevo uso que se pretendía, tomando en cuenta que se trata de suelos de relleno y que el uso de los arcos era exclusivamente como pasillo de acceso. FIG Daño en los arcos de los pasillos exteriores de la UMF-2 por asentamientos del terreno FIG Falta de anclaje de la placa base de las columnas metálicas de los arcos exteriores de la UMF-2. En la explanada de la UMF-2 se encuentra un monumento de forma piramidal de estructura de concreto reforzado revestido con cintillas cerámicas y que mide unos 20 m de altura (fig 11-25). Aunque la estructura del monumento aparentemente no presentaba daño, la cintilla cerámica sufrió agrietamientos y desprendimientos en el tercio superior del monumento, que ponía en peligro a los usuarios que transitan en esa zona (fig 11-25). Se acordonó la zona para evitar esta eventualidad y se sugirió retirar la cerámica dañada, de ser posible en su totalidad, para evitar su caída ante la acción de alguna réplica del sismo. Se revisó la estructura del anfiteatro de la UMF-2, que consta de un cascarón de concreto reforzado en forma de concha, el cual aparentemente se encuentra piloteado. El cascarón no sufrió dafio estructural a pesar de los asentamientos del terreno y la evidencia de licuación de arenas que se observó en el sitio (fig 11-26). Sin embargo, la estructura del escenario, compuesta por muros 279

13 de mampostería no reforzada, y por el piso, resultaron dañados gravemente, a consecuencia de los asentamientos. FIG Cala realizada a una de las columnas de concreto de los arcos interiores de la UMF-2, donde se aprecia que sí se encuentran propiamente ancladas a la cimentación FIG Monumento en la plaza de acceso de la UMF-2. Ob sérvese el desprendimiento de la cintilla cerámica en el tercio superior FIG Detalle de la cala, donde se aprecia que el refuerzo de la columna se encuentra anclado a la zapata de cimentación 280

14 FIG Cascarón del anfiteatro de la UMF-2. Obsérvense los rastros de las arenas licuadas en el pasto del jardín contiguo, así como la falla del muro de ladrillo a consecuencia del asentamiento diferencial debido a la licuación Infraestructura Hotelera Con excepción de los hoteles Costa Real, Delfos, El Tucán y Los Ruiseñores, la mayoría de los hoteles de mediana altura de Manzanillo, sobre todo los de categoría Gran Turismo, tuvieron un comportamiento satisfactorio, presentando exclusivamente daños locales en elementos no estructurales y algunos acabados, así como movimientos en las juntas constructivas, lo cual no representó pérdidas económicas de importancia para estos hoteles Villas Las Hadas Tal vez el complejo de Las Hadas resultó el más afectado de los hoteles de Gran Turismo, sin que el daño presentado tuviera repercusiones importantes en cuanto a la seguridad de sus huéspedes y de su operación (Martínez y Pavón, 1996). Los daños observados en Las Hadas corresponden al agrietamiento de algunos muros de mampostería en la zona de habitaciones, así como el de una torre que soporta a un tanque elevado de agua, la cual sirve también como ornato (fig 11-27). El hotel continuó operando después del sismo sin riesgo para sus ocupantes Hotel Sierra Radisson En el Hotel Sierra Radisson (fig 11-28) sólo hubo ligeras caídas de algunos aplanados en la fachada de acceso (11-29). Este hotel se mantuvo en servicio después del sismo. Las juntas de construcción entre las secciones de los edificios funcionaron adecuadamente y evitaron la propagación de daños, produciendo solamente algunos daños en el acabado de piso aledaño a la junta en el nivel de vestíbulo. Sin embargo, se advirtió que los desplazamientos laterales de los edificios fueron relativamente altos, quizá debido a la flexibilidad de las estructuras. 281

15 FIG Detalle del agrietamiento de la torre del tanque de agua, hotel Las Hadas FIG Vista del Hotel Sierra Radisson, desde su playa privada FIG Daños no estructurales en los muros de la fachada de acceso, hotel Sierra Radisson Hotel Karmina Palace Este hotel de 450 suites, que colinda con el Club de Golf del hotel Villas Las Hadas, se encontraba en construcción al momento de ocurrir el sismo. La obra negra se encontraba totalmente tenninada y la construcción de fachadas y acabados estaban muy avanzadas. El proyecto consta de nueve edificios de concreto reforzado de catorce niveles y un vestíbulo central con estructura de acero. Seis de los edificios de concreto se caracterizan por ser construcciones de planta alargada y escalonadas en sus seis niveles superiores, reduciéndose típicamente una crujía en su dirección longitudinal de los niveles 9 a 14. La estructura de estos cuerpos es a base de 282

16 muros sísmicos de concreto en la dirección corta y marcos continuos con muros de concreto en la dirección longitudinal. La cimentación consiste de pilas coladas en el lugar con profundidades variables hasta alcanzar el estrato rocoso resistente, ya que el terreno es bastante irregular por tratarse de una cañada natural. Debido a que el proyecto arquitectónico intenta aparentar una arquitectura típicamente Maya, los di~tintos cuerpos del hotel cuentan con un gran número de acabados falsos ligados a las estructuras y hechos a base de panel convitec con repellado de mortero. Es de resaltarse el excelente comportamiento que tuvieron los distintos querpos del hotel en construcción, ya que no se observó ningún tipo de daño ni en los elementos estructurales, ni en los acabados falsos de panel convitec. En gran medida ayudó que, en su diseño, se estudió con detalle el comportamiento dinámico de las estructuras incluyendo las condiciones más desfavorables por efectos de torsión. Igualmente, se incorporó la información de pruebas de campo de mecánica de suelos que pennitieron al ingeniero proyectista conocer con mayor detalle las características del subsuelo en que se desplantan los distintos edificios del hotel Hotel Costa Real El hotel Costa Real colapsó durante el sismo del 9 de octubre de 1995, cobrando la vida de 30 personas. El hotel era un edificio de nueve niveles diseñado a finales de los años setenta. La estructura era de concreto reforzado a base de marcos de columnas, trabes y losa maciza únicamente en el primer nivel; y a base de losas planas con nervaduras y aligeradas con bloques huecos de concreto en los niveles superiores. Los sistemas de piso a base de losa plana presentaban una zona maciza de concreto o capitel alrededor de la columna. Según fotografías del edificio antes de su colapso (López y Teshigawara, 1997), éste presentaba irregularidades en elevación, siendo la más notable el hecho de que columnas de algunos ejes no descargaban directamente en la cimentación, sino en la trabe del sistema de piso del primer nive1. También era notable la excentricidad de un eje de columnas de los niveles superiores, respecto al eje de columnas del primer nivel en el marco en la dirección corta de la fachada oeste del edificio. El edificio era rectangular en planta. En la dirección corta tenía tres crujías que variaban entre 3.5 y 4.5 m de longitud. En la dirección paralela al mar (larga) los claros eran de 7 m aproximadamente. Hacia el lado este del edificio, se encontraban estructuras destinadas a elevadores (lado sur, hacia el mar) ya escaleras (lado norte). El edificio estaba ubicado sobre la costa de la bahía de Manzanillo, colindando al este y oeste con construcciones de mampostería confinada de cuatro niveles que no sufrieron daño alguno (López y Teshigawara, 1997). En la vecindad del hotel se localizaban casas de mampostería no confinada de dos niveles que sufrieron daño estructural severo e inclusive, el colapso (Tena y Del Valle, 1996). El Hotel Costa Real era el edificio de mayor altura de la zona. La dirección del colapso fue oblicua a los ejes del edificio y siguió un rumbo NW (tierra adentro). Se observó la rotación en la losa de azotea en sentido horario (si el observador se encuentra en el azimut). En algunas columnas, de planta baja o primer nivel, se observó que se había incrementado su sección transversal (fig 11-30) utilizando una camisa de concreto. El espesor adicional de concreto era aproximadamente de 5 cm. Las barras longitudinales del refuerzo representan un porcentaje de refuerzo longitudinal muy bajo. No todas las columnas del primer nivel habían sido reforzadas con encamisados (fig 11-31). 283

17 FIG Refuerzo con encamisado de concreto de las columnas del primer nivel FIG Columna del primer entrepiso, sin encamisado de concreto, hotel Costa Real Las trabes de fachada del primer nivel estaban reforzadas por cortante mediante estribos exteriores en forma de "U", anclados en la parte superior de la losa mediante soleras y tuercas (fig 11-32). En la fig se presenta el refuerzo de la trabe del primer nivel, reforzada con estribos exteriores anclados en la parte inferior de la trabe con soleras, y en la parte superior en placas ahogadas en la losa de piso. 284

18 FIG Trabe del primer nivel reforzada con estribos exteriores, hotel Costa Real FIG Refuerzo de la trabe del primer nivel, hotel Costa Real Durante la inspección fue posible identificar la secuencia de construcción. Primero, se coló la columna inferior hasta el nivel de la cara inferior de la losa plana; posterionnente, se construyó la misma losa y, finalmente, se habilitó el refuerzo y se coló la columna del nivel inmediato superior, siendo ésta una práctica constructiva muy común. Aunque probablemente se hayan preparado las juntas de construcción con pequeñas llaves de corte o rugosidad artificial, era evidente la fonnación de dos juntas frías en la zona de unión de los elementos verticales y 285

19 horizontales. En algunas columnas dañadas, se observaron traslapes de refuerzo longitudinal arriba de la losa, de aproximadamente 30 cm de longitud, y sin confinamiento lateral. Las dimensiones de las columnas variaban desde 60 cm por lado en planta baja (ó 70 cm en algunas) hasta 30 cm en el último nivel. La altura de entrepiso de la planta baja era superior a los 3.5 m. El espesor de las losas varió entre 20 y 25 cm. La zona maciza en la losa cubría los 60 cm adyacentes a las caras de las columnas. La calidad del concreto en columnas y losas se evaluó mediante un esc1erómetro o martillo Schmidt (López y Teshigawara, 1997). El número indicado en las carátulas de los esc1erómetros (medidores de dureza) es conocido como número de rebote, el cual es adimensional y tiene una relación directa con la resistencia del material cercano a la superficie de prueba. Por lo tanto, el número de rebote es un indicador de la resistencia del concreto evaluado con el esclerómetro. La resistencia del concreto a la compresión varió entre 270 y 450 kg/cm 2 en columnas y entre 200 y 300 kglcm 2 en losas. Desde la fachada norte fue clara la formación de un mecanismo de colapso de entrepiso en los niveles superiores. En este tipo de mecanismo, las columnas fallan en sus extremos por excesiva flexocompresión y los sistemas de piso (losas planas aligeradas en este caso) prácticamente no presentan daño. No se observaron evidencias de intemperismo o problemas asociados a durabilidad. Se observó que algunas columnas de la planta baja exhibieron fallas en sus extremos superiores características de demandas excesivas de rotación por flexocompresión (aplastamiento del concreto, fractura de los estribos, pandeo del refuerzo longitudinal). Se observó la combinación de barras longitudinales de diferentes diámetros en la mayoría de las columnas. En los pisos superiores, las columnas exhibieron fallas en los extremos. Las columnas tenían empalmes de barras en los extremos sin confinamiento con refuerzo lateral. No se observó daño en el resto de la columna, con excepción de los debidos al impacto durante el colapso. En los pisos superiores a la planta baja no hubo signos de daño por punzonamiento en losas. En la fachada sur (hacia el mar) y este, las conexiones exteriores columna-losa sufrieron daños. Estos fueron de dos tipos: (1) por aplastamiento del concreto del nudo losa-columna y, (2) por flexotorsión de la losa en el paño extremo de la zona maciza que rodeaba a la columna. Fallas de este tipo se ilustran en la fig 11-34, donde se presenta la unión del sistema de piso y columna del tercero o cuarto nivel. En ella se observa el daño concentrado en el capitel. La columna presenta dimensiones de 40x40 cm, con ocho barras del No. 6 (~ = 1.9 cm) como refuerzo longitudinal y estribos del No. 3 (~ = 0.95 cm) a cada 23 cm. Los valores del número de rebote obtenidos con el esc1erómetro fueron en promedio de 32. El espesor de la losa variaba entre 20 y25 cm, y el número de rebote promedio obtenido con el esclerómetro fue de 28. Se puede pensar que la falla se presentó como producto de un traslape inadecuado entre las barras de acero de refuerzo longitudinal de la columna superior y la inferior. En los escombros se identificaron muros divisorios de bloque hueco de cemento en la dirección N-S y flexionados en la dirección de colapso (dirección E-W). Aparentemente los muros estaban ligados a la estructura. 286

20 FIG Unión del sistema de piso y columna del tercer o cuarto nivel, hotel Costa Real Hotel Los Ruiseñores El Hotel Los Ruiseñores también sufrió daños importantes, por lo que tuvo que ser desalojado (figs a 11-39). Es una estructura de tres niveles de concreto reforzado y mampostería confinada, estructurada a base de marcos resistentes a momento y muros ligados a la estructura. El edificio está ubicado en la vecindad del puerto interior de la ciudad de Manzanillo, donde ocurrió la licuación de suelos arenosos. FIG Vista de la fachada de acceso, hotel Los Ruiseñores. El cuerpo norte se encuentra ubicado a la izquierda de la fotografia 287

21 El hotel consta de dos cuerpos de estructuraci9n similar: los cuerpos norte y sur (fig 11-35). Entre los dos cuerpos principales, existen elementos de unión, como son pasos peatonales y barandales de las fachadas, que se intentó prolongarlos para integrar una sola fachada, visible desde la vialidad principal. Al recorrer la vialidad principal, se apreciaron ondulaciones en banquetas, guarniciones y áreas de estacionamientos en el interior del predio que son manifestación del movimiento que sufrió el subsuelo, y con mayor intensidad en las cercanías al.cuerpo de esta edificación. El tipo y características del daño en ambos cuerpos es similar; únicamente varió el nivel de daño, siendo de mayor severidad en el cuerpo sur (figs y 11-36). El daño fue predominantemente de tensión diagonal (fig 11-37), desprendimiento de recubrimientos y exposición del acero de refuerzo en los elementos verticales en columnas y castillos de concreto reforzado, así como muros de mampostería confinada (figs a 11-38). Los dafios se concentraron en la vecindad de las ventanas y en los dos niveles superiores, siendo de nivel intermedio a severo en el segundo nivel del cuerpo sur, y de menor a intermedio en todos los demás. En la fig se presenta la fachada frontal del cuerpo norte del hotel. Se aprecia la concentración y severidad del daño en el segundo nivel. FIG Daño presentado en el cuerpo norte del hotel Los Ruisefiores Los elementos de fachada, como son los barandales a todo lo largo de los dos cuerpos, constituidos por elementos verticales de concreto de 1 m de altura, y unidos y rematados entre sí por una dala longitudinal de concreto, sufrieron corrimiento y desprendimiento de sus armados en su empotramiento con las losas o trabes, que demuestran el anclaje deficiente en todos los niveles de los dos cuerpos de esta edificación. El mismo elemento de fachada, constituido por el barandal mencionado, sufrió golpeteo en el área de unión entre los dos cuerpos, provocando desprendimiento de sus recubrimientos, y exposición del acero de refuerzo (fig 11-39). En los tres niveles del cuerpo de la izquierda, que presenta los mayores daños, y evidencias de deformaciones importantes, se acusan corrimientos y agrietamientos horizontales en la unión 'entre muros y trabes longitudinales, visibles desde la vialidad principal. 288

22 FIG Detalle del daño presentado en el segundo nivel del cuerpo norte del hotel FIG Desprendimiento de recubrimientos yexposición del acero de refuerzo en la columna de planta baja del cuerpo norte del hotel FIG Evidencia de golpeteo en el área de unión de los dos cuerpos del hotel Hotel Delfas El Hotel Delfos es un edificio de concreto reforzado de nueve pisos, estructurado a base de marcos con losas planas de 40 cm de peralte y columnas (fig 11-40). El hotel fue disefiado y construido en la década de los noventa. El edificio cuenta con ~ gran cantidad de muros de mampostería "no estructurales", algunos con acabados de lujo, que se usaron extensivamente como muros divisorios y como elementos de fachada. El daño estructural observado fue mínimo; 289

23 sin embargo, el daño no estructural fue importante en todos los niveles. Se presentó principalmente agrietamiento diagonal en muros, separación de éstos con el sistema estructural principal, así como agrietamiento y desprendimientos de acabados (figs y ). El daño no estructural se produjo por la excesiva flexibilidad lateral del sistema de columnas y losa plana, que propició que los elementos no estructurales participaran en la respuesta durante el sismo. Se inspeccionaron varios cuartos tipo ubicados en los distintos niveles del Hotel Delfos, donde se constató que el mobiliario del cuarto no se afectó seriamente, lo que sugiere que el sitio donde se ubica el hotel no experimentó movimientos del terreno considerables y, por tanto, que los daños observados se deben más a la flexibilidad del sistema estructural que a la intensidad de los movimientos del terreno. FIG Vista general del hotel Delfos. Se aprecian los daños en elementos no estructurales FIG Detalle del daño presentado en el hotel Delfos a consecuencia de su flexibilidad lateral La respuesta sísmica del Hotel Delfos sugiere que éste sea reestructurado para mejorar su respuesta ante sismos futuros de moderada o gran intensidad. A falta de estudios más detallados donde se tomen en cuenta las características dinámicas tanto de la estructura existente como del sitio en que ésta se localiza, parece que la mejor solución pudiera ser rigidizar a la estructura para corregir su flexibilidad lateral. En adición a la conveniencia de modificar el sistema estructural de 290

24 este hotel, se debe de considerar que muchos de los muros no estructurales y sus acabados tuvieron que ser reparados y/o repuestos. Por tanto, el desempeño del Hotel Delfos constituye un fracaso del criterio aplicado en su diseño desde el punto de vista económico, ya que no se eligió el mejor sistema estructural ante cargas laterales, sobre todo tomando en cuenta que su diseño es posterior al sismo del 19 de septiembre de 1985, donde se observó una respuesta inaceptable de edificios de mediana altura a base de sistemas de losa plana aligerada Tiempo Compartido El Tucán Se trata de dos edificios de concreto reforzado de nueve pisos construidos en 1973 y estructurados a base de marcos con losas planas de 25 cm de peralte y columnas. Los edificios estaban comunicados y ligados mediante un cubo de escaleras que unía a ambos cuerpos a través de un solo marco. Los edificios se encuentran cimentados sobre arenas compactas mediante zapatas aisladas (Camba, 1996). Se observó agrietamiento generalizado por tensión diagonal en los muros divisorios de mampostería de ambos edificios, principalmente en los primeros cinco niveles. El daño debe atribuirse a la gran flexibilidad lateral de las estructuras debido al reducido peralte de las losas planas y a las secciones transversales de las columnas, que ocasionaron que las deformaciones de entrepiso fueran importantes y que los muros sufrieran agrietamientos al momento de intentar absorber las fuerzas sísmicas, para las cuales no fueron diseñados. No se al?reclaron agrietamientos en los elementos estructurales principales. Por otra parte, al encontrarse los dos edificios ligados en un solo marco por medio del cubo rígido de escaleras, se agrietaron las losas en esa zona, formando las juntas constructivas que el diseño original de estos edificios requería. El edificio fue cerrado durante el sismo y actualmente se encuentra en proceso de reestructuración Estructuras Diversas Central telefónica de TELMEX La central telefónica de Manzanillo se encuentra ubicada en la calle de Vicente Guerrero de dicha ciudad (fig 11-42). Consta de planta baja, dos niveles y azotea; existe una zona parcial en sótano, que aloja una fosa de cables. En la parte posterior de la Central se encuentra un patio de maniobras en el que existe una torre metálica que soporta antenas; esta torre es completamente independiente del edificio (fig 11-43). Se tiene también acceso a la Central por la calle Pedro Núñez. El edificio es de forma prácticamente rectangular en planta, salvo por una pequeña entrante en la parte posterior (fig 11-44). La planta tiene m de largo, dividida en cuatro crujías de m, m, m y 4.47 m; en dirección transversal mide m en tres crujías de 4.90 m, 4.74 m y 4.65 m; la zona entrante de la parte posterior es de 4.47 por 4.65 m. Las alturas de entrepiso son de 5.30 m aproximadamente. La estructura es de concreto reforzado, a base de marcos formados por columnas y trabes, y con losas macizas apoyadas sobre vigas principales y secundarias. Los muros son de bloque cemento-arena, teóricamente no estructurales. 291

25 \ ' ) \ I FIG Vista del edificio de TELMEX desde FIG Vista del edificio de TELMEX desde la calle V. Guerrero. Obsérvese el el patio de maniobras, donde se observa desprendimiento de recubrimientos el agrietamiento de los muros o.., Q)..,.., Q) ;l <.!J Q)..., j Q) ;>" Q)... cri u o C> '" 1'.,. '" lt) CD,, ; I 4.47 I.m= o o FIG Planta de la Central telefónica de TELMEX (acotaciones en metros) Los daños observados en la fachada principal del inmueble (calle Vicente Guerrero, fig 11-42) consistieron en desprendimientos de aplanados en el segundo nivel. Dichos aplanados estaban corridos sobre las juntas constructivas entre los muros de bloque y las columnas; a lo largo de estas juntas había placas de celotex, para evitar que los muros fueran afectados por el movimiento de la estructura al desplazarse lateralmente durante los sismos (Del Valle, 1995, Tena y Del Valle, 1996). Sin embargo, la presencia de los aplanados corridos y la gran magnitud de los desplazamientos de la estructura, provocaron que, en ~eneral, tanto en la fachada como en el resto de los ejes donde había muros de bloque, teóricamente "no estructurales", hubiera colaboración de éstos a la resistencia lateral y a la rigidez, sin que hubieran sido diseñados para ello, lo que produjo daños importantes en la mayoría de los muros, sobre todo en planta baja y primer nivel. En la colindancia del lado izquierdo del inmueble, vista desde la calle Guerrero, hay una casa de dos niveles completamente pegada a la Central, sin holguras que permitan su desplazamiento libre. En la colindancia del lado derecho, existe otra casa de un nivel, con un cuarto adicional en azotea, que también se encuentra pegada a la Central, limitando sus desplazamientos laterales. La 292

26 existencia de esas construcciones vecinas propició que la Central golpeara contra ellas durante el sismo, lo que causó agrietamientos importantes en los muros de planta baja del lado derecho, al chocar contra la barda de la casa, y causando a su vez daños en los muros de la casa. También hubo daños en una de las columnas de la colindancia, donde se pudo apreciar corrosión en los estribos. A lo largo del muro derecho se han tenido serios problemas de intemperismo, debido a que la brisa marina llega por ese lado, por lo que desde hace tiempo se colocó una protección de polietileno (fig 11-45). Los golpes del lado izquierdo fueron menos severos para los muros, no así para las columnas, pues varias resultaron agrietadas severamente. Se apreció el agrietamiento de otra columna de ese mismo lado, causado aparentemente por interacción con los muros longitudinal y transversal del segundo nivel (fig 11-46). El muro longitudinal del lado izquierdo muestra daños debidos a interacción con las columnas; se pudo observar que el muro de tabique rojo de la casa vecina fue evidentemente construido después que la Central, pues la mezcla de las juntas quedó desbordada. PIG Vista del edificio de TELMEX desde la calle de Vicente Guerrero, donde se aprecia que el muro a la derecha de la fotografía cuenta con una protección de poliestireno para soportar los efectos del intemperismo Las conexiones trabe-columna en general no muestran daños. En la fachada posterior de la Central, hacia el patio de maniobras, pudieron observarse también daños en los muros de bloque que colaboraron a la resistencia y a la rigidez (figs y 11-47). Es evidente que los daños observados se debieron principalmente a dos causas: (l ) separación inadecuada de las construcciones colindantes, contra las que golpeó la Central, lo que provocó daños en columnas y en muros "no estructurales' y, (2) falta de holgura adecuada en las juntas constructivas entre muros "no estructurales" y estructura de la Central, lo que provocó daños tanto a la estructura como a los muros (fig 11-48). No se observaron problemas causados por falla de la cimentación, que según información recibida consiste en un cajón sobre pilotes. 293

27 Los daños sufridos por la Central son importantes; sin embargo, se considera que la estructura puede repararse, incluso sin interrumpir el servicio telefónico. Cabe mencionar que durante una segunda visita al inmueble el 12 de octubre de 1995, ocurrió una réplica de M s =6.1 que no causó ningún problema adicional. FIG Severo agrietamiento de una columna del edificio de TELMEX FI G Vista del edificio de TELMEX desde el patio de maniobras, donde se observa daño por tensión diagonal en el murete de ventana del 2do nivel FIG Agrietamiento por tensión diagonal de un muro de mampostería en el cubo de escaleras 294

28 Se sugirió elaborar un proyecto de reestructuración que tomara en cuenta el estado de la estructura; tal como encamisar las columnas dañadas con ángulos y celosía metálica y sustituir la mayor parte de los muros de bloque por muros de concreto reforzado, bien ligados a la estructura, para liberar a ésta de la mayor parte de los efectos sísmicos, que se tomarían con muros en la dirección transversal combinados con elementos metálicos de contraventeo en las fachadas que no tienen muros (Del Valle, 1995). Se indicó la conveniencia de separar la Central de sus colindancias, además de dar una solución adecuada al muro de colindancia del lado izquierdo para evitar los problemas de intemperismo debidos a la brisa marina Plaza Santiago Plaza Santiago es un complejo de seis edificaciones de uno y dos niveles, cuyo sistema estructural es a base de marcos resistentes a momento, de acero estructural, con sistema de piso a base de losa plana aligerada de concreto reforzado. Los muros divisorios interiores y la estructura de fachada es de mampostería, no en todos los casos debidarnente confinada. El complejo está ubicado en terreno arenoso plano, prácticamente en zona de playa. FIG Edificio de dos niveles de Plaza Santiago. Vista del pasillo sur del edificio La plaza constaba de seis edificaciones, cinco de un nivel y una sola de dos niveles. La única estructura que pre entó falla estructural fue la de dos niveles, que albergaba oficinas de la Policía Judicial del Estado de Colima. Esta estructura está formada por un cuerpo principal o central a base de marcos resistentes a momento de acero estructural, y un pasillo exterior, que rodea a la estructura central, estructurado a base de marcos de concreto reforzado (fig 11-49). La falla se presentó únicamente en la estructura de los pasillos ubicados al norte y al sur del edificio. Durante la visita fue dificil identificar el refuerzo transversal de las columnas de concreto reforzado, pero se puede pensar que el marco exterior de concreto reforzado fue incapaz de soportar las demandas de desplazamiento que sí soportaron los marcos centrales de acero estructural. Por tanto, la falla de los pasillos se supone que es debida al insuficiente refuerzo o inadecuada distribución del mismo en las columnas de concreto reforzado del primer nivel. En la fig se muestra el refuerzo longitudinal de una columna del pasillo sur de este edificio. Se 295