EVALUACIÓN DEL DISEÑO SÍSMICO DE ESTRUCTURAS NUEVAS UBICADAS EN LA COLONIA ROMA DEL DISTRITO FEDERAL

Transcripción

1 EVALUACIÓN DEL DISEÑO SÍSMICO DE ESTRUCTURAS NUEVAS UBICADAS EN LA COLONIA ROMA DEL DISTRITO FEDERAL Consuelo Gómez Soberón, Alonso Gómez Bernal, Oscar M González Cuevas, Amador Terán Gilmore y Manuel RuizRuizSandoval Hernández Puebla,

2 En los últimos años se incrementó el número de nuevas construcciones en el DF y se relajaron los trámites de permiso de obra y construcción Se tiene duda si las nuevas edificaciones cumplen adecuadamente con el reglamento vigente (RCDF, 2004) y si tendrán un buen comportamiento ante carga sísmica 2

3 1. Muestreo de un grupo representativo. Clasificación de las estructuras mediante una inspección visual (evaluación preliminar) 2. Selección de un grupo menor, las de condiciones menos favorables. Evaluación simplificada de la resistencia a carga lateral 3. Selección de cinco en condiciones menos favorables. Análisis elásticos detallados para evaluar su observancia del reglamento y comportamiento sismo resistente. 3

4 Muestra Edificios en la colonia Roma Más de tres niveles Construidos de 2004 a 2008 La selección de la muestra se basó en: Información del catastro Visita a la zona de estudio Páginas de venta de inmuebles 4

5 46 Estructuras Aleatoriamente distribuidas Entre: Chapultepec Cuauhtemoc Viaducto Nuevo Leon- Veracruz 5

6 Muestra Edificios de vivienda Mayoría entre 2005 y 2006 Planta baja y sótano diferente configuración a otros niveles 0 1 No Desconocido Número de niveles Sótanos 6

7 Muestra Mayoría con primer piso para estacionamiento Material Concreto y mampostería Sótanos Muros Concreto, mampostería mampostería y acero Concreto reforzado Marcos CR y Acero muros mamp. Mampostería Columnas Vigueta y bovedilla acero y muros CR Losa maciza con trabes Losacero y losa maciza Desconocido Sistema de piso 7

8 Cada edificio de la muestra fue evaluado para obtener un índice de configuración, basado en una propuesta de Hiroshiwa et al. Se califican doce parámetros que buscan conocer la factibilidad de la configuración estructural ante carga sísmica Entre los parámetros se consideran: relaciones de aspecto, tipo de diafragma, entrantes, salientes, efectos de torsión, concentración de esfuerzos, etc. 8

9 Estructura Índice Estructura Índice Estructura Índice Estructura Índice * * * 17 *

10 Se obtiene información de planos y memorias de cálculo de los edificios seleccionados en la primera etapa Se estima un índice de resistencia simplificado donde I = V / V R res ct V res V ct es el cortante resistente es el cortante actuante 10

11 V ct =W c Q Vres Se obtiene en función de las áreas de los elementos resistentes a carga lateral, número de niveles, peso de la estructura, resistencia media esperada de los materiales y de la esbeltez de los elementos. I R Si el índice es menor a uno, la demanda es mayor que la capacidad, y existen posibilidades de problemas en la estructura por carga lateral Si el índice es mayor a uno, se podría decir que la estructura tiene capacidad para resistir las cargas sísmicas laterales 11

12 Edificio Índice de resistencia Dirección larga Dirección corta

13 Edificio 14 Características: 579 m 2 5 niveles, 1 semisótano 2 cuerpos conectados en dos puntos En sótano, 41 columnas (pocas continúan en niveles superiores) y losa maciza En nivel tipo, muros de mampostería y concreto y losa de vigueta y bovedilla 13

14 Edificio 14 Los planos y memorias están incompletos No se indica armado por flexión y cortante en vigas y columnas Se modela en SAP con base rígida (altura menor de 20 m) Se usaron elementos rectos y placa T = 0.42 s Del elementos mecánicos máximos, se definió el armado y se verificó si se podía acomodar en las dimensiones propuestas Deflexiones y desplazamientos de entrepiso menores a lo que marca el reglamento Algunas vigas y columnas no tienen dimensiones suficientes Se espera que se desempeñe bien, con algunos daños 14

15 Edificio 14 15

16 Edificio 25 Características: 377 m 2 7 niveles, 2 sótanos Cimentación de contratrabes con losa plana Columnas SOT y PB Muros CR y mampostería en otros niveles, sobre losa plana. En niveles superiores losa tipo vigueta y bovedilla 16

17 Edificio 25 Edificio altamente irregular Se modeló en ETABS Componente a torsión en el modo fundamental. T=0.62 s Desplazamiento de entrepiso y deflexiones correctos Varios muros de mampostería y CR no cumplen con la resistencia. Columnas bien No tiene capacidad a cortante en el entrepiso rígido 17

18 Edificio 31 Características: 6 niveles, 1 semisótano Muros CR con losas planas aligeradas Cimentación de losa con contratrabes y pilotes No indican armado nervaduras Las columnas se modelan como columnas anchas y las losa con elementos barra T = 0.41 s 18

19 Edificio 31 Desplazamientos de entrepiso y deflexiones bien Algunos muros insuficientes Por cargas gravitacionales, las nervaduras del primer piso son insuficientes El sistema de piso no se cree que pueda transmitir al mismo tiempo cargas gravitacionales y laterales 19

20 Edificio 31 Muro B H Capacidad a flexocomp. Capacidad a corte Adecuada Inadecuada Adecuada Inadecuada Adecuada Adecuada Adecuada Inadecuada Adecuada Adecuada Adecuada Adecuada Adecuada Adecuada Adecuada Adecuada Adecuada Adecuada Adecuada Adecuada Adecuada Adecuada Adecuada Adecuada Adecuada Adecuada Adecuada Inadecuada Adecuada Adecuada Adecuada Inadecuada Adecuada Inadecuada Adecuada Inadecuada 20

21 Edificio 33 Características: 7 niveles 6 ejes de columnas y muros CR en dirección larga y escaleras Losa maciza y tramos de vigueta y bovedilla ETABS con elementos placa y rectos T=0.85 s Desplazamientos de entrepiso y deflexiones bien Vigas bien 21

22 Edificio 33 No hay información de armado en columnas. Se contruyen diagramas de interacción para porcentajes mínimo y máximo En muros no hay detalles, con capacidad si f c=250 k/cm Se considera poco probable que usaran porcentaje mínimo en columnas. Este edificio es el de mejor comportamiento Carga Axial (ton) Carga Axial (ton) Momento (ton m) Momento (ton m) 22

23 Edificio 34 A B C Croquis esquemático en planta Características: 6 niveles 1061 m de área Muros en colindancias Columnas en la parte central Losa aligerada No todas las columnas y muros son continuos en altura Cimentación de cajón con contratrabes SAP T = 0.8 s 23

24 Edificio 34 Desplazamientos de entrepiso y deflexiones bien La columna de mayores elementos mecánicos es insuficiente a flexocompresión Las nervaduras son suficientes Posibles fallas en elementos columna 24

25 Tema E 25 E 31 E 34 E 14 E 33 Memoria de cálculo incompleta e Si Si Si Si Si inadecuada Planos incompletos y sin detalles Si Si Si Si Si Periodo fundamental de vibración (s) Estructura irregular Si Si Si Si Si Adecuada rigidez lateral Si Si Si Si Si Adecuada rigidez por cargas gravitacionales Si Si Si Si Si Resistencia adecuada en vigas Si Si Si No Si Resistencia adecuada en columnas No - Si No - Resistencia adecuada en muros No No No - - Configuración estructural mixta Si No No Si No 25

26 La información proporcionada es incompleta y confusa. Se debe tener una guía de lo que se debe incluir, indicando configuración estructural e hipótesis consideradas. Es importante contar con mecanismos para una inspección adecuada de las obras. Sería conveniente realizar mediciones de vibración ambiental en las estructuras seleccionadas. Se observó el uso de sistemas de piso a base de vigueta y bovedilla, lo que amerita una revisión a fondo para saber si este sistema de piso es realmente un diafragma rígido. 26

27 Hay edificios donde se interrumpe la continuidad de los muros y columnas de un nivel a otro. La losa que soporta estos elementos experimenta deformaciones en su plano que ocasiona esfuerzos en muros y columnas. Varios de los edificios tienen configuraciones estructurales mixtas. Estos edificios no son bien evaluado con los requerimientos mínimos del reglamento. Losa transfer (edificio 25) o transmisión de carga entre la losa y los muros (edificio 31). Muchos edificios estudiados son irregulares y alguno fuertemente irregular. La sola evaluación de la rigidez y resistencia requerida por el reglamento no es suficiente para garantizar un buen comportamiento de edificios altamente irregulares (como el edificio 14). 27

28 Los cinco edificios que fueron estudiados tienen alguna deficiencia en rigidez o resistencia, lo que no necesariamente indica que colapsarán, pero si es probable que se presente algún grado de daño. se considera que para ciertas estructuras, como sistemas muy irregulares en rigidez o resistencia, o para estructuras con configuraciones mixtas, sería prudente recomendar que los diseñadores hicieran análisis más detallados de transmisión de cargas. 28