Simulación del colapsó del edificio Nuevo León durante terremoto de 1985 en México

Simulación del colapsó del Edificio Nuevo León en México el cual fue realizado por la Universidad de Kyoto, Japón en el año 2011.

El 19 de septiembre de 1985 a las 7:19 se registró en la Ciudad de México un sismo que tuvo un epicentro superficial a una profundidad de 15 km, desde las costas de Michoacán a 400 km de distancia hasta la Ciudad de México, con una magnitud Mw = 8.0. La teoría de las leyes de atenuación de las ondas sísmicas indican que entre más viajen esas ondas, su amplitud disminuye, pero llegando a la zona compresible del Valle de México las ondas sísmicas se vuelven a amplificar, dando como resultado que en 1985 en esa zona compresible el suelo se movió con un periodo dominante de alrededor de 2 segundos, lo anterior dañó a construcciones que tenían de 8 a 15 niveles de altura con un periodo natural de vibración de 2 segundos que coincidía con el del terreno compresible, dando como resultado severos daños y colapsos de ese tipo de estructuras en esa zona compresible. Cabe mencionar que el sismo del 19 de septiembre de 1985 además, generó un movimiento extrañamente armónico del terreno durante más de 2 minutos, generando que muchos edificios colapsaran, dejando una cifra oficial de alrededor de 10,000 personas fallecidas.

Observe en el vídeo de simulación que al momento en el cual el período del espectro de respuesta de 2 segundos se convierte en dominante, las fallas de corte en las columnas de concreto reforzado (color rojo), aumentaron significativamente, disminuyó la capacidad axial del edificio contra la carga de gravedad y finalmente se produjo el lamentable colapso.

Según la estación sísmica SCT cuyos datos se muestran a continuación, la aceleración inicial del terreno en suelo blando para el sismo de 1985 fue un poco mayor a 100 gals.

Aceleraciones experimentadas en las azoteas de edificios con diferentes alturas en las estaciones CU (suelo firme) y SCT (suelo blando) para los sismos del 19 de septiembre de 1985 (rojo) y 2017 (azul). 1 gal = 1 cm/s2. Las aceleraciones reportadas corresponden al promedio geométrico de ambas componentes horizontales del movimiento.

Referencias:
Boletín ESIA ZACATENCO IPN, "Edición 42, Septiembre - Octubre 2017
Nota Informativa del Instituto de Geofísica y del Instituto de Ingeniería de la UNAM, “Nota Informativa”, 23 septiembre 2017

Construcción de puentes en arco mediante la técnica de estabilización por tirantes

La construcción de la super estructura principal de puentes en arco donde no es posible utilizar un falso puente se puede conseguir utilizando la técnica de estabilización por tirantes. Para lo cual se debe de analizar el comportamiento estructural del puente en cada una de las fases constructivas a ser empleadas con la finalidad de obtener la fuerza de pretensado en cada uno de los cables para cada fase constructiva para que frente al peso propio y peso del equipo empleado se obtenga una flecha vertical nula en los puntos de conexión de los segmentos de arco y así mismo un movimiento horizontal nulo en la cabeza de la pila provisional utilizada.

Ejemplos de puentes de arco de concreto armado que han sido, construidos con esta técnica:

El Viaducto de Almonte está construido sobre el río Almonte, situado en el subtramo embalse de Alcántara-Garrovillas, España, de 6.3 kilómetros de longitud, perteneciente a la Línea de Alta Velocidad Madrid-Extremadura. Longitud del vano central, tipo arco, de 384 metros de longitud, con una altura sobre el nivel medio del embalse de Alcántara en el entorno de los 100 metros.

 

Proceso constructivo Arco Viaducto de Almonte

Viaducto de Almonte

El Viaducto del Tajo está construido sobre el río Tajo, situado en el subtramo embalse de Alcántara, España, de 1488 metros de longitud, perteneciente a la Línea de Alta Velocidad Madrid-Extremadura. Longitud del vano central, tipo arco, de 324 metros de longitud, con una altura sobre el nivel medio del embalse de Alcántara en el entorno de los 90 metros.

Proceso constructivo Arco Viaducto del Tajo

El Viaducto Contreras está construido sobre el río Contreras, situado en el embalse de Contreras, provincias de Valencia y Cuenca, España, de 587.25 metros de longitud, perteneciente a la Línea de Alta Velocidad Comunidad de Madrid – Castilla la Mancha – Comunidad Valenciana – Región de Murcia. Longitud del vano central, tipo arco, de 261 metros de longitud, con una altura sobre el nivel medio del embalse de Contreras de 36.944 metros.

Proceso constructivo Arco Viaducto Contreras

Puente Rex T. Barber Veterans Memorial, está construido sobre el río Crooked, Oregón, EEUU, finalizada en el año 2000, y permite superar la garganta del río Crooked a una altura de 92 m. Longitud del vano central, tipo arco, de 125 metros de longitud, con una altura sobre el nivel medio del río Crooked en el entorno de los 92 metros.

 Proceso constructivo Puente Rex T. Barber Veterans Memorial

Puente Rex T. Barber Veterans Memorial

A continuación se muestra el comportamiento estructural de un puente en arco de concreto armado construido empleando tres fases constructivas utilizando la técnica precitada:

Modelo estructural primera etapa de construcción

Diagrama de fuerzas axiales primera etapa de construcción

 Diagrama de fuerzas cortantes primera etapa de construcción

Diagrama de momentos flectores primera etapa de construcción

Modelo estructural última etapa de construcción

Diagrama de fuerzas axiales última etapa de construcción

 Diagrama de fuerzas cortantes última etapa de construcción

Diagrama de momentos flectores última etapa de construcción

Animación del comportamiento de las deformaciones en la última etapa de construcción

En este ejemplo con las fuerzas de pretensado obtenidas para cada cable utilizando métodos de cálculo matriciales el comportamiento de las deformaciones fue satisfactorio ya que los movimientos en las uniones de los segmentos de arco y en la torre provisional fueron prácticamente nulos, lo cual se puede visualizar en los vídeos presentados.