conagua dictamen de edificio obispado

DICTAMEN ESTRUCTURAL DE EDIFICIO PUNTO OBISPADO

UBICACIÓN: EMILIO ZOLA 743COL. OBISPADOMONTERREY, NUEVO LEON, MEXICO

ANTECEDENTES

De Acuerdo con atenta solicitud del Organismo de Cuenca Rio Bravo de La Comisión Nacional del Agua, se ha realizado el presente trabajo de peritaje estructural.

El uso predominante del inmueble es de oficinas, el cual cuenta con una construcción sobre un terreno con una pendiente del 15%. Tiene 3 niveles de estacionamiento y de 6 de oficinas.

Se tienen 2 cuartos de máquinas los cuales albergan 3 subestaciones de 300 kva cada una, 2 plantas de emergencia, una de 300 kva y otra de 175 kva, hay 2 elevadores, un chiller, 48 manejadoras de aire y 21 fancoil. Se cuenta con una cisterna de 27 m3 y con un cárcamo de bombeo en el sótano 3.

Áreas

El terreno tiene una superficie de 1,258.50 m2 y está ocupado en su totalidad por la construcción del edificio, se tienen 1,294 m2 de estacionamiento y 4,821.50 m2 de oficinas, para dar un total de 6,115.40 m2 de construcción.

Edificio de Inmueble

El inmueble fue construido exclusivamente para albergar al corporativo del HEB, para lo cual se cumplió con las especificaciones marcadas por ellos mismos desde su central en Houston Tx, Estados Unidos, las cuales son para resistir sismos y fenómenos climatológicos.

La construcción del edificio fue concluida en el año 1998, por la Constructora Diseños y Construcciones Urbanos, S.A. de C.V. y supervisada por el Arq. Anastacio Castillo.

El edificio cuenta con una cimentación a base de zapatas aisladas, ligadas con trabes de cimentación, sobre un terreno de alta capacidad de Tipo I (Roca compactada). Los muros de contención perimetrales, son de concreto armado con varilla de alta resistencia.

La loza es sólida de concreto de 20 cm de espesor. Con acero para temperatura soportada con vigas Joist a cada 1.25 m, soportadas por vigas de concreto armado de 65 x 85 cm, sobre columnas circulares de 75 cm de diámetro.

Los muros perimetrales, son de block de concreto, con acabado en yeso por el interior, y por el exterior con zarpeo y afine.

Los muros divisorios son de tabla roca, los pisos en áreas comunes son de mármol y en oficinas se cuenta con alfombra.

Para el desplazamiento vertical en todo el edificio, se cuenta con dos elevadores con capacidad para 8 personas cada uno, escaleras de concreto reforzado.

Cuenta con ventanas en tres de sus caras, por lo que iluminación natural predomina en el edificio.

Servicio sanitarios separados en cada nivel para hombres y mujeres, se agregaron algunos sanitarios en diferentes niveles para privados.

La ubicación del inmueble es inmejorable, con un sin número de rutas de camiones al pie del edificio o a una cuadra del edificio.

Cuenta con todos los servicios propios de la ciudad, agua entubada, drenaje, energía eléctrica y servicios de comunicación.

Historial de utilización

El edificio solamente ha sido utilizado por el corporativo del HEB, quienes lo desalojaron en abril del 2013, dejando el edificio con cable estructurado, site y estaciones de trabajo listas para poner en funcionamiento.

EVALUACIÓN VISUAL

El propósito de esta inspección es verificar las condiciones en que se encuentra la edificación, mediante un recorrido del inmueble, y observar de manera detenida, el estado de los puntos estructuralmente importantes, con el fin de evaluar algún tipo de problema.

Criterio: para determinar la confiabilidad de una estructura existente, es necesario aplicar los conocimientos que nos da la ingeniería acerca del comportamiento la misma para detectar una posible falla de sus componentes, tanto de la construcción, como del terreno en que este asentada.

Las fallas se manifiestan por lo regular con asentamientos, deflexiones, inclinaciones o grietas, es decir la estructura se comporta en relación a la carga que se aplica y la resistencia de la misma.

Los indicadores antes mencionados nos permiten detectar algún daño estructural, por lo que existen muy pocas posibilidades de que la falla se produzca sin que sea advertida con antelación.

El día de hoy, 14 años después de la edificación del edificio, la construcción se ha mantenido inalterada, no sufriendo cambio alguno tanto en la concepción arquitectónica como estructural que se le dio desde su origen.

En base a lo anterior pasamos a la evaluación de la estructura.

Cimentación: la cimentación tiene por objeto distribuir las cargas al terreno, se emplean diferentes tipos y son de acuerdo al diseño arquitectónico, la topografía y estatigrafia que se presentan en el lugar.

Cuando falla la cimentación, se produce un asentamiento excesivo que trae como consecuencia el agrietamiento de los muros por las tensiones que se producen en los mismos, en este caso se empleó una zapata aislada armada para recibir la carga de servicio de los diferentes niveles, de acuerdo a los informes proporcionados en el inmueble esta desplantado sobre roca.

Al realizar una inspección visual minuciosa no se detectó falla alguna en los muros, losas o unión con el piso del firme, por lo que podemos considerar que la cimentación cumple, de acuerdo con las cargas de servicio que se presentan.

Columnas: las columnas no presentan grietas, escamación o desconchamiento en el recubrimiento, por lo que las columnas están completamente sanas, por lo que cumplen con su función de soporte de la estructura.

Muros de contención: los muros no presentan agrietamientos, ni deflexiones en la parte crítica, que es el centro del espacio entre columnas por la presión de la tierra o filtraciones por lo que podemos considerar que cumplen con su función.

Losas: las losas no presentan agrietamientos o deflexiones, por lo que se puede considerar que cumplen con la función estructural de diseño, se revisó el capitel de la losa en la unión con la columna lo cual se encuentra en perfecto estado.

Pared: los muros de block de concreto, no presentan grietas, por lo que se considera que la estructura en general funciona de manera aceptable.

Para otro tipo de evaluación según sea el caso, se deberá contar con el perito requerido.

En base a lo anteriormente expuesto y en función de la inspección visual exhaustiva de las condiciones físicas y estructurales del edificio de oficinas, ubicado en Emilio Zola 743, en la colonia Obispado, en Monterrey, Nuevo León.

Con mi experiencia de 32 años como asesor estructural, con toda la buena fe y en estricto apego a la verdad, considero que la construcción antes mencionada, que no ha sufrido cambios con respecto a su concepción original, cumple con los requisitos de servicio, resistencia y estabilidad para ser empleada como edificio de oficinas.

EVALUACION TECNICA

Se revisa la seguridad sismoresistente y ante cargas verticales del edificio propiedad de Malibu Inverstment, situado en la esquina de Belisario Domínguezy Emilio Zola, Col. Obispado, en Monterrey, Nuevo León, a fin de estimar los daños que pudiese sufrir ante sismos futuros. Para ello, se revisan las condiciones de diseño ante los estados límite de servicio (desplazamientos verticales y horizontales y vibraciones en los sistemas de piso) y de falla (resistencias), ante la influencia de los efectos sísmicos y por cargas gravitacionales (cargas muertas y cargas vivas). El edificio está desplantado sobre terreno firme, y tiene uso para oficinas y estacionamientos. En la revisión se incluye el cajón de cimentación, además de la superestructura. La revisión del proyecto estructural del edificio se hace ante las fuerzas sísmicas y cargas verticales, considerando las especificaciones de acuerdo a los reglamentos vigentes en la materia (Reglamento para las Construcciones del Municipio de Monterrey, así como el Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal, y sus Normas Técnicas Complementarias de Diseño por Sismo, Diseño y Construcción de Estructuras de Concreto y Diseño y Construcción de Estructuras Metálicas, dicha revisión se realiza haciendo análisis dinámicos modales espectrales, incluyendo los efectos de las cargas muertas y cargas vivas más los efectos de esbeltez, tomando en cuenta el comportamiento estructural tridimensional, con la ayuda de un programa de computadora. De igual forma, se revisa el comportamiento global dinámico modal espectral utilizando las NTC-Sismo del Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal vigente. Finalmente se determina la respuesta dinámica en la historia del tiempo ante la acción del acelerograma CU-EW. En todos los análisis sísmicos realizados, se incluyen en el modelo matemático la totalidad de las irregularidades, así como todos los cambios de masa y rigidez tanto en planta como en elevación. El edificio en su estado actual es, en general, de concreto reforzado.

El edificio consta de 11 niveles los cuales tienen las siguientes funciones, oficinas en los niveles PB, N2, N3, N4, y N5, estacionamiento para automóviles en los niveles S0, S1, S2, S3 y S4, cuarto de máquinas en la azotea. La Planta Baja se encuentra a nivel de la calle Belisario Domínguez, en tanto que el Sótano S0 está a nivel de la calle Emilio Zola y el Sótano S1 está a nivel de la calle Privada Zola. Finalmente en la azotea se encuentra un cuarto de máquinas que

alberga dos transformadores y una planta de emergencia, por igual en la azotea, pero fuera del cuarto de máquinas, hay un chiller y una caldera que forman parte del sistema de aire acondicionado. La altura entre los pisos es de 3.70 m en los niveles de oficina, mientras que en los Sótanos de estacionamiento es de, S0, 3.05 m, S1, 4.37 m, S2, S3 y S4, 3.06 m. En los niveles N3, N4 y N5 las plantas son tipo, en los niveles N2 y PB se encuentra un mezanine de doble altura, entre los ejes B, C, 4 y 5.

Arriba de PB, en ambas direcciones, la principal estructuración ante efectos laterales y cargas gravitacionales es con marcos (columnas y trabes), con la ayuda de algunos muros de cortante (zona de levadores; ejes B y C, por pisos desde nivel hasta cimentación, además se cuenta con la ayuda de los muros de contención y de las zonas de rampas para estacionamiento, todo lo cual forma un cajón rígido, debajo de los niveles de cimentación se tienen 16 zapatas desplantadas sobre el terreno existente Tipo I (roca compactada), y colocada cada una de ellas por debajo de una hilera de columnas que continúan hasta la azotea. Todos los sistemas de piso, desde la azotea hasta los niveles de cimentación, son de lozas macizas de concreto reforzado de espesor de T=20cm, perimetralmente apoyados en trabes principales y secundarias, con tableros principales de dimensiones 10 x 10.5m, 10 x 11 m y 8 x 10.5; en general las trabes principales (de concreto reforzado) y secundarias (vigas joist) son de sección transversal rectangular, casi de dimensión constante de 65 x 85 cm y H=60 cm respectivamente.

En las columnas se concreto reforzado, desde la azotea hasta la cimentación, domina un diámetro de 75 cm, abajo del nivel de PB hasta el nivel de cimentación, se tienen casi toda la periferia el muro de contención de concreto reforzado. La zona de escaleras de emergencia en concreto reforzado y elevadores, arriba de PB están incluidos entre los ejes B, C 3 y 4, dentro de la planta de cada nivel. La escalera de emergencia, de acero estructural. Está ubicada entre los ejes A, B, 3 y 4, desde PB hasta el Sótano 4.

Para la forma regular (cuadrada) de las plantas del edificio, no resulta relevante que se revisen los posibles problemas de torsión en planta ante los efectos de la acción sísmica. La estructuración del edificio, por arriba de PB presenta características que puede llegar a causar que la rigidez vertical necesaria no sea la conveniente, desde el punto de vista de las mejores condiciones de servicio ante las deformaciones verticales y vibraciones en los tableros de losa.

De acuerdo con los resultados del estudio disponible de mecánica de suelos, realizados durante la ejecución del proyecto (1998), el suelo de desplante (15.89 m por debajo de la calle Belisario Domínguez) corresponde a las condiciones de la zona; el suelo Tipo (roca compactada) de acuerdo a estas condiciones resulta muy adecuado (capacidad de carga admisible incluido el factor de seguridad calculada en las zapatas de desplante en el terreno natural, a menos de 375 T/M2 en condiciones estáticas y de 500 T/M2 en condiciones dinámicas, número de golpes en penetración estándar mayor de 30, periodo dominante de movimiento del suelo en la zona de desplante de 0.37 segundos, profundidad de desplante de 2 m. Así pues, la revisión principal ante los efectos laterales se hace a partir de las fuerzas sísmicas calculadas con el correspondiente espectro de diseño de la zona, independientemente del tipo de reglamento vigente por utilizar. También se hace la revisión del comportamiento lateral con el acelerograma CU-EW86.

Con base a los resultados analíticos de este estudio, se concluye que, en general, el comportamiento estructural del edificio ante efectos sísmicos y cargas gravitacionales está dentro de los límites tolerables, tanto del punto de vista de las condiciones de servicio (desplazamientos laterales y verticales, vibraciones) como de falla (resistencias).

Con la información obtenida en este trabajo, se está en posibilidades de poder saber con mayor certeza que pasaría local y globalmente en el edificio, cuando llegue a ocurrir algún sismo importante.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones

Después de revisar la seguridad estructural del edificio en su estado actual (construido en el año 1998) ante las fuerzas horizontales dinámicas modales espectrales de la zona sísmica de la zona, con base en la revisión de los Estados límite de servicio (desplazamientos laterales y verticales, vibraciones) y de falla (resistencias), utilizando los requerimientos de las NTC-Concreto, NTC-Metálicas y NTC-Sismo de acuerdo al reglamento vigente, los resultados analíticos obtenidos de las respuestas correspondientes comprueban que se tiene la rigidez lateral necesaria en ambas direcciones (X= paralela a la calle Belisario Domínguez y Y=paralela a la Calle Emilio Zola), así como lo que se cuentan con las resistencias suficientes en los diversos elementos estructurales. Debido al cambio brusco de rigidez lateral que se presenta del nivel NPB hacia arriba, con respecto de los niveles de los sótanos (cajón de cimentación con los muros de concreto de colindancia y de contención), la deformada lateral importante empieza a partir de dicho nivel de planta baja; los pisos de los sótanos (estacionamientos) prácticamente no se deforman horizontalmente; el comportamiento sísmico mostrado en la estructura es prácticamente de traslación, en ambas direcciones, sin acoplamiento con los efectos de torsión. Así mismo, se demuestra que las deformaciones verticales (flechas) en las vigas y tableros de las losas macizas del edificio satisfacen con los límites permisibles especificados por las normas establecidas en los reglamentos vigentes, desde el punto de vista práctico; lo mismo ocurre con las vibraciones detectadas en las losas. Al revisar las resistencias de los diferentes miembros estructurales se detectó que satisfacen con las resistencias mínimas requeridas según las acciones últimas determinadas del análisis estructural ante las cargas sísmicas dinámicas modales espectrales más los efectos de las cargas muertas y cargas vivas, incluyendo los efectos de segundo orden.

Al revisar la capacidad de carga de las zapatas de la cimentación, utilizando para ello los resultados de las acciones (elementos mecánicos últimos de diseño de la combinación critica de cargas) que rigieron y fueron determinadas en el análisis estructural presentado en el capítulo anterior, no se tienen problemas; estos resultados se apoyan en las gráficas sección de zapata contra carga dinámica proporcionadas por el estudio disponible de mecánica de suelos; así mismo el diseño de dichas pilas cumple en refuerzo longitudinal como transversal.

Los resultados obtenidos con esta valuación corroboran la importancia de conocer cuál es el comportamiento sismoresistente de este tipo de edificación ante los requerimientos del reglamento vigente en la materia. Esto es, con base en la información obtenida en este trabajo, se está en posibilidades de saber, con mayor certeza como va hacer el comportamiento ante futuros eventos sísmicos intensos. Al excitar al edificio con el espectro de diseño del reglamento vigente.

Para el cálculo de las respuestas por sismo del edificio (estado actual) se utilizó el espectro de diseño del reglamento vigente, para la zona, correspondiente con las condiciones del sitio en que dicha construcción esta desplantada. Se apoyó en el espectro reducido por Q=2, de acuerdo con las labores que se realizaran en dicho edificio; para la revisión de los desplazamientos laterales se multiplico por Q=2 los resultados de terminados con el espectro reducido, según como lo permite el reglamento. Para la revisión del edificio se consideraron todos los cambios de rigidez en planta y en elevación (se tomaron en cuenta las instalaciones del aire acondicionado la participación de los muros de concreto de los ejes 3,4, B y C, incluyendo los de contención de planta baja hasta el nivel de las losas de cimentación S4, así como los efectos del cambio brusco en rigidez debido al escalón existente en los pisos de los sótanos, etc.), desde el techo del cuarto de máquinas (TCM) hasta la cimentación; todos los resultados analíticos dependen de los efectos del comportamiento tridimensional, los efectos de segundo orden, los efectos de las cargas gravitacionales (cargas muertas mas cargas vivas según el sistema de cada piso), los efectos bidireccionales del sismo, etc.; se tomó en cuenta la condición de base fija, de acuerdo a las condiciones rígidas del subsuelo de desplante, y de las condiciones de la zona, congruente con los resultados del estudio de mecánica de suelos

elaborado durante la etapa de la ejecución del proyecto de su etapa inicial. El edificio resulta ligeramente más flexible en la dirección Y, paralela a calle Belisario Domínguez. Se analizó también al edificio sin cajón de cimentación, empotrado en planta baja, y se observó que las respuestas prácticamente son iguales con respecto del modelo completo en que si se incluyó dicho cajón; lo anterior se debe a la gran rigidez lateral que presenta la estructura de planta baja hacia abajo.

El modelo de computadora de este estudio fue hecho con base en la distribución de los pesos por nivel y distribución de los rigideces entre piso, de acuerdo con la información disponible en los planos estructurales y memoria de cálculo, así como a consideraciones prácticas, con lo que se garantiza que las respuestas sísmicas elásticas e inelásticas determinadas analíticamente son representativas del comportamiento sismo resistente del edificio en su estado actual. La estructura en revisión es típica de los casos de estructuras flexibles lateralmente desplantadas en terreno firme, de acuerdo con lo que se recomienda en la literatura y de experiencias prácticas; esto es, los periodos fundamentales de vibración en ambas direcciones, del edificio caen bastante lejos del periodo dominante del movimiento del terreno en que se construyeron (reportado en la memoria de cálculo de 0.37 segundos).

Además, se realizó el análisis y revisión considerando los requerimientos de las NTC-Sismo de acuerdo al reglamento vigente, con el objetivo principal de observar que habría pasado si este edificio estuviera bajo las exigencias de dicho reglamento; las respuestas muestran que prácticamente no hay cambios, con respecto de lo observado al aplicar el reglamento vigente. Todos los resultados de los análisis sísmicos dinámicos modales espectrales (ambos reglamentos) se corroboraron con las respuestas dinámicas paso a paso determinadas al utilizar el acelerograma CU-EW-85, representativo de la zona rígida en que se localiza el edificio en estudio.

Recomendaciones

Convendría hacer posteriormente, además de la revisión de la seguridad estructural de este estudio también lo siguiente.

No alterar con el tiempo la estructuración actual del edificio en particular, en cuanto a resistencia y cambios bruscos de masa y de rigidez (vertical y lateral). Los resultados satisfactorios de este reporte son con base en la situación actual.

Llevar a cabo una medición periódica de los periodos de vibración, con la técnica de vibración y ruido ambiental; al principio, tal vez un par de veces, convendría hacer dichas mediciones cada 12 meses, y después hasta cada 24 meses, según unos resultados favorables. Lo anterior permitirá llevar a cabo un seguimiento más formal del comportamiento dinámico del edificio, y así poder detectar posibles cambios en masa y rigidez lateral que pudieran ver afectado el estado actual, desde el punto de vista lateral ante la probable ocurrencia de un grave sismo.Determinación periódica de posibles desplomos laterales en elevación, desde el punto de vista global, como resultado de un levantamiento topográfico; sería conveniente hacer dichas mediciones al menos una cada 24 meses; se reportan en la memoria de cálculo solo desplomes de 2 cm., muy por debajo de lo permitido por el reglamento. Este tipo de mediciones permitirá corroborar con el tiempo como va siendo el comportamiento global del edificio.

Realizar nivelaciones de forma periódica en los sistemas de piso para darle seguimiento a las flechas observadas a la fecha; una medición en el estado actual, otra inmediatamente ocupando el edificio, y después cada 3 o 6 meses. Lo anterior permitirá llevar a cabo un seguimiento de las deformaciones verticales detectadas en este estudio, pero todavía dentro de lo permisible.

No cargar con archiveros u otros muebles pesados, sobre todo en la parte central a los tableros de losa con mayores flechas. En el peor de los casos con libreros a lo largo de los ejes de las vigas principales.

Cabe aclarar que las recomendaciones anteriores no son limitaciones sino solo sugerencias a seguir.

DICTAMEN:

SE DICTAMINA QUE LA EDIFICACION REVISADA UBICADA EN EMILIO ZOLA 743 COL. OBISPADO EN LA CIDUDAD DE MONTERREY, NUEVO LEON, MEXICO, PRESENTA LAS CONDICONES ESTRUCTURALES ADECUADAS PARA SU HABITABILIDAD Y PARA EL CUMPLIMIENTO DE LAS FUNCIONES DE TRABAJO DE OFICINAS, NO PRESENTADO RIESGO ALGUNO PARA LOS USUARIOS NI PARA LAS EDIFICACIONES ALEDAÑAS, LO QUE SE BASA EN EL HECHO DE LA AUSENCIA DE SIGNOS QUE INFIERAN MOVIMIENTOS O DESPLAZAMIENTOS ESTRUCTURALES DE NINGUN TIPO DE ACUERDO A LA REVISION ESTRUCTURAL EFECTUADA Y A LA REVISION DOCUMENTAL QUE CORRESPONDE A SU CONCEPCION ESTRUCTURAL.

SE ESXPIDE EL PRESENTE DICTAMEN A LOS 29 DÍAS DE MES DE OCTUBRE DEL 2013

VICTOR ALFONSO LOPEZ ORTEGAINGENIERO CIVIL

CEDULA PROFESIONAL NÚMERO 1 734 741.PERITO COLEGIADO DRO. No. 301

SE ANEXA 1 COPIA DE CEDULA PROFESIONAL.SE ANEXA 2 FOTOGRAFIA DE LA EDIFICACION REVISADA.

Anexo 1:

COPIA DE CEDULA PROFESIONAL.

Anexo 2

Fotografía del edificio.