COMPORTAMIENTO SÍSMICO DE EDIFICIOS AFECTADOS …

DEL 24 AL 27 DE NOVIEMBRE DE 2015, ACAPULCO, GUERRERO, GRAND HOTEL

SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA SÍSMICA A. C.

COMPORTAMIENTO SÍSMICO DE EDIFICIOS AFECTADOS POR LOS MOVIMIENTOS SÍSMICOS DE 1985 EN LA CIUDAD DE TOLUCA.

Línea en Blanco

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Horacio Ramírez de Alba (1)

, Luis Alejandro Escamilla Hernández(2)

, Elizabeth Adriana Valdés Medina(1)

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Línea en Blanco 1 Coordinador, Cuerpo Académico Innovación en la Sustentabilidad, Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma del Estado de

México, cerro de Coatepéc s/n C.U. Toluca, México, C.P. 50000 [email protected] 2 Coordinador, Centro de Investigación en Ingeniería Estructural, Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma del Estado de

México, cerro de Coatepéc s/n C.U. Toluca, México, C.P. 50000 [email protected] Línea en Blanco

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RESUMEN Línea en Blanco

En este artículo se presenta el comportamiento de seis inmuebles de la ciudad de Toluca que sufrieron daños en el

terremoto del 19 de septiembre de 1985, en él se detallan los daños observados el diagnóstico preliminar, y los

trabajos posteriores que se realizaron. Así mismo se describe el comportamiento estructural que han presentado

dichos inmuebles a través del tiempo

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ABSTRACT Línea en Blanco

This paper presents the behavior of six buildings that were damaged in the earthquake of September 19, 1985, he

details the damage observed the preliminary diagnosis, and subsequent work carried out. Also describes the

structural behavior that have presented these properties through time

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INTRODUCCIÓN Línea en Blanco

El movimiento sísmico del 19 septiembre de 1985 y su principal replica del día siguiente, causaron daños que se

pueden considerar importantes en la ciudad de Toluca, en su momento el conocimiento de los mismos fue opacado

por lo ocurrido en la ciudad de México que resultó relativamente desproporcionado, sin embargo la participación de

los ingenieros locales fue determinante en el establecimiento del orden y tranquilidad entre los usuarios de los edificios afectados.

En este texto se hará mención de 6 edificios públicos y uno privado, ya que son edificios que representan una

importancia social, no por eso se quiere decir que solo los inmuebles mencionados son los únicos que se dañaron en

la localidad, es cierto que hubo daños en otros inmuebles; en los cuales los daños fueron menores y de carácter

privado, por lo que no se tiene la información precisa para comentarse.

A continuación se describen los edificios seleccionados con las características más representativas.

FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS DE LA UAEM. Edificio de concreto armado de cinco niveles, construido en 1972; tiene planta rectangular con una sola crujía en el sentido corto y ocho en el largo, presenta volados para pasillos y accesos en el sentido corto (ver figura 1). El cubo

de escaleras está ubicado entre la segunda y tercer crujía.

XX Mexican Congress of Earthquake Engineering Acapulco, 2015

Figura 1. Edificio actual de la facultad de ciencias químicas de la UAEM.

En la planta baja se ubican aulas y auditorios; en ese entonces, en el primer entrepiso se ubicaba el área

administrativa y más salones de clase, en los niveles restantes se encontraban los salones de grados superiores los

cuales contaban con laboratorios.

Descripción general de daños.

El edificio sufrió daños considerables. En su momento hubo pánico de la población usuaria, (cabe mencionar que en

el sismo de 1979, el edificio había presentado daños leves que fueron atendidos en su oportunidad). Las columnas

del primer entrepiso presentaron agrietamiento por cortante en los extremos, algunos casos con acero expuesto y

cierto grado de pandeo. Los niveles superiores ya no presentaron daño significativo en su estructura; El cubo de

escaleras sufrió agrietamiento diagonal en todos sus muros y en los niveles inferiores, así mismo en las aulas aparecieron grietas en los muros divisorios de aulas y laboratorios.

Durante el diagnostico preliminar (realizado a los siguientes días del movimiento telúrico) se obtuvieron los datos

básicos de la estructuración del inmueble, donde se encontró que la cimentación es en base a zapatas aisladas de

concreto a una profundidad de cuatro metros. El suelo de la zona es compresible debido a que el edificio se ubicó en

una región que antiguamente era un cuerpo de agua intermitente.

En cuanto a la estructuración del edificio se determinó un peso muerto excesivo en entrepisos debidos a rellenos, ya

que las trabes se construyeron con el peralte hacia arriba además que se emplazaron las instalaciones de agua, aire y

gas para los laboratorios en el mismo relleno por encima de las trabes.

Con base al levantamiento de daños observado, se determinó que el inmueble presentó efectos de torsión

importantes, debidos principalmente a la excentricidad y rigidez del cubo de escaleras.

Poco después del terremoto, se hizo un diagnóstico completo. Se investigaron los materiales, las cuantías de refuerzo y el comportamiento estructural esperado por medio de un modelo analítico, donde se trató de incluir los efectos de



los daños obtenidos en campo. Algunos de los principales resultados obtenidos fueron que el concreto presentó una

resistencia promedio f’c=280 Kg/cm2 pero con variación considerable CV de 30%. La cuantía de refuerzo fue

adecuada a las dimensiones de los elementos y a las cargas verticales. Se calcularon distorsiones probables de 3%

con desplazamientos totales de 30 cm. Así, se concluyó que la flexibilidad del primer nivel al estar las zapatas sin

liga y los efectos de torsión fueron las causas principales de los daños.

El dictamen final estableció que el edificio tenía daños estructurales severos y se recomendó en primera instancia un

refuerzo integral, incluyendo la rigidización de la cimentación por medio de trabes de liga peraltadas, el encamisado

de las columnas con ángulos de acero y conectores de solera, la inclusión de diagonales en el extremo opuesto al del

cubo de escaleras para disminuir los efectos de torsión y el retiro de los rellenos en los entrepisos para disminuir la

masa de cada entrepiso.

El rector de la UAEM en ese tiempo, planteo la posibilidad de demoler el edificio y construir otro nuevo, sin embargo al intervenir la instancia estatal para la construcción de escuelas y con base a estudios de factibilidad

económica, se decidió reforzar el edificio.

El proyecto final retomo algunas partes de lo propuesto como la rigidización de la cimentación y la disminución del

peso propio, pero en lugar del encamisado metálico y las diagonales, se decidió incluir muros de cortante en el

sentido corto en crujías alternas y muros-alero en el sentido largo, las columnas quedaron con un encamisado de

concreto de dimensiones considerables. En el cubo de escaleras se aumentaron elementos horizontales de concreto

armado y se reconstruyeron los muros.

El comportamiento estructural a partir de que se completaron los trabajos de reforzamiento ha sido satisfactorio en

general. En el movimiento sísmico de 2010 (25 años después) se presentaron nuevos agrietamientos en los muros del

cubo de escaleras, lo cual motivó una nueva evaluación sísmica aproximada utilizando un coeficiente sísmico c=0.32

y las condiciones estructurales actuales. El resultado fue que los esfuerzos y deformaciones resultaron dentro de límites tolerables. Sin embargo se mantiene monitoreado.

HOSPITAL DEL NIÑO DEL DIF Edificio de concreto armado de planta irregular con tres cuerpos en forma de “T”, las alas de la figura son edificios

de 2 niveles con un semisótano, mientras que el patín representa una estructura de seis niveles cuyo cubo de

escaleras y elevadores son excéntricos (ver figura 2). Posible año de construcción 1980.

Figura 2 Vista actual del hospital del niño. Toluca, Méx



El hospital fue evacuado el día del sismo, ya que las personas dentro del edificio cayeron en pánico por los

movimientos tan fuertes, principalmente en los pisos superiores. El edificio sufrió daños menores y agrietamientos

incipientes en muros y columnas además de varios daños no estructurales en muros divisorios y otros elementos.

El resultado del diagnóstico preliminar indicó que la cimentación era profunda, (aproximadamente de 6 a 8m), –ya

que el terreno de desplante corresponde a un lecho de un espejo de agua antiguo–, sin embargo no contaba con

elementos rigidizantes, así mismo los marcos de la estructura eran muy flexibles. Lo más destacable de este edificio,

es que debido a su irregularidad tanto en planta como en rigidez presentó efectos de torsión.

Ya que los daños fueron ligeros se hicieron solamente reparaciones generales y así funcionó por muchos años.

Cuando la autoridad a cago del hospital resolvió hacer una remodelación integral se decidió hacer una evaluación sísmica detallada. De esta manera se investigaron los materiales, se generó un modelo analítico (no se contó con

planos estructurales originales) y se hicieron mediciones dinámicas con el procedimiento de ruido ambiental, para

esto se contó con el apoyo de un grupo de investigadores de la Unidad Azcapotzalco de la UAM. De esta manera se

pudo comprobar que el edificio contaba con escasa rigidez lateral y periodos de vibración altos, resultó también

evidente el modo de vibración por torsión.

Se concluyó que el comportamiento estructural no resultaba satisfactorio aun para el coeficiente sísmico anterior

c=0.16 y como consecuencia se recomendó reforzar el edificio, principalmente: agregar un muro perimetral de

concreto en la cimentación, aumentar la sección de las trabes de liga en la cimentación. Aumentar muros de rigidez

para contrarrestar los efectos de torsión y el encamisado con concreto de algunas columnas principales. Una solución

adicional es que el edificio se dividió en tres cuerpos estructurales, dos edificios para los laterales de 2 niveles y una

del cuerpo principal de 6 niveles.

El comportamiento estructural reportado durante los sismos ocurridos desde entonces ha sido satisfactorio, no se han

presentado daños estructurales ni no estructurales y no se han reportado casos de pánico por movimiento del edificio.

ESCUELA PRIMARIA JUAN FERNÁNDEZ ALBARRÁN.

Edificio de concreto armado con marcos columna-trabe en dos direcciones perpendiculares de tres niveles con planta

en forma de “L” (ver figura 3). En esa fecha contaba con un pasillo cubierto desde el acceso al edificio, el pasillo era

con losa de concreto reforzado y soportes metálicos de perfil tubular cuadrado.


El daño del inmueble fue inminente, ya que el pasillo de acceso se colapsó (podo ser una tragedia ya que los niños empezaban a llegar, pero el acceso se debería dar a las ocho de la mañana, recordar que el sismo se presentó a la 7:19

horas). Además en el cuerpo principal aparecieron grietas en muros divisorios y algunos daños no estructurales.

El diagnostico preliminar estableció que el cuerpo principal contiene el fenómeno de columnas cortas por efecto de

muros que no cubren toda la altura de entrepiso, además debido a la irregularidad en planta se presentaron efectos de

torsión importantes. El colapso del pasillo cubierto se debió a que este estaba construido con una losa muy peraltada

cuyo peso se incrementó por relleno para dar pendiente para en el desalojo de agua de lluvia, aunado a que los

soportes estaban muy esbeltos y flexibles con escasa rigidez lateral.



Figura 3 Vista actual de la escuela primaria “Juan Fernández Albarrán”

A pocos días del movimiento símico se retiraron los escombros del pasillo cubierto que se desplomó. La oficina a

cargo de los inmuebles escolares decidió solamente hacer reparaciones locales y no volver a construir el pasillo.

Hasta ahora el comportamiento sísmico del edificio ha aparentado ser satisfactorio.

ESCUELA DE ARTES

Edificio de concreto armado de tres niveles en base a marcos rígidos formado por dos cuerpos adosados separados

por una junta constructiva.


Agrietamiento en columnas y muros próximos a la junta constructiva. Algunos daños no estructurales en muros,

pisos y plafones.

El diagnóstico preliminar indicó insuficiente separación entre los dos cuerpos del edificio que causó choque entre los

cuerpos.

Las autoridades a cargo decidieron hacer solamente reparaciones locales detallando la junta constructiva y no se ha

sabido de daños posteriores.

CLÍNICA HOSPITAL DEL ISSEMYM

Edificio de concreto armado de cinco niveles, un mezzanine y un sótano. El sótano y los dos niveles iniciales cuentan

con tres crujías en el sentido corto y 7 en el sentido largo mientras que los tres niveles superiores solo tienen dos

crujías en el sentido corto (ver Figura 4).


Gritas en columnas de tercer nivel, se observaron daños no estructurales de consideración. El hospital fue evacuado

posterior al sismo del 19 de septiembre debido a la alarma que provoco al moverse significativamente el edificio en sus pisos superiores.


Figura 4 Vista actual de la clínica hospital del ISSEMyM (Policlínica)

El diagnóstico preliminar descubrió que el edificio presentaba discontinuidad importante en rigidez a partir del

segundo piso debido a la variación de las dimensiones de las columnas, y cambio de concreto reforzado a tabique

rojo recocido en el cubo de elevadores, además de que a partir de ese nivel el edificio cambia de dimensiones

generales. Aparentemente los últimos niveles se construyeron en etapas posteriores a la edificación original.

Después de la emergencia, las autoridades a cargo hicieron solamente reparaciones locales, el hospital siguió

funcionando por varios años. Sin embargo a raíz de quejas del personal que trabajaba en el hospital respecto a

supuestas situaciones de riesgo por grietas y otros desperfectos detectados, se emprendió un estudio estructural

detallado incluyendo su evaluación sísmica. De esta manera se realizó el estudio del suelo, de los materiales, de los

detalles constructivos y las cuantías de refuerzo.

Por medio de este estudio se estableció que la cimentación no contaba con la rigidez suficiente, la estructura del

edificio con discontinuidad presentaba una disminución significativa rigidez en los marcos de los tres pisos

superiores respecto a los dos primeros. Además se confirmó que los pisos superiores se construyeron posteriormente

y la junta no se resolvió convenientemente ya que las varillas de refuerzo no tuvieron un traslape suficiente, además

de haber hecho todos los traslapes en un mismo plano. El modelo analítico permitió identificar que el comportamiento sísmico resultaba inadecuado ya que para la aceleración sísmica esperada en la zona se presentaban

demandas mayores a la resistencia existente, sobre todo en las columnas del primer nivel que resultaban muy

esbeltas por la presencia del mezanine, así como en las columnas de los pisos superiores en particular en la transición

al tercer nivel. También se detectaron efectos de torsión significativos así como deformaciones y distorsiones

mayores a los límites permitidos.

Con base en lo anterior se recomendó la reestructuración del edificio incluyendo la rigidización de la cimentación

con muros de cortante. Para uniformizar la rigidez y disminuir los efectos de torsión se propuso el encamisado

metálico de algunas columnas y la inclusión de diagonales de contraventeo en los ejes exteriores. Se propuso

también el reforzamiento mediante un casquillo metálico con conectores en las juntas mal resueltas. Esta propuesta



fue sometida a la opinión profesional del Maestro Enrique del Valle Calderón que en general aprobó el proyecto pero

propuso algunos detalles para mejorarlo en cuanto eficiencia estructural y facilidad de construcción.

La propuesta fue aprobada por la instancia médica y técnica correspondiente y se iniciaron los trabajos de

reforzamiento de la clínica hospital. Se reforzó la cimentación mediante dados y contratrabes; se encamisaron con

concreto reforzado las columnas del sótano y primer nivel con el propósito de recibir el refuerzo se contraventeo

metálico, sin embargo por cambio de administración se decidió parar la obra y se restableció el funcionamiento del

inmueble.

En los movimientos telúricos posteriores se han reportado desplazamientos en los pisos superiores que se han

atendido localmente.

EDIFICIO ALLENDE

Edificio de concreto armado de forma alargada, ochenta metros de largo por 10 de ancho, está estructurado con una

sola crujía en el sentido corto y diez en el sentido largo, Cuenta con una junta constructiva aproximadamente en el

centro del edificio y con el cubo de elevadores y escaleras adosado a una de los cuerpos cerca de la parte central de la

fachada. Ver figura 5

Figura 5 Vista del edificio “Allende” Toluca, Méx.

Descripción general de daños. Después del movimiento sísmico se observaron grietas menores en zona de juntas, algunos daños no estructurales en muros y plafones. Quizá lo más importante fue que el movimiento causó pánico en los ocupantes.


El diagnostico preliminar estableció que el sistema estructural del primer nivel consistía de una losa reticular en dos

direcciones aligerada con casetones con un peralte considerable, mientras que el sistema estructural de los pisos

superiores se cambio a losas aligeradas en una dirección con peralte menor. La junta constructiva resulto irregular y

sin la holgura requerida por lo que se generó choque entre los dos cuerpos.

Los dueños del edificio decidieron hacer solamente reparaciones locales. Sin embargo en un movimiento sísmico

posterior (1999), a pesar de que el inmueble no sufrió daños, de acuerdo al testimonio de los ocupantes se sintieron

movimientos significativos que motivaron cierto pánico. A consecuencia de lo anterior los arrendatarios de los pisos

superiores decidieron desocupar.

El edificio permaneció parcialmente desocupada por muchos años. Posteriormente, a petición de los dueños, se

realizaron dos evaluaciones con sus respectivas recomendaciones, los principales resultados fueron:

Estudio de 2005. Se ratificaron las observaciones del diagnóstico preliminar. Como consecuencia se recomendó:

aumentar la rigidez lateralmente en el sentido corto, rehacer junta constructiva para darle la holgura requerida, así

como hacer la remodelación integral de los acabados y las instalaciones eléctricas y sanitarias. Los propietarios

evaluaron la propuesta y económicamente resultó inviable por lo que no se realizaron actividades durante otro

periodo de cinco años más

Estudio de 2010. Posteriormente se realizó otro estudio integral del inmueble con una visión de reciclaje de

inmuebles abandonados o subutilizados del centro histórico de las ciudades, tomando este edificio como caso de estudio. El edificio se considera de gran valor comercial por su ubicación, pero con problemas de dimensionamiento

y estructuración, así mismo el concepto de de arrendamiento para un cliente único ya resulta incosteable. De esta

manera se recomendó un cambio de uso, con incremento de escaleras para diferentes accesos y dentro de su

reconstrucción aprovechar los nuevos módulos de escaleras para proveer de rigidez al edificio y estar capacitado para

soportar eventos sísmicos posteriores.

COMENTARIOS FINALES. A pesar que los daños reportados en la ciudad de Toluca son considerablemente menores a los ocurridos en la ciada

de México, éstos no dejan de ser de importancia. Cabe destacar que los daños reportados en este documento

representan hospitales y escuelas de dominio público. La Facultad de Ciencias Químicas de la UAEM y el hospital del niño del DIF fueron intervenidos y reparados conforme a los estudios y criterios de esa época, el resto de los

inmuebles mencionados en este texto fueron intervenidos parcialmente, lo que implica que en caso de presentarse un

terremoto de magnitud similar a la ocurrida hace treinta años (que seguro se presentará) estos inmuebles y muchos

más de la ciudad se verán afectados con consecuencias catastróficas tanto en condiciones económicas como de vidas

humanas.

El comentario final es que se debe de realizar un seguimiento de los trabajos de reparación y restauración de

los inmuebles con el propósito de que estos se lleven a cabo de principio a fin, para garantizar una respuesta

adecuada a los requerimientos posteriores a la reparación.

La experiencia queda plasmada en los edificios reparados y en el personal que intervino en la misma, sin

embargo es necesario transmitir dicha experiencia en las autoridades y nuevas generaciones para que se les dé seguimiento a los inmuebles que en su oportunidad fueron dañados, para así poder evitar una tragedia en eventos

futuros.

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