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LOS SISMOS EN MÉXICO, EVALUACIÓN - gob.mx€¦Zapatas aisladas Zapatas corridas Cimiento de piedra Losa de cimentación Cimentación Cajón Pilotes / pilas No se sabe Igual al de

Oct 26, 2019

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CIUDAD DE MÉXICO A 03 DE SEPTIEMBRE DE 2019

LOS SISMOS EN MÉXICO, EVALUACIÓN DE DAÑOS Y ANÁLISIS DE

ESTRUCTURAS

Subdirección de Riesgos Estructurales

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CIUDAD DE MÉXICO A 03 DE SEPTIEMBRE DE 2019

TIPOS DE ESTRUCTURAS Y VULNERABILIDAD EN LAS

EDIFICACIONES

Subdirección de Riesgos Estructurales

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- Sistemas estructurales

- Elementos estructurales

- Materiales

- Características del movimiento ante sismo

- Fuerzas actuantes sobre las estructuras de edificación

- Aspectos que generan vulnerabilidad

- Conclusiones y recomendaciones

Aspectos a tratar

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Necesidad de evaluación

Daños

estructurales

Evaluación de la

seguridad estructural

• Datos generales: uso, núm. pisos, ubicación

• Tipo de sistema estructural, dimensiones

• Geometría de elementos estructurales

• etc.

Después de un evento (vg. sismo)Estado actual de edificios

Evaluación de la

susceptibilidad de daño

Información

para

recabar en

campo

¿Por qué revisar?

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Publicado en 1995 Publicado en 1998

¿Cómo revisar?

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Publicado en 2001

Segunda reimpresión

¿Cómo revisar?

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Opcional

Urgente

Necesaria

1.- Habitable

Se puede usarNo indispensable dictamen de seguridad estructural

Los resultados y comentarios no constituyen un dictamen de seguridad estructural, son recomendaciones para la toma de decisiones por parte del dueño y la autoridad local

2.- Seguridad en duda

Entrada restringidaSe recomienda un dictamen de seguridad estructural

3.- Insegura

No se permite el accesoObligatorio un dictamen de seguridad estructural.

¿Qué resulta de la revisión?

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Conjunto de elementos estructurales (vigas, columnas, losas, armaduras, etc.)que transmiten la carga de un edificio a sus apoyos.

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Conjunto de elementos estructurales (vigas, columnas, losas, armaduras, etc.)que transmiten la carga de un edificio a sus apoyos.

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Conjunto de elementos estructurales (vigas, columnas, losas, armaduras, etc.)que transmiten la carga de un edificio a sus apoyos.

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Pueden identificarse tres tipos de elementos estructurales:

Elementos verticales, o de soporteElementos que forman el sistema de piso/techoElementos de la cimentación

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Pueden identificarse tres tipos de elementos estructurales:

Elementos verticales, o de soporteElementos que forman el sistema de piso/techoElementos de la cimentación

Sistema estructural

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Formato de captura de información

Información general

Sistema estructural

Evaluación de daños

Croquis del inmueble

INFORMACIÓN GENERAL

Nombre del inmueble:

Calle y número: Colonia:

Formato de captura de datos para evaluación estructural

actualización del formato: junio 2018

Fecha:

Pueblo o ciudad: Delegación/Municipio: Estado:

Código postal:

Referencias:

Coordenadas: ( _________________ N, _________________ O, __________ msnm)

Contacto: nombre, cargo, correo-e: Teléfono: +( )

(entre calles "A" y "B", un sitio notable, etc.)

Us

o:

Vivienda

Oficinas

Comercio

Escuela

Otro:_______________________________

Desocupada

Hospital

Iglesia

Reunión (cine/estadio/salón)

Industrial (fábrica/bodega)

Número total de niveles, n = _______

Número de sótanos: _______

Pisos para estacionamiento: _______

Número ocupantes: _______

de construcción: ________

de daño severo: ________

de rehabilitación: _______

Planicie

Ladera de cerro

Rivera río/lago

Fondo de valle

Depósitos lacustres

Costa

To

po

gra

fía:

SISTEMA ESTRUCTURAL

Marcos de acero

Marcos de concreto

Columnas y losa plana

(sin vigas)

Uso de contravientos

Muros de concreto

Muros de carga de mampostería

Marcos y muros diafragma

Muros de adobe o bahareque

Muros de madera, lámina, otros

La dirección X es paralela a la fachada, indicar X,Y en el croquis

Confinada

Refuerzo interior

Simple

Muros de mampostería Sistema de piso

Losa maciza

Losa reticular

Vigueta y bovedilla

No se sabe

Zapatas aisladas

Zapatas corridas

Cimiento de piedra

Losa de cimentación

Cimentación

Cajón

Pilotes / pilas

No se sabe

Igual al de piso

Lámina

Teja

Otro:_________

Sistema de techo

Bloque concreto 20x40 cm

Tabique arcilla (ladrillo)

Tabique hueco de arcilla

Tabicón de concreto

Asimetría por muros, cubos, cargas

Grandes aberturas, entrantes/salientes

Geometría irregular en planta "L", "T", "H"

Posición del edificio en la manzana: Esquina Medio AisladoVULNERABILIDAD

Irre

gu

lar

en

Pla

ntaPlanta baja de doble altura

Muros no llegan a la cimentación

Planta baja flexible

Columna corta

Irre

gu

lar

en

Ele

va

ció

n

Grandes masas en pisos superiores

Reducción brusca de pisos superioresSeparación edificio vecino: _____ cm

Col

apso

Grie

tas

cort

ante

Grie

tas

flexi

ón

Apl

asta

mie

nto

Pan

deo

barr

as

Pan

deo

plac

as

Fal

la s

olda

dura

Columnas

Trabes

Concreto

Mampost.Mur

o

______ mm ______ cm

______ mm ______ cm

______ mm ______ cm

______ mm ______ cm

Grietas en el terreno

Hundimientos: __________ cm

Inclinación del

edificio: ________ %

Geotécnicos:

EVALUACIÓN DE DAÑOS

Otros daños: Vidrios Acabados Plafones Fachadas Bardas y pretiles Cubos (escalera/elevador ) Instalaciones

Colapso

Grietas máx:______mm

Flecha máx:_______cm

Losas: Anc

ho m

áxim

o

de g

rieta

(m

m)

Sep

arac

ión

de

estr

ibos

(cm

) No. de columnas (o muros) daño severo = _______ (colapso, aplastamiento, pandeo, grietas > 2 mm)

Entrepiso crítico (más débil y/o más dañado):

Total de columnas (muros) en el entrepiso =______

NIVEL DE DAÑO DE LA ESTRUCTURA

Colapso total Daño severo

Daño medio

Daño ligeroConexiones: Falla

Planos:CROQUIS DEL INMUEBLE Arquitectónico Estructural Mem. Calc. Constancia Seg. Estr.

(Marcar el Norte) N

Colapso parcial

Dimensiones:

Frente X = _______ m

Fondo Y = _______ m

Año de:

Elevador

Escalera de emergencia

Otras características: Mantenimiento: Zona de seguridad: Sistema contra incendio: Cisterna/tinacos: m³

X , Y en X , Y

Datos geométricos

Altura PB = ______

Altura tipo = ______

# Col X = ______

# Col Y = ______

cm

cm

Claro prom X = ______

Claro prom Y = ______

Núm. CV/MD = ______

Núm CV/MD = ______

cm

cm

Secciones

Columna prom:

Trabe prom:

b=____ h=____ cm

b=____ h=____ cm

dimensiones

[], I, H, O

[], I, H

Concr. Lx=_____ m Ly=_____ m t=_____ cm

Mamp. Lx=_____ m Ly=_____ m t=_____ cm

Posición cubos escalera/elevadores: Esquina Borde Centro

Con refuerzo horizontal

CV = ContraVenteo, MD = Muro diafragma t = espesor sin recubrimiento, L = long total

Características

hidráulicas:Alcantarilla pluvial, distancia: ______ m

Vaso regulador (presa) dist: _______ m

Cabeza de atarjea / termina tubería

(no hay pozos de ventilación calle arriba)

Año inundación más severa: __________

Altura inundación sobre el nivel de piso: _____ m

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• Características del sistema estructural de soporte vertical (marcos o muros); se identifica en dirección X y en Y

• Material y tipo de muros, Sistema de piso y techo, Tipo de cimentación

• Vulnerabilidad en planta y elevación

Características de la estructura

SISTEMA ESTRUCTURAL

Marcos de acero

Marcos de concreto

Columnas y losa plana

(sin vigas)

Uso de contravientos

Muros de concreto

Muros de carga de mampostería

Marcos y muros diafragma

Muros de adobe o bahareque

Muros de madera, lámina, otros

La dirección X es paralela a la fachada, indicar X,Y en el croquis

Confinada

Refuerzo interior

Simple

Muros de mampostería Sistema de piso

Losa maciza

Losa reticular

Vigueta y bovedilla

No se sabe

Zapatas aisladas

Zapatas corridas

Cimiento de piedra

Losa de cimentación

Cimentación

Cajón

Pilotes / pilas

No se sabe

Igual al de piso

Lámina

Teja

Otro:_________

Sistema de techo

Bloque concreto 20x40 cm

Tabique arcilla (ladrillo)

Tabique hueco de arcilla

Tabicón de concreto

Asimetría por muros, cubos, cargas

Grandes aberturas, entrantes/salientes

Geometría irregular en planta "L", "T", "H"

Posición del edificio en la manzana: Esquina Medio AisladoVULNERABILIDAD

Irre

gu

lar

en

Pla

ntaPlanta baja de doble altura

Muros no llegan a la cimentación

Planta baja flexible

Columna corta

Irre

gu

lar

en

Ele

va

ció

n

Grandes masas en pisos superiores

Reducción brusca de pisos superioresSeparación edificio vecino: _____ cm

X , Y en X , Y

Datos geométricos

Altura PB = ______

Altura tipo = ______

# Col X = ______

# Col Y = ______

cm

cmClaro prom X = ______

Claro prom Y = ______

Núm. CV/MD = ______

Núm CV/MD = ______

cm

cm

Secciones

Columna prom:

Trabe prom:

b=____ h=____ cm

b=____ h=____ cm

dimensiones

[], I, H, O[], I, H

Concr. Lx=_____ m Ly=_____ m t=_____ cm

Mamp. Lx=_____ m Ly=_____ m t=_____ cm

Posición cubos escalera/elevadores: Esquina Borde Centro

Con refuerzo horizontal

CV = ContraVenteo, MD = Muro diafragma t = espesor sin recubrimiento, L = long total

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Estructura principal vertical

Edificaciones con estructura a base de marcos: columnas y vigas

Característica: Puede ser flexibles

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Tipos de muros

Edificaciones con estructura a base de muros

Característica: Puede ser muy rígidas

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Tipos de sistemas de piso

Maciza perimetralmente apoyada Losa plana maciza

Reticular perimetralmente apoyada Losa plana reticular

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Tipos de sistemas de piso

Losa plana reticular

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Tipos de sistemas de techo

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Marcos: Concreto

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Marcos: Concreto

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Marcos: Acero

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Marcos: Compuestos

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Marcos: Contravientos

En K

En el plano del

marco

Cubre un piso

Es del tipo: Excéntrico

(se conectan a un tramo de viga con atiesadores para comportamiento plástico)

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Muros de concretoMuros de mampostería confinada

Muros de mampostería con refuerzo interior

Tipos de muros

Muros diafragma

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Fuerzas en las edificaciones

Tiempo t, sAceleración del terreno

-200

-100

100

200

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Ace

lera

ció

n

0

m

a

Aceleración del terreno

m

k

a

Aceleración del terreno

F=m·a

Efecto del movimiento del terreno en la edificación

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Fuerzas en las edificaciones

Efecto del movimiento del terreno en la edificación (Video 01)

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Fuerzas en las edificaciones

Efecto del movimiento del terreno en la edificación (Video 01)

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Fuerzas en las edificaciones

Efecto del movimiento del terreno en la edificación

Terreno (T 0 s)

T1

T2

T3

T1 T2 T3

Periodo de vibrar, seg

Re

spu

est

a (

a, v

, d, e

tc.)

k3

m3

k2

m2

k1

m1

T =2 m/k

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Fuerzas en las edificaciones

Efecto del movimiento del terreno en la edificación

-400

-300

-200

-100

100

200

300

400

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Tiempo t, s

Ace

lera

ció

n

-400

-300

-200

-100

100

200

300

400

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Tiempo t, s

Ace

lera

ció

n T = 1.4 s

Terreno (T 0 s)m

a

F=m·a

Espectrode respuesta

0

200

400

600

800

1000

0 0.5 1 1.5 2Periodo T, s

Sa

, cm

/s²

0

0

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Fuerzas en las edificaciones

Efecto del movimiento del terreno en la edificación

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 1 2 3 4 5

Periodo T, s

Ace

lera

ció

n S

a/

g

(Reinoso y Jaimes, 2009)

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Fuerzas en las edificaciones

Efecto del movimiento del terreno en la edificación

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

0 1 2 3 4 5

Periodo T, s

Sa/

g =

a/Q

'

I

II

IIIa

IIIb

IIIc

IIId

Zona c ao Ta Tb r

I 0.16 0.04 0.2 1.35 1

II 0.32 0.08 0.2 1.35 1.33

IIIa 0.40 0.10 0.53 1.8 2

IIIb 0.45 0.11 0.85 3.0 2

IIIc 0.40 0.10 1.25 4.2 2

IIId 0.30 0.10 0.85 4.2 2

𝐹 =𝑤

𝑔∙ 𝑎 =

𝑎

𝑔∙ 𝑤

𝐹 = 𝑚 ∙ 𝑎

𝐹 = 𝑐 ∙ 𝑤

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Fuerzas en las edificaciones

Efecto del movimiento del terreno en la edificación

El techo rígido distribuye las cargas sísmicas hacia los muros a la vez que forma una liga entre ellos

Los muros laterales soportan las fuerzas sísmicas y las transmiten a la cimentación

Fuerzas inducidas por el sismo

Resistencia ≥ Fuerzas actuantes

𝐹

𝑤

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Fuerzas en las edificaciones

Resistencia de las edificaciones

V1 V2

V3

V5V4

Cortante

sísmico

VR,piso = Vi

Vi = FAE FR (0.5vm*AT + 0.3P)i

vm* = esfuerzo cortante de diseño

AT,i = Li t

P = Carga Vertical

Li

t

Diseño detallado de miembros

SI

NO¿Es suficiente la densidad de muros?

VR,piso FIncrementar:

• Densidad de muros

• vm*

𝐹 = 𝑐 ∙ 𝑤

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Comportamiento sísmico

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Comportamiento sísmico

Comportamiento de edificio (Video 02)

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Problemas de estructuración

(Posible generación de vulnerabilidad)

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Algunos aspectos físicos evidentes que pueden generar condición

de vulnerabilidad en las edificaciones:

• Piso débil

• Interacción de elementos no estructurales con la estructura

• Columna corta

• Impacto entre edificios adyacentes

• Exceso de masa

• Irregularidad en planta

• Irregularidad en elevación

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Grandes diferencias en la rigidez de los pisos

Muros de corte

Cambio abrupto en la geometría Grandes diferencias en la masa de los pisos

Masas

Estructuras con irregularidad en elevación

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Ilustración animada del efecto de cambio brusco en elevación de la configuración estructural

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Irregularidad estructural en planta

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Algunos ejemplos

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Solución a irregularidad en planta:Juntas constructivas

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PLANTA PLANTA PLANTA

muros

Irregularidad estructural en planta, por disposición asimétrica de elementos estructurales verticales

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PLANTA

CMCR

Efecto de la irregularidad en planta: Torsión

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Daño por torsión en estructura con irregularidad en planta (edificio de esquina)

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V = F

Fenómeno generador de daño en columnasAcortamiento de las columnas

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V

Fenómeno generador de daño en columnasAcortamiento de las columnas

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V

Fenómeno generador de daño en columnasAcortamiento de las columnas

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V

Fenómeno generador de daño en columnasAcortamiento de las columnas

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¿ESTÁN PROHIBIDAS LAS EDIFICACIONES CON CONCEPCIÓN AUDAZ?

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¿QUÉ SE REQUIERE?

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0

5

10

15

20

25

30

35

0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012

Distorsión, mm/mm

Co

rtan

te,

t

MV-1R

MV-2R

MV-2

MV-1

0

1

Índic

e d

e d

año

Sa

Esquemas de refuerzo

Reglamentos

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Muros de concreto (contrafuertes)

0

1

Índic

e d

e d

año

Sa

Esquemas de refuerzo

Reglamentos

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Estatus de existencia de los reglamentos de construcción a nivel nacional (2019; Fuente: ANR)

Existencia de reglamentos y uso adecuado de los mismos

Reglamentos

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Re

gla

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de

l DF

19

87

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Re

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l DF

19

66

1966 2004

Comparación de armado de dos columnas para el mismo reglamento, en diferentes versiones o actualizaciones

Reglamentos

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Elementos básicos para la GIR:

- Existencia de Atlas de Peligros (y riesgos)

- Planes de desarrollo territorial y urbano

- Existencia de reglamento de construcción

- Certidumbre a la seguridad de los bienes expuestos

(edificación)

Comentarios finales

- Reducción de vulnerabilidad

- Mitigación de daño (y riesgo)

- Resiliencia

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Riesgos EstructuralesOscar López Bátiz

[email protected]

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