Irregularidades arquitectónico-estructurales que pueden afectar la respuesta sísmica de una vivienda

Actualizado: ago 6


Figura 1. Edificio de vivienda, ubicado en la Av. Ámsterdam, Col. Hipódromo Condesa, en proceso de reconstrucción. Marzo 2019. Créditos fotográficos: Vania Catalán. Año de construcción: 1968 Número de niveles: 8 Irregularidades arquitectónico-estructurales que presentó: 1. Golpeteo 2. Irregularidad en planta 3. Columna corta 4. Edificio en esquina 5. Planta baja débil

Por: Arq. Vania Itzumi Catalán Pérez*

Como se ha revisado previamente, dentro de los edificios de vivienda dañados severamente como consecuencia de los eventos 19S, se encuentran ciertos factores constantes en la muestra bajo estudio. Algunos de estos, se asocian directamente a la concepción del proyecto arquitectónico. Derivado de esta condición -principalmente atribuible a la configuración geométrica de los edificios-, se observa que la respuesta sísmica se ve afectada para los inmuebles mencionados.


Los factores revisados corresponden a ciertas irregularidades arquitectónico-estructurales, término acuñado en esta investigación, las cuales son: (i) irregularidad en planta, (ii) irregularidad en alzado, (iii) planta baja débil, (iv) golpeteo, (v) localización en esquina y (vi) columna corta.


Los porcentajes que presenta cada irregularidad respecto a los edificios donde se observaron, se pueden consultar en los artículos: 19S: Viviendas multifamiliares que presentaron daño menor en el sismo de 1985 y 19S: Comparación del comportamiento de viviendas multifamiliares entre los sismos de 1985 y 2017, ambos artículos basados en el comportamiento sísmico de una muestra de alrededor de 300 viviendas que se obtuvo de un estudio que publicó el Instituto de Ingeniería en 1985 titulado: “Evaluación de los efectos de los sismos de septiembre de 1985 en los edificios de la Ciudad de México” del Dr. Roberto Meli.


Se revisaron las configuraciones geométricas de los edificios y las características que tenían en común, así como un sondeo para saber si a mayor acumulación de irregularidades arquitectónico-estructurales, el edificio presentaba un daño más severo.


La condición que presentó la mayor cantidad de edificios que se vieron severamente dañados después del sismo de 2017, fue (i) irregularidad en planta.

Esta irregularidad sea aprecia en las plantas arquitectónicas de geometría no regular. Algunas de las principales características son (NTC-S 2017):

1. En planta el edificio no tiene entrantes ni salientes mayores al 20% de la dimensión de la planta medida paralelamente a la dirección en que se considera el entrante o saliente.

2. Los diferentes muros, marcos y demás sistemas sismo-resistentes verticales son sensiblemente paralelos a los ejes ortogonales principales del edificio. Se considera que un plano o elemento sismorresistente es sensiblemente paralelo cuando el ángulo que forma en planta con respecto a uno de sus ejes ortogonales no excede los 15°.

3. La relación de su altura a la dimensión menor de su base no es mayor que 4.

4. La relación de largo a ancho de la base no es mayor que 4.

5. El sistema de piso no tiene aberturas que en algún nivel excedan 20 por ciento de su área en planta en dicho nivel, y las áreas huecas no difieren en posición de un piso a otro. Se exime de este requisito la azotea de la construcción.



Figura 2. Edificio de 15 niveles que presentó daño muy alto (DS4). Los edificios del conjunto presentaron irregularidad en planta (en forma de t), y se encuentran localizados en esquina.


Como segunda irregularidad en orden de presencia en la muestra, se observó el golpeteo entre edificios colindantes, esto pudo significar el incumplimiento del reglamento de construcciones donde se hace alusión a la importancia de respetar una junta de colindancia respecto a los edificios vecinos y también se encuentra directamente relacionado con la rigidez lateral de cada edificio.


Este punto puede llegar a ser atribuible adicionalmente al proyecto arquitectónico, en donde no se considera desde la concepción inicial, un proyecto que contemple a nivel espacial, estas juntas hacia el interior del terreno donde se pretende desplantar el edificio, impidiendo así en el momento de su construcción, realizar modificaciones espaciales. La edificación puede llegar a verse perjudicada cuando los entrepisos del edificio no coinciden con las alturas de los entrepisos de los edificios vecinos, pudiendo generar las colisiones (golpes) entre losas con columnas o muros, dañando así elementos estructurales.


La planta baja débil se observa presente en casi la mitad de los edificios que presentaron daños severos después del sismo del 19 de septiembre de 2017 (para la muestra bajo estudio). Se encuentra ligada directamente con la condición mencionada en las NTC-S 2017 donde se hace alusión a que la rigidez lateral de ningún entrepiso difiere en más de 20 por ciento de la del entrepiso inmediatamente inferior (el último entrepiso queda excluido de este requisito).


El uso de la primera planta como estacionamiento, o bien como uso comercial, para obtener el máximo aprovechamiento de esta planta, provoca que se generen grandes claros y en muchas ocasiones se hace un cambio de sistema estructural, como emplear muros de carga en los niveles superiores y marcos en la planta baja. En esta irregularidad arquitectónico-estructural, la rigidez lateral y su resistencia de la planta baja, es inferior a la de los niveles subsecuentes.


Otra condición que presenta esta muestra de viviendas fue la localización en esquina. La ubicación del inmueble puede generar un comportamiento sísmico no apto debido a que, al generar dos fachadas hacia vialidades diferentes por estar localizado en esquina, se pueden llegar a presentar torsiones en el edificio, ya que dos de sus caras se encuentran con ventanales o accesos (vanos o aberturas) y dos de sus fachadas regularmente son más rígidas por no abrir (por reglamento) fachadas o ventanas hacia los edificios vecinos y ser muros de mampostería en su totalidad. Esto provoca que durante el evento sísmico el edificio se encuentre con una alta situación de vulnerabilidad al presentar torsiones. De igual forma se encuentra relacionada esta irregularidad con las NTC-S, 2017 en donde se describe que, en ningún entrepiso el desplazamiento lateral de algún punto de la planta excede en más de 20 por ciento el desplazamiento lateral promedio de los extremos de esta.


Adicionalmente se observó que algunos edificios presentaron la condición de columna corta. En este caso, esta irregularidad se presentaba de forma constante cuando el edificio presentaba ventanas hacia la vialidad, generando un muro bajo, donde éste no se desligaba correctamente de la columna adyacente restringiendo así el desplazamiento de la columna.


Esta característica se puede llegar a atribuir a que, a través de las posibles búsquedas de vistas o iluminación natural, desde el proyecto arquitectónico, se llegaban a emplear estas soluciones. Sin embargo, en el momento de ejecutar la obra o el proyecto estructural no se dio una adecuada protocolización constructiva.


Como última irregularidad observada en esta muestra de viviendas, y la menos frecuente en los edificios de vivienda bajo estudio, se tiene la irregularidad en alzado. Esto se observa cuando la fachada del edificio es de forma irregular, escalonada, o con alguna saliente como volados, o pisos superiores más grandes que los inferiores. Se debe considerar que, en cada dirección, ningún piso tiene una dimensión en planta mayor que 110 por ciento de la del piso inmediato inferior. Además, ningún piso debe tener una dimensión en planta mayor que 125 por ciento de la menor de las dimensiones de los pisos inferiores en la misma dirección.


Como última irregularidad observada en esta muestra de viviendas, y la menos frecuente en los edificios de vivienda bajo estudio, se tiene la irregularidad en alzado. Esto se observa cuando la fachada del edificio es de forma irregular, escalonada, o con alguna saliente como volados, o pisos superiores más grandes que los inferiores. Se debe considerar que, en cada dirección, ningún piso tiene una dimensión en planta mayor que 110 por ciento de la del piso inmediato inferior. Además, ningún piso debe tener una dimensión en planta mayor que 125 por ciento de la menor de las dimensiones de los pisos inferiores en la misma dirección.


Figura 3. Edificio de 10 niveles que presentó daño muy alto (DS4) Durante la inspección de banqueta se observó que la planta baja se utilizaba para estacionamiento, es decir, tenía planta baja débil, además, irregularidad en planta con los edificios en forma de "L" e irregularidad en elevación en forma de escalonamiento


Estas irregularidades arquitectónico-estructurales se ilustran de forma general en la figura 4.




Figura 4. Ilustración de las irregularidades en estudio que presenta la muestra de edificios con daños menores frente al sismo de 1985. Imagen de intervención de la autora. (imagen base obtenida de: https://bit.ly/2RH3lpz)

Durante los 2 años en los que este estudio se desarrolló, se observó que algunas soluciones se podrían concebir desde la configuración arquitectónica simple. Esto se logra a través de la generación de proyectos arquitectónicos vayan en armonía con el suelo donde se está desplantando la vivienda, en donde como se ha observado en los artículos previos, México es un país con alto riesgo sísmico y particularmente la Ciudad de México presenta una microzonificación de su suelo al estar situada una parte de la ciudad en lago, otra en lomeríos y otra en zona de transición (y dentro de estas sus subdivisiones).


Se observa que dentro de la concepción del proyecto arquitectónico se generan posibles configuraciones geométricas que han derivado en estas irregularidades arquitectónico-estructurales, las cuales suman vulnerabilidad a la estructura de la edificación. En este punto es importante destacar que esta responsabilidad recae en el sector arquitectónico.


Es prioritario considerar estas características que se han presentado en la vivienda multifamiliar de forma constante en la Ciudad de México y tomar conciencia de que su uso no ha presentado una respuesta sísmica favorable, así como generar proyectos trabajando en conjunto el sector arquitectónico, ingenieril, gubernamental y constructivo para así retomar los ideales de vivienda en México en donde la seguridad estructural representará en un futuro sismo de intensidades importantes el salvaguardar la vida de sus habitantes.


Referencias:


· Catalán, V.I (2020). Factores arquitectónico-estructurales que influyeron en el daño severo de viviendas multifamiliares ante el sismo del 19 de septiembre de 2017 en la Ciudad de México. Tesis de licenciatura. Instituto de Ingeniería UNAM.

· Catalán, V.I (2020). ¿Cómo se comportaron los multifamiliares que tenían daño previo después del sismo del 19 de septiembre de 2017? Academia XXII, 11(21), 83-113.

· Galvis, F., Miranda, E., Heresi, P., Dávalos, H., & Silos, J. R. (2017). Preliminary statistics of collapsed buildings in Mexico City in the September 19, 2017 Puebla-Morelos Earthquake. John A. Blume Earthquake Engineering Center and Department of Civil and Environmental Engineering Stanford University, http://learningfromearthquakes.org.

· Meli, R., & Miranda, E. (1986). Evaluación de los efectos de los sismos de septiembre de 1985 en los edificios de la Ciudad de México. Parte I: Evaluación de daños. México: Instituto de Ingeniería.

· Reglamento de construcciones para el Distrito Federal. Gaceta Oficial del Distrito Federal, 15 de diciembre de 2017.


*La autora agradece al Instituto de Ingeniería en las Coordinaciones de Ingeniería Sismológica y Estructural por las facilidades brindadas para el desarrollo de esta investigación, así como a FUNDARQMX por este espacio de difusión.

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