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ING. ARQ. P A B L O F R A N C I S C O P E Ñ A C A R R E R A

PASEO DE LA HERRADURA No. 394 TEL–FAX 52914083

PARQUES DE LA HERRADURA, HUIXQUILUCAN, EDO. DE MÉXICO

CED. PROF. 320817 E-MAIL: [email protected]

Miembro de la Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural (SMIE)

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México a 04 de Octubre de 2017

DICTAMEN DE SEGURIDAD ESTRUCTURAL DE LOS TRES EDIFICIOS DE

AULAS TIPO, DE LA ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA UNIDAD

CULHUACÁN, DEL INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL.

1. Datos generales del edificio tipo

1.1. Ubicación.- Los edificios se ubican en Avenida Santa Ana 951, San Francisco

Culhuacán, Zona Urbana Ejidal San Andrés Tomatlán, 09080, Delegación Coyoacán,

Ciudad de México

1.2. Área del edificio.- Cada edificio tipo tiene un área total construida de 4,758.90 m2 de

superficie, ocupando 1,189.73 m2 en planta baja.

1.3. Número de niveles.- Cada edificio tiene cuatro niveles, sobre nivel de banqueta.

1.4. Uso o destino.- Está destinado a aulas, con más de 1,000 ocupantes, por edificio,

por lo cual es una estructura del grupo A,

1.5. Edad del edificio.- La edad estimada del edificio, es del orden de cuarenta y tres

años.

2. Datos técnicos del edificio

Los datos fueron tomados de la documentación del proyecto estructural proporcionada a

quien suscribe, a saber:

- Seis planos estructurales, denominados

E.1.00 PLANO No,1 CIMENTACIÓN DEL EDIFICIO DE AULAS.

E.1.0 – E.4.0 PLANO No. 2 LOSA TAPA.

E.1.(1, 2 y 3) E.1.AZ PLANO No. 3 DISTRIBUCIÓN DE CAJAS; PARA LOS

NIVELES 1, 2 y 3; Y NIVEL DE AZOTEA.

E.4.(1, 2) PLANO No. 4 ARMADO DE NERVADURAS DE LOS NIVELES 1 Y 2

E.4.3 PLANO No. 5 ARMADO DE NERVADURAS NIVEL 3

E.4.AZ PLANO No. 6 ARMADO DE NERVADURAS EN AZOTEA

Asimismo, quien suscribe efectuó una visita de inspección el día martes 03 de

octubre de 2017.

2.1. Antecedentes.- La estructura del edificio fue proyectada en 1974 y fue objeto de un

proyecto de reforzamiento antes de cumplir diez años; el cual consistió en encamisar

las columnas del edificio con concreto reforzado. La sección original de las columnas

era 40X70 y se incrementó a 60X90. Tal reforzamiento fue juzgado necesario para

controlar las deformaciones perceptibles de las losas; misma deformación que

afectaba a los muros divisorios de bloque hueco de vitricota.






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2.2. Materiales estructurales.- La estructura en su totalidad es de concreto armado

2.3. Ubicación geotécnica.- El edificio está en la zona II, con una aceleración del suelo

normalizada ao=0.12 así como una aceleración máxima normalizada o coeficiente

c=0.48 para estructuras del grupo A y periodos Ta=0.20s y Tb=1.35s.

2.4. Sistema estructural utilizado.- La estructura es de marcos de concreto reforzado. El

valor de Q correspondiente es de 2.

2.5. Tipo de cimentación.- De acuerdo con la documentación del proyecto estructural la

cimentación consta de un cajón de compensación, rigidizado con contratrabes de

2.70 metros de peralte.

2.6. Análisis de condiciones de regularidad

Este análisis tiene como fundamento lo prescrito en el capítulo 6 de las Normas

Técnicas Complementarias para Diseño por Sismo, en el cual se enuncian once

condiciones de la regularidad. El objetivo del análisis es determinar el grado de

regularidad que presenta la geometría del edificio. El resultado obtenido es que la

estructura cumple con nueve condiciones, de un total de once, por lo cual el valor de

Q=2, debe ser afectado por un factor de corrección por irregularidad de 0.80.

2.7. Localización

11.50

2.8. Estado de los elementos estructurales.- Los elementos estructurales están en el

estado que a continuación se describe:






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2.8.1. Columnas.- Un elemento junto a la escalera, en el edificio 3 presenta indicios

de daño moderado.

2.8.2. Losas.- Los principales daños se aprecian en la unión de los ábacos con las

columnas próximas a ambas escaleras, principalmente en la escalera del extremo

sur del edificio. Estos daños decrecen de la losa de planta baja a la losa de azotea.

Asimismo, los anclajes de los muros precolados de las fachadas este y oeste,

dañaron a la losa. Esto sugiere que los desplazamientos del edificio hizo trabajar a

tales elementos porque su holgura y sus anclajes no tuvieron suficiente juego.

2.8.3. Escaleras.- si bien estos elementos no son, rigurosamente estructurales,

exhibieron un trabajo de muro de rigidez en la dirección transversal del edificio y de

puntal en la longitudinal. Este comportamiento dañó a las propias escaleras, así

como a los capiteles de las losas; a cambio le aportó rigidez lateral al edificio en

ambas direcciones.

2.9. Relación de la estructura con elementos arquitectónicos o de instalaciones.- Las

deformaciones del edificio provocaron daños en los muros divisorios de vitricota y de

concreto precolado, así como en la manguetería y los cristales de las ventanas altas

entre los salones de clase y el pasillo. Asimismo se aprecia una fisura entre la losa y

la manguetería de las ventanas de ambas fachadas, norte y sur. No se observó

relación entre las columnas y las instalaciones; sin embargo en los huecos en losas

para el paso de instalaciones se aprecian deterioros, no claramente imputables al

sismo del 19 de Septiembre de 2017.

2.10. Estado de conservación y mantenimiento.- Es bueno, pero debe mejorarse sobre

todo en los lugares poco visibles.

2.11. Análisis de la estructura

2.11.1. Para descartar o comprobar hipótesis acerca del comportamiento de la estructura se

elaboró un modelo tridimensional de la misma, con el espectro de diseño de la zona

II, estructuras del grupo A.






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Figura 1. Se ilustran los espectros de diseño, en línea azul el elástico y en línea roja

el inelástico. En línea de trazo irregular, el espectro de sitio determinado mediante la

aplicación del Programa Z del Dr. Mario Ordaz S.

2.11.2. Resultados

2.11.2.1. El periodo de la estructura, tomando en cuenta la participación de la escalera, es

de T=1.84 s, valor superior a Tb=1.35 s, límite superior de la abscisa de la

meseta del espectro.

2.11.2.2. La estructura, tomando en cuenta la rigidez que le aportó la escalera, resultó ser,

aún así, una estructura muy flexible, o deformable, sobre todo en el sentido

transversal del edificio tipo. Los desplazamientos excedieron hasta más de tres

veces los permisibles.

2.11.2.3. Tal rigidez aportada por la escalera transmitió axiales, Nmáx=200 t; cortantes,

V=83 t y momentos flexionantes, M=229 t-m; a los ábacos y a las columnas

próximas. Esto explica el daño observado en los ábacos de las losas, en la

escalera misma y, en menor grado a las columnas.

2.12. Conclusiones y recomendaciones

2.12.1. Pese al reforzamiento de columnas que tuvo lugar a principios de la década de los

ochenta, la estructura es excesivamente flexible y los desplazamientos excesivos

provocaron los daños observados. De no corregirse esta flexibilidad, en un sismo de

mayor intensidad, la estructura presenta condiciones que comprometen su

estabilidad.

2.12.2. Se recomienda efectuar un proyecto de ingeniería para rigidizar racionalmente la

estructura y obtener mejor comportamiento en función de los códigos vigentes.

Atentamente

_______________________________ Ing. Arq. Pablo Francisco Peña Carrera

Cédula Profesional 320817 Director Responsable de Obra, DRO-0122






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ANEXO FOTOGRÁFICO

Fotografía 1.- Daños en el ábaco de la tapa de planta baja, debidos al trabajo

estructural de la escalera.

Fotografía 2. Daño en el ábaco sobre una de las dos columnas próximas a la

escalera.






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Fotografía 3.- Daños en escalera que comunica a la planta baja con el primer nivel.

Fotografía 4. Esta columna y otras con este aspecto deben ser exploradas a detalle

para descartar daño en ella debido a su interacción con la escalera.






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Fotografía 5.- Daños en muros divisorios.

Fotografía 6.- Daños en muros cabeceros de concreto precolado.






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Fotografía 7.- Deterioro de huecos en losas no claramente imputable al sismo del 19 de Septiembre de 2017.

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