EVALUACION ESTRUCTURAL EDIFICIO “L. L.” Solicitado por: José Luis Díaz Benavidez Consultor: Ing. M. Sc. Roger Saravia A.
Propósito
El propósito es establecer el grado de amenaza que representan los daños sobre la seguridad de la edificación para clasificarla en términos de las acciones que se deben tomar. Inspección ocular: Revisión global de las estructuras dañadas y toma de fotografías a fin de analizar la naturaleza y magnitud del problema.
Datos Generales
Inmueble:
Edificio L. L.
Copropietario:
José Luis Díaz Benavidez
Dirección:
Cota Cota Calle 31
El edificio consta de dos bloques: bloque anterior y posterior con relación a la Calle 31 de Cota Cota. Tiene 6 plantas: una planta de parqueo o semisótano y 5 plantas de departamentos. El bien inmueble está establecido entre una diferencia de nivel mayor a 3 m entre el límite anterior y posterior de la propiedad.
Material:
Hormigón armado.
Sistema estructural:
Aporticado.
Número de pisos:
6 plantas
Características de la configuración:
Simetría
Cimentación:
Superficial
1
Figura 1. Vista lateral al llegar al Edificio L. L..
Aspectos Observados en Campo
EL SUELO El suelo en el área del inmueble está constituido por materiales correspondientes a remociones en masa que identifican al llamado torrente de barro de Cota Cota; dicha unidad geológica está compuesta por diferentes proporciones de baja consistencia y de características permeables de arcilla, grava, arena y limo. Se trata de un suelo de estructura desordenada vulnerable a la humedad excesiva o flujo de aguas de diverso origen; lo cual, disminuye su resistencia haciéndose plástico e inestable y cuyos procesos de consolidación causan asentamientos en obras civiles que puedan tener.
Figura 2. Se observan grietas alrededor de la edificación - producto del mal suelo.
2
Se observa en el suelo alrededor de la edificación la presencia de grietas, hundimientos, deslizamientos, asentamientos de otras edificaciones del manzano y otras anomalías en el terreno.
LA ESTRUCTURA Un examen del exterior de la estructura del edificio evidencia aspectos relevantes como la inclinación del bloque posterior del edificio y la consiguiente separación del mismo del bloque anterior. Se estima con bastante certeza que el bloque inclinado está fuera de los márgenes permitidos del parámetro denominado “la deriva”.
Figura 3. La Deriva Es la razón entre el desplazamiento relativo de entrepiso y la altura del mismo. Para edificios de hormigón armado: Δ/h ≤ 0.007.
Se evidencia un daño severo en la integridad estructural del edificio en términos de la seguridad. El piso del paso de servidumbre de la planta baja presenta una notoria separación debido a la inclinación del bloque posterior de la estructura. Se observa desde el exterior el estado general de la edificación: daños en fachadas, tabiques, cielos falsos, etc. Se establece que las vías de acceso y evacuación ya no son seguras. En el semisótano se evidencia que las columnas han sido encamisadas con hormigón armado pero no se evidencia si han entrado en carga o bien si existe transferencia de carga; motivo por el cuál, no se sabe a ciencia cierta “si están trabajando”.
Figura 4. Tipo de fisuras según el código americano del ACI.
3
La integridad de varios elementos estructurales (vigas, columnas, placas, losas) presenta fisuras anchas que por su separación (mayor a 2 mm) se catalogan dentro los márgenes de “daño estructural grave” según el código americano del ACI. Muchas de estas fisuras se pueden apreciar desde la planta semisótano. Existe un porcentaje elevado de elementos estructurales comprometidos en las áreas afectadas.
Figura 5. Se observa la inclinación del bloque posterior del edificio.
(vista lateral interior)
(vista lateral exterior)
Figura 6. Se evidencia la separación entre bloques que alcanza los 30 cm en la parte superior. 4
Columnas con acero de refuerzo al descubierto.
Columnas con encamisado.
Daños en muros de tabique.
Daños en Cielos Falsos.
Columa que no nace desde la cimentación.
Figura 7. Daños y anomalías observados en elementos estructurales. 5
LA CIMENTACIÓN
Se evidencia excavaciones entre la junta de los bloques anterior y posterior cuyo material extraído aparece depositado en el piso de planta baja del bloque inclinado como contrapeso para evitar la rotación del bloque cuya junta presenta una separación de 30 cm en la parte superior implicando una rotación vertical del bloque posterior con relación al bloque anterior ocasionando agrietamientos en varios elementos de la estructura.
Figura 8. Sacos de material de excavación sobrecargando el bloque inclinado.
La cimentación actual del edificio es una cimentación superficial (e. g. losa de cimentación). La cimentación para este edificio sobre este tipo de suelo debería haber sido una cimentación profunda. La cimentación de acuerdo al tipo y capacidad portante del suelo siempre es recomendada por un adecuado estudio de suelos. Varios copropietarios han manifestado repetidas veces que la cimentación habría sido dividida a la altura de la separación de los edificios para “independizar uno del otro”. En la buena práctica de ingeniería, la cimentación que compartan dos bloques contiguos que conforman un edificio, es concebida y calculada para funcionar de manera integral. Al dividir por la mitad una cimentación sin el debido modelado o cálculo que involucre todo el sistema estructural (e. g. modelo de elementos finitos) puede ocasionar resultados impredecibles que no están del lado de la seguridad.
6
Figura 9. La cimentación correcta para el edificio y el tipo de suelo debió ser cimentación profunda.
Figura 10. No es buena práctica de ingeniería dividir una cimentación que haya sido concebida de manera integral para soportar todo el edificio.
7
LA CUBIERTA
En la terraza de la planta 6 del departamento ocupado por el copropietario Sr. José Luis Díaz se evidencia la fractura severa de una viga de cubierta que soporta las armaduras de techo cuyo 50% de la sección transversal de dicha viga, en toda la luz del elemento, se ha desplazado con el bloque posterior inclinado durante el asentamiento y rotación del mismo. El refuerzo del acero a cortante o sea los estribos han quedado a la intemperie y vulnerables a la corrosión dejando en peligro de desplome al propio elemento y el techo. Esta viga fracturada está situada en el entretecho donde están los tanques de agua.
Figura 11. Viga de cubierta fracturada (planta 6 bloque anterior del edificio L. L.)
8
Figura 12. Estribos a la intemperie de la viga fracturada (planta 6 bloque anterior del edificio L. L.)
Vulnerabilidad Sísmica del Edificio
Si se contestan afirmativamente las siguientes preguntas, es probable que la estructura tenga un grado de sismo-resistencia adecuado. De lo contrario, es probable que sea vulnerable ante eventos sísmicos.
P.-
¿La estructura es estable ante cargas laterales?
R.-
No. Sistema estructural inclinado. Cimentación superficial. Zona de riesgo.
P.-
¿La estructura es liviana?
R.-
No. La estructura esta sobrecargada. (e. g. sacos de arena acopiados en la planta baja).
P.-
¿La estructura es regular en planta y en altura?
R.-
Sí.
P.-
¿La estructura es rígida?
R.-
No. No tiene núcleo de hormigón armado u otro mecanismo que proporcione rigidez ante la estabilidad global de la estructura.
P.-
¿La cimentación es compatible con el suelo?
R.-
No. La cimentación es superficial y el suelo de baja consistencia y estructura desordenada.
P.-
¿La edificación tiene un sistema estructural apropiado? (Los elementos verticales deben ser continuos desde la cimentación.)
R.-
No. Hay columnas que no nacen en la cimentación (véase figura). 9
P.-
¿La edificación está construida con materiales competentes?
R.-
Sí. (Aparentemente)
P.-
¿La edificación presenta buena calidad de construcción?
R.-
No. Hay acero de refuerzo que está a la intemperie sin recubrimiento. (e. g. columnas en el semisótano, etc.)
Conclusiones
En la medida de que se trata de una evaluación basada en observaciones en campo, las conclusiones tienen carácter cualitativo y son:
ESTRUCTURALES
Daño estructural severo. El estado del daño es mayor al 50% del sistema estructural.
El edificio es un peligro para la vida de las personas y requiere ser rehabilitado o demolido.
Para obtener parámetros numéricos, el edificio requiere ser evaluado con mayor detalle mediante un estudio estructural consultando la documentación del edificio (i.e. planos de cimentación, estructurales, etc.)
NO ESTRUCTURALES
Las deficiencias encontradas (e. g. fisuras y separación en los pisos, etc.) pueden afectar la seguridad de las personas y las funciones básicas.
Como elemento de decisión para concluir que el edificio requiere rehabilitación y/o demolición, se puede considerar lo siguiente:
Señales evidentes de sobre esfuerzo estructural causado por el asentamiento: agrietamiento excesivo del hormigón, vigas, columnas, exposición del acero de refuerzo, etc.
El estado del daño es mayor al 50% del sistema estructural. Puede ser más económico demoler que reparar.
10