Informe Técnico de Evaluación Estructural

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NACIONES UNIDADS
DESCRIPCION: ESTUDIO DE EVALUACION ESTRUCTURAL
FECHA: 20 Sept. 2011
PAGINA: - 1 -
Informe Técnico de
Evaluación Estructural
Casa de la Organización de las Naciones Unidas
(ONU)
Santo Domingo, Rep. Dom.
20 de Septiembre de 2011
REALIZADO POR:
ING. LUIS OSVALDO SAILLANT OBJIO
MAESTRIA EN INGENIERIA ESTRUCTURAL
ING. EISENHOWER CHALJUB
MAESTRIA EN INGENIERIA ESTRUCTURAL
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PAGINA: - 2 -
1. MEMORIA DESCRIPTIVA.
1.1 Introducción.
El presente informe tiene como finalidad reflejar los resultados del estudio estructural
efectuado a la edificación que aloja la Casa de las Naciones Unidas, ubicada en la avenida
Anacaona #9, Sector Mirador Norte, Distrito Nacional, Republica Dominicana.
Dada la naturaleza de la estructuración, compuesta esencialmente por muros de mampostería
construidos en la década de los años 1970, la herramienta seleccionada fue el Análisis Dinámico
Espacial Espectral. Que para este tipo de estructura tiene una excelente confiabilidad en la
determinación de las demandas sobre las estructuras y en las evaluaciones de las capacidades.
La demanda como representación de los efectos de las acciones (gravitación, sismo), la
capacidad como la capacidad que posee la estructura para resistir la demanda.
1.2 Descripción Estructural:
La estructura en cuestión está compuesta por muros de mampostería como elementos sismo
resistentes básicos, con zonas localizadas donde se encuentran pórticos, en ambos casos
sostienen un sistema de losas macizas que actúan en ambas direcciones.
El sistema estructural no posee una distribución clásica para sistemas estructurales concebidos
para resistir fuerzas sísmicas en términos de regularidad geométrica en planta.
Se observa que ha sido una estructura que ha tenido una evolución estructural por etapas. No
Existiendo ningún tipo de historia documentada de cómo fueron realizándose los diferentes
anexos, ni la ingeniería con las que fueron ejecutados.
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ISOMETRICA
PLANTA 1ER NIVEL
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PLANTA NIVELES TIPICOS SUPERIORES
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1.2 Solicitaciones Utilizadas:
1.2.1 Cargas gravitacionales:
1.3 Calidad de los Materiales:
Resistencia cilíndrica del concreto:
f”c= 300.00 kg/cm2 (promedio medida)
Esfuerzo de fluencia del acero de refuerzo: Fy= 2,800.00 kg/cm2 (único para la época)
Resistencia de la Mampostería
fm=60.0 kh/cm2
(típico para la época)
1.4 Referencias y Normas Utilizadas.

Reglamento R-027 Diseño y construcción de edificios de mampostería MOPC

Reglamento R-001 Análisis y Diseño Sísmico de Estructuras. MOPC

ATC 40 Seismic Evaluation an retrofit of concrete Buildings

Earthquake hazard Mitigation for Nonstructural Elements, FEMA

Standard for Seismic Evaluation of Existing Reinforced Concrete Buildings, JAPAN
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2.- Determinacion de la Demanda Sísmica.
2.1 Selección de la zona sísmica.
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2.2 Determinacion de las propiedades del Sitio.
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2.3 Determinacion de la clasificación de la Edificación
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2.3 Demanda sísmica evaluada
8.00
7.00
6.00
5.00
Cb min x 9.81
4.00
Sa x 9.81
3.00
2.00
1.00
0.00
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
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3 Criterios de Desempeño.
El criterio de Desempeño de la edificación se basa en el establecido por SEAOC (Structural
Engineers Association of California), aceptado por las más importantes instituciones y
agencias).
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4. Situación Actual.
Datos de Campo.
En la visita realizada al proyecto, se levantó la ubicación de los elementos estructurales de la
edificación y la geometría de estos.
Inspección Visual: Se inspeccionó la edificación con la finalidad de observar grietas y/o
diferencias entre los planos y la estructura existente. En una viga se observaron grietas en
sentido vertical, que van desde la parte superior a la superior, distribuidas en toda la longitud
de la viga. Las mismas se muestran en las fotografías siguientes:
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Ensayos Realizados: Con la finalidad de confirmar la resistencia de los materiales que se
emplearon en la construcción, realizamos los siguientes ensayos:
Resistencia a la Compresión: Se utilizó el Esclerómetro o Martillo Schmidt, este ensayo
consistió en realizar una prueba no destructiva como describe la norma ASTM C-805, a los
elementos de concreto (columnas, vigas, muros y losas) para obtener una resistencia a la
compresión, la cual medimos en los elementos que ensayamos y se detalla posteriormente en
este informe, con la ubicación en planta y los resultados de cada elemento.
Radiografía del Acero: Para identificar la posición y el diámetro tanto del acero longitudinal
como transversal, además de la cantidad, se utilizó el equipo FERROSCAN RV-10 de HILTI, el
cual realiza una radiografía tal y como se muestra en la foto siguiente:
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También realizó un Quick Scan que consiste en recorrer la longitud del elemento y obtener una
gráfica que nos muestra la separación de los estribos o el acero longitudinal, esto se realizó en
columnas, vigas, muros de mampostería y losas.
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QUICK SCAN
Resultados de los Ensayos a Compresión con Martillo Schmidt
A continuación mostramos la tabla de elementos ensayados:
En total se ensayaron:
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TABLA DE ENSAYOS RESISTENCIA A LA COMPRESION EN ELEMENTOS
ESTRUCTURALES
Nivel
1er
ID DEL ELEMENTO
RESULTADO MARTILLO SCHMIDT
COLUMNAS
CHEQUEO
C1-1
Resistencia a la Compresión f'c=263.50 Kg/cm²
VIGAS
CHEQUEO
V1-1
Resistencia a la Compresión f'c=396.50 Kg/cm²
MUROS
CHEQUEO
M1-1
Resistencia a la Compresión f'c=320.50 Kg/cm²
M2-1
Resistencia a la Compresión f'c=254.00 Kg/cm²
LOSAS
CHEQUEO
L1-1
Resistencia a la Compresión f'c=368.00 Kg/cm²
TABLA DE ENSAYOS RESISTENCIA A LA COMPRESION EN ELEMENTOS
ESTRUCTURALES
Nivel
ID DEL ELEMENTO
2do
RESULTADO MARTILLO SCHMIDT
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VIGAS
CHEQUEO
V1-2
Resistencia a la Compresión f'c=387.00 Kg/cm²
V2-2
Resistencia a la Compresión f'c=339.50 Kg/cm²
TABLA DE ENSAYOS RESISTENCIA A LA COMPRESION EN ELEMENTOS
ESTRUCTURALES
Nivel
3er
ID DEL ELEMENTO
RESULTADO MARTILLO SCHMIDT
COLUMNAS
CHEQUEO
C1-3
Resistencia a la Compresión f'c=483.50 Kg/cm²
LOSAS
CHEQUEO
L1-3
Resistencia a la Compresión f'c=406.00 Kg/cm²
- Columnas (2)
- Vigas (3)
- Muros (2)
- Losas (2)
El promedio de la resistencia de los elementos ensayados es de 357.61 kg/cm 2.
Resultados de las Radiografías con Ferroscan RV-10
A continuación mostramos la tabla de elementos ensayados:
TABLA DE ESCANEO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES
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Nivel
ID DEL ELEMENTO
COLUMNAS
C1-1
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1er
INFORMACION DEL ELEMENTO
ACERO LONG.
6 ø 1"
ACERO TRANSV.
ø 3/8 '' @ 0.20 m
MUROS
ACERO VERTICAL
ACERO HORIZONTAL
M1-1
ø 3/8 '' @ 0.16 m
ø 3/8 '' @ 0.14 m
M2-1
ø 3/8 '' @ 0.25 m
ø 3/8 '' @ 0.30 m
VIGAS
ACERO LONG.
ACERO TRANSV.
V1-1
LOSAS
L1-1
ø 3/8 '' @ 0.18 m
ACERO EN "X"
ø 1/2 ''
@ 0.33 m
ACERO EN "Y"
ø 1/2 ''
@ 0.30 m
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TABLA DE ESCANEO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES
Nivel
ID DEL ELEMENTO
2do
INFORMACION DEL ELEMENTO
MUROS
ACERO VERTICAL
M1-2
ø 3/8 '' @ 0.40 m
M2-2
ø 3/8 '' @ 0.40 m
M3-2
ø 3/8 '' @ 1.40 m
M4-2
No se aprecia acero
M5-2
ø 3/8 '' @ 0.41 m
M6-2
ø 3/8 '' @ 0.80 m
VIGAS
ACERO LONG.
ACERO TRANSV.
V1-2
2 ø 3/8"
ø 3/8 '' @ 0.49 m
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TABLA DE ESCANEO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES
Nivel
ID DEL ELEMENTO
3er
INFORMACION DEL ELEMENTO
COLUMNAS
ACERO LONG.
ACERO TRANSV.
C1-3
4 ø 1"
ø 3/8 '' @ 0.20 m
MUROS
ACERO VERTICAL
M1-3
ø 3/8 '' @ 0.80 m
M2-3
ø 3/8 '' @ 0.60 m
M3-3
ø 3/8 '' @ 0.60 m
LOSAS
ACERO EN "X"
ACERO EN "Y"
L1-3
ø 1/2 '' @ 0.09 m
ø 1/2 '' @ 0.10 m
En total se ensayaron:
-Columnas (2)
-Muros (11)
-Vigas
(2)
-Losas
(2)
Los resultados de cada una de las radiografías se encuentran en el anexo 1.
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4.- Resultados analiticos
Con los datos geométricos, de armado (estadísticos), y de la propiedad de los materiales
detectadas en el sitio, se procede a construir un modelo matemático, donde se introduce las
demandas (sísmicas, gravitacionales o las que sean de interés), de manera que puedan
compararse con las capacidades. Donde se detecte capacidades inferiores a la demanda se
presenta una potencial falla para las hipótesis supuestas.
Deficiencias de capacidad en la estructura.
Se enumeran 3 tipos de deficiencia de capacidad estructural de importancia en la estructura y
que se enumeran y de describen a continuación:
Deficiencia 1: Local, De naturaleza gravitacional y sísmica
Deficiencia 2: Local, De naturaleza gravitacional. Signos físicos de falla.
Deficiencia 3: Global, de naturaleza sísmica
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4.1 Deficiencia 1
Se produce en las vigas en voladizo de la marquesina de entrada central, para una combinación
de carga sísmica. Modo de falla por esfuerzo cortante. Alta demanda de acero negativo.
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FOTO VOLADIZO FRONTAL
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4.2 Deficiencia 2.
Se produce en el nivel 2, con signos físicos de inicio de falla, y localizada según esquema
siguiente:
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Grafica analítica de Falla de la deficiencia 2:
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DESCRIPCION: ESTUDIO DE EVALUACION ESTRUCTURAL
Foto de falla de la deficiencia 2:
FECHA: 20 Sept. 2011
PAGINA: - 27 -
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DESCRIPCION: ESTUDIO DE EVALUACION ESTRUCTURAL
FECHA: 20 Sept. 2011
PAGINA: - 28 -
GRIETA DE FLEXION, AMPLIACION (FALTA DE AVERO POSITIVO)
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FECHA: 20 Sept. 2011
PAGINA: - 29 -
GRIETA DE FALLA POR CORTE EN EXTREMO DE VIGA
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FECHA: 20 Sept. 2011
PAGINA: - 30 -
4.3 Deficiencia 3
Falta de capacidad de fuerza cortante en más de un 70 por ciento de los muros de
mampostería en la edificación. A continuación se muestra una parte de los resultados
analíticos.
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FECHA: 20 Sept. 2011
PAGINA: - 31 -
5.- Conclusiones y Recomendaciones.
De los resultados de la investigación tanto analítica como de prueba de materiales, se hacen las
siguientes recomendaciones:
Se hace necesario introducir un proceso de rehabilitación sísmica. Se han identificado
esencialmente varios tipos de vulnerabilidades, que se han enumerado y llamados :
Deficiencia de capacidad 1
Deficiencia de capacidad 2
Deficiencia de capacidad 3
Las resistencias de capacidad 1 y 2 plantean un proceso de Rehabilitación puntual y de
emergencia primaria, sobre todo la deficiencia 2.
Con relación a la deficiencia de capacidad Generalizada 3, presenta en la estructura la
necesidad de un proceso de rehabilitación sísmica global. Dicho proceso de
rehabilitación es una labor que involucra uno o dos aspectos fundamentales:
1.- Aumentar las capacidades de los elementos deficientes por medio de un estudio y
diseños estructurales de reforzamiento de los elementos.
2.- Diseñar una estructura auxiliar de manera que se eliminen las demandas en los
Elementos críticos.
La Evaluación del riesgo sísmico y la rehabilitación sísmica es una tarea compleja e
intimidante. Planificar para un riesgo que viene con el tiempo, pero que pasa de manera poco
frecuente es dificultoso. Los terremotos son únicos en cuanto a desastres naturales ya que
pueden ocurrir aviso. FEMA, hazard mitigation, seismic rehabilitation process..
Preparado por:
Ing. Luis O. Saillant Objío
Maestría en Ingeniería Estructural
Ing. Eisenhower Chalhub
Maestría en Ingeniería Estructural