EVALUACIÓN DEL DISEÑO EVALUACIÓN DEL DISEÑO EVALUACIÓN DEL DISEÑO EVALUACIÓN DEL DISEÑO SÍSMICO DE ESTRUCTURAS SÍSMICO DE ESTRUCTURAS SÍSMICO DE ESTRUCTURAS SÍSMICO DE ESTRUCTURAS NUEVAS UBICADAS EN LA NUEVAS UBICADAS EN LA NUEVAS UBICADAS EN LA NUEVAS UBICADAS EN LA

COLONIA ROMA DEL DISTRITO COLONIA ROMA DEL DISTRITO COLONIA ROMA DEL DISTRITO COLONIA ROMA DEL DISTRITO FEDERALFEDERALFEDERALFEDERAL

Consuelo Gómez Consuelo Gómez Consuelo Gómez Consuelo Gómez SoberónSoberónSoberónSoberón, Alonso Gómez Alonso Gómez Alonso Gómez Alonso Gómez Bernal, Oscar M González Cuevas, Bernal, Oscar M González Cuevas, Bernal, Oscar M González Cuevas, Bernal, Oscar M González Cuevas,

Amador Terán Amador Terán Amador Terán Amador Terán GilmoreGilmoreGilmoreGilmore y Manuel Ruizy Manuel Ruizy Manuel Ruizy Manuel Ruiz----Sandoval HernándezSandoval HernándezSandoval HernándezSandoval Hernández

1

FEDERALFEDERALFEDERALFEDERAL

Puebla, 2009Puebla, 2009Puebla, 2009Puebla, 2009

� 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

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 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

MuestraMuestraMuestraMuestra

◦ Edificios en la colonia Roma◦ Más de tres niveles ◦ 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

46 Estructuras

“Aleatoriamente” distribuidas

5

distribuidas

Entre:•Chapultepec•Cuauhtemoc•Viaducto•Nuevo Leon-Veracruz

MuestraMuestraMuestraMuestra◦ Edificios de vivienda◦ Mayoría entre 2005 y 2006 ◦ Planta baja y sótano diferente configuración a otros niveles

6

Número de niveles

0 1 No Desconocido

Sótanos

MuestraMuestraMuestraMuestra◦ Mayoría con primer piso para estacionamiento

Material SótanosConcreto y

mampostería

Concreto,

mampostería y acero

Concreto reforzado

Muros

mampostería

Marcos CR y

7

Acero

Mampostería

Marcos CR y

muros mamp.

Columnas

acero y

muros CRVigueta y

bovedilla

Losa maciza

con trabes

Losacero y

losa maciza

Desconocido

Sistema de piso

� 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 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

Estructura Índice Estructura Índice Estructura Índice Estructura Índice

1 0.59 12 0.32 23 0.86 34 0.23

2 0.52 13 0.58 24 0.60 35 0.75

3 0.62 14 0.20 25 0.29 36 0.45

4 0.43 15 0.90 26 0.83 37 0.77

9

4 0.43 15 0.90 26 0.83 37 0.77

5 * 16 0.53 27 * 38 0.73

6 * 17 * 28 0.25 39 0.56

7 0.42 18 0.65 29 0.56 40 0.48

8 0.75 19 0.59 30 0.35 41 0.58

9 0.73 20 0.58 31 0.43 42 0.48

10 0.45 21 0.62 32 0.48 43 0.66

11 0.38 22 0.40 33 0.41

� Se obtiene información de planos y memorias de cálculo de los edificios seleccionados en la primera etapa

� Se estima un índice de resistencia simplificado

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ctresR VVI /=

donde

es el cortante resistente es el cortante actuante

resV

ctV

Q

cWVct =

resV 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.

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y de la esbeltez de los elementos.

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

RI

Edificio Índice de resistenciaDirección larga Dirección corta

11 1.96 2.1814 1.35 0.44

12

14 1.35 0.44

25 0.23 0.17

28 4.90 1.8830 1.61 1.7131 0.58 0.19

33 7.05 0.45

34 6.7 0.44

Edificio 14 Características:• 579 m2

• 5 niveles, 1 semisótano• 2 cuerpos conectados en dos puntos• En sótano, 41 columnas

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• 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

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

14

•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 dañosSe espera que se desempeñe bien, con algunos dañosSe espera que se desempeñe bien, con algunos dañosSe espera que se desempeñe bien, con algunos daños

Edificio 14

15

Edificio 25Características:• 377 m2

•7 niveles, 2 sótanos• Cimentación de contratrabes con losa

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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

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

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• Varios muros de mampostería y CR no cumplen con la resistencia. Columnas bien • No tiene capacidad a cortante en el entrepiso rígido No tiene capacidad a cortante en el entrepiso rígido No tiene capacidad a cortante en el entrepiso rígido No tiene capacidad a cortante en el entrepiso rígido

Edificio 31Características: • 6 niveles, 1 semisótano •Muros CR con losas planas aligeradas• Cimentación de losa con

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• 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

Edificio 31

• Desplazamientos de entrepiso y deflexiones bien • Algunos muros insuficientes • Por cargas gravitacionales, las nervaduras del primer piso son insuficientes

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piso son insuficientes • El sistema de piso no se cree que pueda transmitir El sistema de piso no se cree que pueda transmitir El sistema de piso no se cree que pueda transmitir El sistema de piso no se cree que pueda transmitir al mismo tiempo cargas gravitacionales y lateralesal mismo tiempo cargas gravitacionales y lateralesal mismo tiempo cargas gravitacionales y lateralesal mismo tiempo cargas gravitacionales y laterales

Muro B H Capacidad a flexo-

comp.

Capacidad a

corte

9026 20 700 Adecuada Inadecuada9027 20 700 Adecuada Inadecuada9040 20 455 Adecuada Adecuada9041 20 455 Adecuada Inadecuada9054 20 205 Adecuada Adecuada9055 20 205 Adecuada Adecuada9068 20 97 Adecuada Adecuada9069 20 97 Adecuada Adecuada

Edificio 31

20

9069 20 97 Adecuada Adecuada9081 20 80 Adecuada Adecuada9088 20 199 Adecuada Adecuada9089 20 199 Adecuada Adecuada9102 20 320 Adecuada Adecuada9103 20 320 Adecuada Adecuada9114 213 20 Adecuada Inadecuada9126 98 20 Adecuada Adecuada9140 502 20 Adecuada Inadecuada9141 502 20 Adecuada Inadecuada9163 20 120 Adecuada Inadecuada

Edificio 33Características: • 7 niveles • 6 ejes de columnas y muros CR en dirección larga y escaleras • Losa maciza y tramos de vigueta

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• 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

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 Se considera poco probable que usaran porcentaje Se considera poco probable que usaran porcentaje Se considera poco probable que usaran porcentaje

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-100.0

-50.0

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

300.0

350.0

0.0 10.0 20.0 30.0

Momento (ton m)

Carga Axial (ton)

-600.0

-400.0

-200.0

0.0

200.0

400.0

600.0

800.0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Momento (ton m)

Carga Axial (ton)

• Se considera poco probable que usaran porcentaje Se considera poco probable que usaran porcentaje Se considera poco probable que usaran porcentaje Se considera poco probable que usaran porcentaje mínimo en columnas. Este edificio es el de mejor mínimo en columnas. Este edificio es el de mejor mínimo en columnas. Este edificio es el de mejor mínimo en columnas. Este edificio es el de mejor comportamientocomportamientocomportamientocomportamiento

Edificio 34Características: • 6 niveles • 1061 m de área • Muros en colindancias • Columnas en la parte central

1

3

6

7

A1

3

6

7

A B C

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• 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

7

8

7

8

Croquis esquem ático en planta

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 Posibles fallas en elementos columna Posibles fallas en elementos columna Posibles fallas en elementos columna

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Tema E 25 E 31 E 34 E 14 E 33

Memoria de cálculo incompleta einadecuada

Si Si Si Si Si

Planos incompletos y sin detalles Si Si Si Si SiPeriodo fundamental de vibración (s) 0.62 0.41 0.81 0.42 0.85Estructura irregular Si Si Si Si SiAdecuada rigidez lateral Si Si Si Si Si

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Adecuada rigidez lateral Si Si Si Si SiAdecuada rigidez por cargas gravitacionales Si Si Si Si Si

Resistencia adecuada en vigas Si Si Si No SiResistencia adecuada en columnas No - Si No -Resistencia adecuada en muros No No No - -Configuración estructural mixta Si No No Si No

� 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.

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� 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 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).

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� 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 � 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.

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