Comportamiento sísmico de edificios dañados por terremotos en México


Se presenta un breve resumen que contiene información de una serie de documentos elaborados por el Instituto de Ingeniería de la UNAM en los meses posteriores a los sismos de 1985, como resultado de los estudios realizados por diversos investigadores para la evaluación de los efectos de esos sismos en las edificaciones de la ciudad de México.

Se hizo seguimiento de los edificios que habían sido reportados como dañados en los informes de los sismos ocurridos en 1957 y 1979 en la ciudad de México. Se determinaron las acciones de reparación a las que habían sido sometidos y se evaluó el comportamiento en los sismos de septiembre de 1985.

De la información recabada se extraen algunas estadísticas y ciertas conclusiones cualitativas acerca de la eficiencia de los procedimientos de refuerzo adoptados. Se concluye que esta eficiencia fue muy pobre porque los edificios se reforzaron para resistir fuerzas inferiores a las que se vieron sujetos en los sismos recientes, porque en general las acciones se limitaron a refuerzos locales y porque con frecuencia la calidad de la ejecución fue pobre.

Tanto para los elementos particulares como para la estructura en su conjunto, se llegó a calificar el daño estructural y no estructural en tres niveles: grave, moderado y leve.

a) El daño estructural de un elemento se califico como:
  • Grave: para agrietamientos con aberturas superiores a 1.0 mm, o aplastamientos del concreto o pandeo del refuerzo.
  • Moderado: para grietas atribuibles a cargas externas con espesores entre 0.2 y 1.0 mm.
  • Leve: para grietas menores.
b) El daño de la estructura en su conjunto se califico como:
  • Grave: cuando había suficientes casos de daño grave en elementos aislados para poner en peligro la estabilidad de una parte importante de la construcción, edificios con desplome mayor a 0.5%.
  • Moderado: cuando elementos con daños graves eran aislados o había más de 20% de elementos con daño calificado como moderado, edificios con desplome entre 0.3% y 0.5%.
  • Leve: para daños leves en los elementos aislados o daños moderados en no más de 20% de los elementos, edificios con desplome entre 0.15% y 0.30%.
Las zonas de mayor gravedad de daños muestran buena coincidencia en los tres casos de eventos e indican amplificación mayor del movimiento del suelo en un área en que los depósitos de arcilla tienen ciertas características de espesor y compactación que les proporcionan un periodo natural de vibración del orden de 2 seg.

Tipologías de edificios dañados y modos de falla:

a) Numero de edificios dañados. 22 edificios en 1979, 69 en 1957 y 331 en 1985.

b) Numero de niveles. En los tres eventos el mayor número de edificios dañados coincide en el intervalo entre 6 y 15 niveles, revelando la mayor vulnerabilidad de construcciones cuyos sistemas estructurales y características de vibración son típicos de esa altura.

c) Sistema estructural. Para los tres eventos la mayoría de los daños ocurre en estructuras de concreto mientras que en las de acero el numero de casos es reducido y referido tanto en 1957 y en 1985 a estructuras muy antiguas con excepción de un par de casos. Las construcciones de mampostería tienen una tasa de daño muy reducida. Las de 1957 se refieren esencialmente a construcciones atípicas, de alturas de muros excepcionalmente elevadas, de materiales muy deteriorados y de baja calidad.

d) Características de los edificios dañados. Entre las características que se presentan con mucha frecuencia en los tres casos destacan: la ubicación en esquina, los problemas previos de cimentación y el choque con edificios adyacentes. No se detecto en los anteriores un numero elevado de fallas en pisos superiores como ocurrió en este último evento.

e) Modos de falla. Destaca que mientras en 1957 el modo de falla prevaleciente fue por cortante en vigas, en 1979 hubo una proporción casi uniforme de media docena de modos de falla y en 1985 dominó la falla por cortante o flexo compresión de columnas y los problemas en losas reticulares, las que no existían prácticamente en 1985. Las diferencias de los modos de falla pueden atribuirse por una parte a las distintas características de los movimientos del terreno, sobre todo la mayor duración del sismo de 1985 puede haber propiciado un deterioro progresivo de la capacidad de las columnas. Por otro la práctica de diseño aumentó la seguridad ante falla por cortante en vigas e introdujo las losas reticulares en las que se hacen más críticos los efectos en las columnas.

Conclusiones:
  • La conclusión más clara es que la eficiencia de las intervenciones de refuerzo realizadas anteriormente fue baja porque se tendió a procurar una resistencia menor que la necesaria para soportar un sismo como el de 1985; porque se trató en la mayoría de los casos de refuerzos locales sin buscar la rigidización y refuerzo global de la estructura y de su cimentación; porque no se cuidaron los detalles de conexión de los refuerzos con la estructura existente y porque en un número significativo de casos de calidad de la ejecución del refuerzo fue pobre.
  • Se cuenta ahora con técnicas de eficiencia comprobada en México y en otros países para reforzar las construcciones dañadas de manera que alcancen la seguridad ante sismo prevista en las Normas de Emergencia. Es de esperarse que la observancia de estas normas y el empleo de las técnicas adecuadas de proyecto y ejecución permita evitar se vuelva a presentar una alta incidencia de daños en estructuras reforzadas.

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