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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 estructurales 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 (final)
El edificio consta de 2 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.
Ilustración 1. Cota Cota – Calle 31.
El bien inmueble está establecido entre una diferencia de nivel mayor a 3 m entre el límite anterior y posterior de la propiedad.
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Material: Hormigón armado.
Sistema estructural: Aporticado.
Número de pisos: 6 plantas
Características de la configuración: Simetría
Cimentación: Superficial
Ilustración 2. Vista lateral (lado norte) al llegar al Edificio L. L..
ASPECTOS OBSERVADOS EN CAMPO
LA ESTRUCTURA
Un examen de la estructura del edificio evidencia aspectos relevantes como la inclinación del bloque posterior del edificio y su consiguiente separación del bloque anterior. El bloque inclinado está fuera de los márgenes permitidos del parámetro denominado “la deriva”.
La separación entre los bloques anterior y posterior alcanza los 39 cm en su parte media y la altura media de entrepiso es de 2.20 m. Con éstos datos se verifica “la deriva”:
∆ 39220
0.18 0.007
La misma que ésta muy por encima del valor permisible para edificios de hormigón.
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Ilustración 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 de los elementos estructurales y constructivos del bloque (posterior) colapsado del edificio.
Se observa desde el exterior el estado general de la edificación: daños en fachadas, tabiques, cielos falsos, etc. Las vías de acceso y evacuación ya no son seguras.
En el semisótano las columnas tienen un encamisado inconcluso de hormigón armado y se estima que no han entrado en carga o bien no existe transferencia de carga; razón por la cual, no estarían trabajando.
Ilustración 4. Rango de fisuras según el código americano del ACI.
Nota.- La diferencia entre grieta y fisura radica en que las grietas atraviesan al elemento constructivo en todo su espesor y las fisuras no.
La integridad de varios elementos estructurales (vigas, columnas, placas, losas) presenta fisuras anchas que por su separación (mayor a 2 mm) y caen dentro los márgenes de “daño estructural grave” según el código americano del ACI
Existe un porcentaje elevado de elementos estructurales comprometidos en las áreas afectadas.
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Ilustración 5.
Se observa la inclinación del bloque posterior del edificio.
En la cúspide la magnitud de la separación es de 37 cm en el lado sur y 41 cm en el extremo norte.
Esto demuestra que la estructura además de asentarse está rotada con respecto al eje vertical.
Ilustración 6.
La burbuja de la herramienta evidencia la diferencia de nivel existente entre el bloque anterior y posterior debido al asentamiento e inclinación del bloque posterior del Edificio L. L..
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Ilustración 7.
La separación entre bloques en el extremo sur del edificio es de aproximadamente 37 cm.
Ilustración 8.
La separación entre los bloques en el extremo norte del edificio es de aproximadamente 41 cm.
Por consiguiente, la separación no es constante a lo largo de su abertura y es máxima en el lado norte del edificio.
Ilustración 9.
La separación en la fractura de la viga que soporta la cubierta es de 38 cm aproximadamente. Esta distancia varía a lo largo de la fractura.
El acero de refuerzo a cortante (estribos) ha quedado a la intemperie y está corroyéndose.
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Ilustración 10.
Con el fin de hacer un seguimiento y monitoreo de la separación entre bloques, el 24 de noviembre de 2013, en el último piso, en el entretecho, se ha dejado un testigo en la parte central de dicha abertura.
Ilustración 11.
La separación entre bloques en el último piso, en el entretecho, en su parte central, es de 39 cm aproximadamente.
Los asentamientos se miden con frecuencia y facilidad, si se dejan marcas (testigos) en la construcción.
Ilustración 12.
Además del colapso e inclinación del bloque posterior, el abandono y la carencia de mantenimiento, la corrosión está apoderándose del acero de refuerzo de los elementos estructurales; tales refuerzos, luego de su oxidación, dejarían de resistir esfuerzos de tensión y provocarían el colapso total de la estructura.
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Ilustraciones 13a, b y c.
El acero de refuerzo a tensión de una viga de un piso superior del bloque posterior del edificio, ha perdido su recubrimiento de hormigón quedando a la intemperie. Está oxidándose y corre el peligro de colapsar y de hacer colapsar al piso que pudiera soportar
.
(b) (c)
Las ilustraciones 14_a, b, c y d, evidencian severas grietas en los tabiques de los ambientes de los últimos pisos del bloque posterior del edificio. Estas fracturas exceden lo permisible según la norma americana del hormigón ACI.
Como un muro de tabique, no constituye en sí un elemento estructural, por lo general es frágil y llega a manifestarse con grietas que atraviesan el tabique a causa de los desplazamientos diferenciales estructurales.
Se evidencia grietas o aberturas que abarcan todo o casi todo el muro. Una grieta en su máxima expresión pasa de lado a lado de un muro. Puede darse sobre el ladrillo o puede dirigirse siguiendo el camino del hormigón como se ve en las ilustraciones 14_a, b, c y d.
La gravedad del daño en los elementos estructurales y constructivos del bloque posterior hace que el mismo deje de ser funcional y seguro para la vida de las personas.
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Ilustraciones 14.
(a)
(b)
(c)
(d)
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Ilustración 15.
El colapso del bloque posterior del edificio, su inclinación, abandono, la carencia de mantenimiento y el deterioro de lo que queda de la estructura, podría acelerar el colapso súbito y total de los elementos estructurales y constructivos, y llegar a afectar de manera impredecible la estructura del bloque anterior.
Ilustración 16.
Las grietas en los muros fotografiados coinciden con el patrón de aquellas ocasionadas por contenido de humedad no uniforme en un terreno absorbente.
CAUSAS
Las causas del colapso del bloque posterior de L. L. pueden ser diversas y darse por superposición: problemas de humedad, problemas de estabilidad, mala composición y resistencia del terreno, movimientos diferenciales, estructurales; mala ejecución de la obra, deficiencias en el diseño.
Habitualmente, estos fenómenos están asociados a suelos limo-arcillosos en áreas de pluviometría media o alta o suelos residuales en zonas de relieve movido.
El Edificio L. L. ha sido construido en las cercanías de una ladera inestable donde los suelos poseen baja resistencia y sufren deformaciones superiores a lo habitual. Las deformaciones no son uniformes y producen asentamientos y grietas en la estructura.
Debió sospecharse de la existencia de movimientos de ladera porque se aprecian grietas o hendiduras en el terreno y por la existencia de edificaciones con problemas.
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Debió realizarse una prospección dirigida en principio al análisis de los factores de inestabilidad ya que su corrección es previa a cualquier operación constructiva.
CONCLUSIONES
Los cimientos de los edificios se asientan; lo importante es la medida en que esto sucede. Las dificultades emergen de asentamientos desiguales provocados por una mala elección de la cimentación para el terreno del sector. La cimentación sobre arcilla se asienta con lentitud durante el tiempo.
El edificio L. L. ha sido construido en las cercanías de una ladera inestable y puede presumirse que se haya realizado una mala prospección, estudio, diseño, cálculo y construcción del mismo.
El cálculo de la “deriva” fuera de lo permisible bajo la norma, la separación desigual entre bloques, la magnitud de la diferencia de nivel entre bloques provocada por el asentamiento del bloque posterior, la fractura de la viga de cubierta, el acero de refuerzo a la intemperie de los elementos estructurales, las grietas que atraviesan los muros, el abandono, la carencia de mantenimiento y el deterioro de lo que queda, demuestran la gravedad del estado del bloque posterior y el peligro latente que está corriendo el bloque anterior de poder ser afectado en su estructura de manera impredecible.
Nótese que la fractura de la viga de hormigón armado de la cubierta demuestra la facilidad con la que podría sería afectado el bloque anterior ante un colapso.
El daño estructural es severo. El estado del daño es mayor al 50% del sistema estructural. El edificio es un peligro para la vida de las personas y puede ser más económico demoler que reparar.
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Ing. M. Sc. Roger Gustavo Saravia Aramayo
Licenciado en Ingeniería Civil (UPB)
Magister Scientiarum en Ingeniería del Software (UMSA)
Diplomado en Desarrollo de Software Orientado a Objetos (UMSA)
Diplomado en Ingeniería del Software y Tecnologías de la Información (UMSA)
Diplomado en Ingeniería del Conocimiento (UMSA)
Diplomado en Educación Superior (UMSA)
Miembro ACM Sociedad de Ingenieros No. 6859793
NIT 4312161019
La Paz, Diciembre de 2013
