evaluacion de edificios 01 introduccion

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Metodología para la evaluación de la seguridad estructural de edificios

Dirección de Investigación CENAPREDSubdirección de Riesgos Estructurales

México, D.F., julio de 2011

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1 – Introducción

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Dirección de Investigación CENAPREDSubdirección de Riesgos Estructurales

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HURACANES

VOLCANES

SISMOS

OTROS FENÓMENOS:• Inestabilidad de laderas• Incendios forestales• Tsunamis• Accidentes Químicos,

Exposición frente a fenómenos naturales Exposición frente a fenómenos naturales

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AntecedentesAntecedentes

Fenómenos naturales a los que se encuentra expuesto cualquier inmueble:

• Cargas gravitatorias • Sismo• Viento• Hundimientos del terreno• Deslizamientos de laderas• Empuje de suelos/agua• Deterioro de los materiales• Incendios, explosiones, otros.

Se tratará más a fondo el fenómeno sísmico debido a que por nuestra ubicación es el que puede ser de mayor impacto en nuestro entorno.

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IntroducciónIntroducción

Históricamente México se ha visto afectado por eventos naturales de gran magnitud, que han causado grandes daños.

Como en el caso de los sismos de septiembre de 1985, donde los mayores daños se concentraron en la Ciudad de México, a una distancia aproximada de 400 km del epicentro ubicado en las cercanías del puerto de Lázaro Cárdenas, Michoacán.

A partir de este tipo de eventos, en varios países se han propuesto diversos procedimientos para evaluación del nivel de seguridad de las edificaciones.

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Objetivo general

Establecer un procedimiento general de inspección y evaluación de inmuebles ante una contingencia importante.

Objetivos del curso

Formar personas capacitadas en la inspección de estructuras, a fin de recopilar de manera rápida y eficiente la información mínima para la evaluación de los daños producto de una contingencia.

ObjetivosObjetivos

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Como parte del “Plan Sismo” se inició la creación de una base de datos de profesionistas en las ramas de ingeniería civil y arquitectura (Red Nacional de Evaluadores) que puedan incorporarse a un grupo de inspectores para ser llamados en caso de un desastre de grandes proporciones.

Estos inspectores deberán cubrir procesos de capacitación mediante cursos que se han diseñado con distinto alcance por su duración (de una o dos horas hasta 20 horas) y el nivel de inspección (Nivel 0, 1 ó 2), siendo función del nivel de detalle y aproximación que se requiera en la evaluación de la seguridad estructural de las edificaciones.

La Red Nacional de EvaluadoresLa Red Nacional de Evaluadores

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¿Cuándo?Después del sismo

Pocos minutos: Con la información del epicentro y la magnitud, el gobierno declara Situación de Emergencia y activa al Ejercito y el Sistema Nacional de Protección Civil inmediatamente.

Un día: Personal local, estatal y federal comienza a evaluar edificios colapsados y seriamente dañados en coordinación con equipos de rescate y voluntarios.

Tres días a una semana: equipos de inspección pero sin interferir co al labores de rescate.

Una a tres semanas: equipos de inspección RNE para evaluación de daño estructural (después de que la labores de rescate hayan concluido)

Inspección post-sísmica de estructurasInspección post-sísmica de estructuras

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¿Quién?• Inspectores locales: ingenieros civiles y arquitectos de

dependencias del gobierno local (oficinas de obras, desarrollo urbano, etc.) dependiendo de la localidad podrían ser entre 10 y 30 personas.

Nota: no son especialistas en daño estructural ni en técnicas de rehabilitación.

• Directores Responsables de Obra (DRO) y Corresponsables en Seguridad Estructural (CSE).

• Cuando se este ante un desastre de gran proporción: Red Nacional de Evaluadores (RNE): grupos de voluntarios formados por ingenieros civiles, arquitectos y constructores, así como estudiantes universitarios (usualmente de 50 a 300).


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¿Qué se ocupará para la inspección?

• Mapas de la zona (mapas generales y urbanos)• GPS, cámara digital, flexómetro, distanciómetro (láser), inclinómetro• Equipo personal de protección (casco, guantes, botas)• Formato de captura de datos para evaluación estructural

¿Solicitud oficial?No se requiere de una solicitud oficial para una

comisión de reconocimiento, pero para la inspección de edificios específicos el propietario o el gobierno local deben hacer la solicitud.

Nota: Los resultados de las evaluaciones son sólo recomendaciones técnicas. Para propósitos legales sólo será valida la opinión de un perito local de construcción (DRO o CSO).


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Niveles de análisisNiveles de análisis

Nivel 0: Reporte básico

1er Nivel: Evaluación simplificada

2° Nivel: Evaluación detallada

3er Nivel: Estudio formal por un despacho de ingeniería

4° Nivel: Otros métodos refinados

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Niveles de evaluación estructuralNiveles de evaluación estructural

0 – 3 DíasNivel 0 Evaluación inmediata 15-30 min

Realizado por protección civil local, profesionistas locales y voluntarios(Incluye reportes personales o telefónicos del propietario de la estructura)

0 – 1 SemanaNivel 1 Evaluación simplificada 0.5 – 1 h

Equipos dirigidos por un profesional técnico (ingeniero o arquitecto)

1 – 3 SemanasNivel 2 Evaluación detallada 1 – 4 h

Profesional especialista en estructuras (ingeniero o arquitecto)

1 mes o másNivel 3 Evaluación Estructural formal y

proyecto de rehabilitación Varias semanasDespacho de ingeniería estructural

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Rescate, evacuación, recuperación emergente Recuperación

Inspección rápida (RNE)

Evaluación detallada

Evacuación

Albergues temporales

Sismo 0-3 días 1 semana 1 – 3 semanas 1 mes o más


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¿Cómo?

• Formatos de captura de datos para la evaluación estructural (3 niveles)

• Manual de evaluación

• Material de capacitación (presentaciones, videos, etc.)


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AntecedentesAntecedentes

Red Nacional de Evaluadores

Características básicas y actividades para cada uno de los cuatro niveles de evaluación

Evaluación Nivel Básico

Censo de edificación, datos:Número de nivelesAño de construcciónUbicación geográficaEstado general del inmueble

Evaluación de daños y análisis de necesidades (EDAN).Actividad a realizar durante las primeras 72 hora posteriores al evento.

EvaluaciónNivel 1

Estudio de vulnerabilidad nivel 1, datos (adicionales a los anteriores):Tipo de construcciónMaterial predominanteCaracterísticas de los elementos en la planta bajaComparación:Cortante basal resistente ≈ Demanda (escenario¿?)

Evaluación rápida de emergencia: Identificación de habitabilidad y uso del inmueble.Actividad a realizar durante las primeras 2 a 3 semanas después de la ocurrencia del evento.

EvaluaciónNivel 2

Estudio de vulnerabilidad nivel 2, datos (adicionales a los dos casos anteriores):Levantamiento detallado de los elementos y su geometríaMateriales usados y su distribuciónLo anterior en la planta baja y en el entrepiso más vulnerableComparación:Cortante basal resistente ≈ Demanda (escenario¿?)

EvaluaciónNivel 3

Estudio de vulnerabilidad nivel 3, datos (adicionales a los anteriores):Planos estructuralesDeterminación de curva de capacidadAnálisis no linealSobrerresistenciaCapacidad de deformaciónComparación:Cortante basal resistente ≈ Demanda (escenario¿?)

Evaluación detallada y especializada del nivel de seguridad estructural de edificaciones importantes (Tipo A según la reglamentación, hospitales, escuelas, por ejemplo): Identificación de habitabilidad y uso del inmueble.Actividad a realizar durante el primer semestre después de la ocurrencia del evento.

Evaluación detallada de la seguridad estructural: Identificación de habitabilidad, uso del inmueble; así como la posibilidad de su demolición y/o refuerzo.Actividad a realizar durante los 2 a 3 meses después de la ocurrencia del evento.

Objetivo:Evaluación del nivel de seguridad estructural de edificios existentes

Objetivo:Evaluación del nivel de seguridad estructural de edificios post-sismo

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Objetivos

Formato de captura de datos para la evaluación estructural

Características del sistema estructural original

Técnicas de rehabilitación empleadas (si existen)

Evaluación de daño

Después del trabajo de campo: capturar la información en algún medio digital (computadora personal o a través de página de Internet).

Procesamiento posterior de la información y empleo de “modelos matemáticos simplificados” para determinar las condiciones de seguridad estructural

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Nivel 0: Evaluación inmediata15 – 30 min

Nivel 0: Evaluación inmediata15 – 30 min

Nivel de revisión estructural: Emergencia (EDAN)

Realizado por protección civil local, profesionistas locales y voluntarios (Incluye reportes personales o telefónicos del propietario de la estructura)

Identificar edificios seguros en caso de réplicas

Datos de localización del inmueble y propietarioNúmero de pisosUsoEdad (año de construcción)Sistema estructural (marcos o muros)Descripción de daños

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Nivel de revisión estructural: SimplificadoEquipos dirigidos por un ingeniero o arquitectoIdentificar el daño físico de los edificios

Nivel 1: Evaluación simplificada0.5 – 1 h

Nivel 1: Evaluación simplificada0.5 – 1 h

Datos básicos: Localización, no. pisos, uso, año

Sistema estructural ante carga vertical Sistema de piso y techo Descripción de daños

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Nivel 2. Evaluación detallada1 – 4 h

Nivel 2. Evaluación detallada1 – 4 h

Datos básicos del inmueble Localización GPS, no. pisos, uso, año

Dimensiones generales y características geométricas más detalladas

Descripción detallada del sistema estructural vertical y sistema de piso

Sistema de rehabilitación anterior Croquis con dimensiones de la estructura Descripción e identificación de nivel de daños

Nivel de revisión estructural: MedioIngeniero o arquitecto capacitado para la recopilación de los datos

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Nivel 3. Estudio estructural formalVarias semanas

Nivel 3. Estudio estructural formalVarias semanas

Nivel de revisión estructural: DetalladoDRO, CSE y especialistas en diseño estructural Identificar el nivel de seguridad y proponer esquemas de rehabilitación

Lo incluido en el Nivel 2 más:

Elaboración de esquemas detallados de la geometría estructural y arquitectónica.

Dimensiones de todos los elementos estructurales

Ubicación y descripción detallada de todos los daños

En caso de concreto: identificación de las barras de refuerzo: escáner magnético o calas (ranuras)

Muestreo de material (corazones de concreto, …)

Análisis estructural formal

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