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PRESERVACIÓN DEL PATRIMONIO CONSTRUIDO Y EL
CUMPLIMIENTO DE LAS NORMAS DE SEGURIDAD EN ZONAS DE
ELEVADO RIESGO SÍSMICO: UN CASO DE ESTUDIO
Dra. Ing. Noemí Graciela Maldonado, Dr. Ing. Pablo Enrique Martín, Ms. Ing. Ignacio Alberto
Maldonado
Centro Regional de Desarrollos Tecnológicos para la Construcción, Sismología e Ingeniería
Sísmica, CeReDeTeC. Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Mendoza
[email protected], [email protected], [email protected]
Resumen
La arquitectura e ingeniería debieran cumplir requisitos de seguridad en los edificios
de carácter patrimonial. Estas construcciones en general, no satisfacen las
regulaciones actuales de seguridad, además la ausencia de mantenimiento afecta su
comportamiento estructural, por lo que se requiere reparación, rehabilitación y
refuerzo, modificándose su valor histórico y aplicando otros métodos de valoración
para su seguridad.
El caso de estudio corresponde a una escuela pública de valor patrimonial ubicada
en Mendoza, la zona de mayor riesgo sísmico del país. La estructura resistente es
de mampostería cocida de gran espesor y altura; de principios del siglo XX y sin
previsiones sismorresistentes. El edificio ha sufrido diferentes niveles de daños con
los movimientos sísmicos más importantes, y si bien ha tenido distintas
intervenciones, la principal razón de su estado patológico está en su falta de
mantenimiento, que ha afectado el comportamiento de sus fundaciones con el
consiguiente daño estructural. La solución adoptada, resulta compatible con la
tecnología local para su aplicación, tratando de preservar el valor histórico dentro de
las normativas vigentes.
En el presente trabajo se detallan los estudios de identificación de materiales,
comportamiento del suelo y modelación de la estructura y los avances del proceso
constructivo de rehabilitación.
Abstract
The architecture and engineering should comply safety requirements in buildings of
heritage character. These buildings generally do not satisfy safety regulations in
force, the lack of maintenance also affects its structural behavior, so it needs repair,
rehabilitation and strengthening, modifying its historical value and applying other
methods of safety assessment. The case study is an historic public school located in
Mendoza, the area of greatest seismic risk in the country. The structure is cooked
thick masonry and height of the early twentieth century and without provisions for
earthquake resistance. The building has undergone various levels of damage to
major earthquakes, and while it has had different interventions, the main reason for
his damaged condition is in its lack of maintenance, which has affected the behavior
of their foundations with the resulting structural damage. The solution adopted is
compatible with local technology for its application, trying to preserve the historical
value within the regulations. This work is detailed identification studies of materials,
soil behavior and modeling of the structure and progress of the construction process
of rehabilitation.
INTRODUCCIÓN
Un adecuado diseño arquitectónico incluye también los requisitos de seguridad. Sin
embargo, una gran cantidad de estructuras históricas no satisfacen los requisitos de
seguridad. Hay dos razones principales sobre este tema: la primera es que los
requerimientos de hoy son más exigentes que los que estaban en el momento de su
construcción y la segunda es que han pasado muchos años desde la construcción y
la seguridad estructural se ha deteriorado por el uso y por el tiempo.
Para llevar estos edificios históricos a un nivel de normas de seguridad de hoy en
día, es casi necesaria la adecuación de su estructura. Sin embargo, el valor histórico
puede perderse debido a la intervención, por lo tanto se necesitan nuevos enfoques
para alcanzar la seguridad suficiente.
El procedimiento de la ley y cómo decidir los métodos apropiados son diferentes en
cada país. Sin embargo, la práctica entre la seguridad y la preservación histórica son
casi las mismas en todos los países que cuentan con normativa, pero los problemas
se agudizan cuando se suma el efecto de las acciones sísmicas. El código de la
construcción histórica de California [1] de 2010 ha unificado la visión respecto a los
aspectos patrimoniales y la seguridad. Incluye el tema de uso y ocupación,
protección frente al fuego, vías de escape y accesibilidad, requerimientos
estructurales, materiales y métodos antiguos de construcción, requerimientos de
instalaciones mecánicas, eléctricas, desagües, siempre que la edificación amerite la
identificación de valor patrimonial.
Situación internacional
El estado del arte en la evaluación y rehabilitación sísmica está permanentemente
en progreso y aparecen cambios sustanciales después de cada gran terremoto. En
los últimos veinte años se ha llevado a cabo mucha investigación en diseño basado
en comportamiento (performance based design), originada en la década del ´90,
donde se observó que los requerimientos de los códigos basados en la resistencia y
ductilidad no eran suficientes o confiables para la evaluación y actualización de las
construcciones existentes. Este nuevo enfoque resultó del análisis de los efectos de
los terremotos más fuertes de Japón y Estados Unidos: Loma Prieta 1989,
Northridge 1994 y Kobe 1995, cuando edificios construidos de acuerdo a códigos,
sufrieron daños inesperados.
En el diseño del refuerzo sísmico, el diseño basado en el comportamiento se funda
en dos parámetros: la magnitud del terremoto y el comportamiento esperado del
edificio en ese terremoto. El comportamiento del edificio se define como la cantidad
de daño estructural y no estructural, expresado en niveles discretos como ocupación
inmediata, seguridad de vida o prevención de colapso. Los objetivos de
comportamiento se expresan como un nivel aceptable teniendo en cuenta el
movimiento sísmico esperable. Este diseño es muy cercano al diseño basado en
desplazamientos, que reconoce la relación entre la cantidad de daño estructural y la
deformación de la estructura, a diferencia del enfoque tradicional basado en fuerzas.
Los antecedentes de este diseño se pueden encontrar en FEMA 273 y 356. Los
métodos de análisis a utilizar pueden ser lineales y no lineales, estáticos o
dinámicos. Los métodos lineales se aplican a edificios regulares o edificios que
respondan en forma elástica. La demanda se evalúa sobre la base del espectro
elástico, corregido por el coeficiente empírico con el fin de explicar el
desplazamiento inelástico real. El procedimiento estático no lineal se denomina
“método del coeficiente” (pushover) ya que usa coeficientes de corrección para
convertir la demanda elástica de desplazamiento de un sistema de un grado de
libertad a la demanda de desplazamiento inelástica de un sistema de múltiples
grados de libertad. Los análisis dinámicos son requeridos en casos especiales y su
aplicación es para especialistas [2].
Situación nacional
Aunque la mayor parte de los reglamentos ignoran a las construcciones existentes,
FEMA 273, ATC 3-78 y ASCE 40 son los pioneros de la redacción. Un antecedente
local generado a partir del Capítulo 8 del Código de Construcciones
Sismorresistentes de Mendoza de 1987 [3], que incorporó esta temática para
construcciones existentes tratando de reflejar las condiciones tecnológicas de la
construcción local.
Si bien Argentina no cuenta todavía con una normativa aprobada sobre
construcciones existentes, el nuevo Reglamento INPRES CIRSOC 103 Tomo I [4] ha
incorporado el Capítulo 11 que se aplica exclusivamente a las construcciones
existentes cuando en ellas se realicen ampliaciones, reformas, consolidaciones o
toda otra obra que modifique la seguridad estructural de la construcción.
Un aspecto que conviene enfatizar es que el refuerzo, la recuperación y más aún la
reparación o rehabilitación de las construcciones dañadas, exige mucho más criterio
y juicio ingenieril al profesional que el proyecto de una obra nueva. No se trata de
aplicar fríamente la letra de un reglamento sino de lograr un diseño adecuado. En
esto, el estudio conceptual de los mecanismos de colapso y su seguimiento en todo
el proceso, es el auxiliar más confiable que se tiene para asegurar el
comportamiento satisfactorio de la construcción. Muchas de las obras que deben ser
reparadas o modificadas son viviendas o construcciones relativamente pequeñas, en
las que una adecuación completa a las exigencias del reglamento podría ser
prohibitiva. Muchas de las modificaciones son pequeños agregados o ampliaciones
que en sí mismos requieren una inversión modesta, aunque el proyectista y el
propietario pueden escoger adecuar la obra existente completa a las exigencias del
reglamento, sin utilizar las franquicias que este capítulo permite. La propuesta del
reglamento argentino considera que las construcciones patrimoniales requieren de la
intervención de especialistas en el diseño y construcción de la obra.
En el proyecto y construcción de reparaciones o modificaciones de obras existentes
se deben seguir tres principios fundamentales:
a) Se admiten excepciones a las exigencias de las otras partes del reglamento para
la obra subsistente con las limitaciones que resultan del capítulo. La tolerancia de
estas excepciones disminuye con la importancia de la obra actual y con el riesgo de
la obra subsistente.
b) La obra nueva debe tener como mínimo la misma seguridad que la obra primitiva
y todo elemento reparado debe alcanzar como mínimo la seguridad original.
c) Se debe estudiar la reducción de riesgos para las partes de la construcción, en
particular aquellas que pueden caer al exterior.
CASO ESTUDIADO
La Escuela Bartolomé Mitre fue declarada dentro del Patrimonio Cultural de la
Provincia de Mendoza por Decreto Nº 1617 del 01/10/1993. La valoración como bien
patrimonial arquitectónico se fundamenta en su aspecto arquitectónico documental,
el aspecto monumental por su tipología escasa y de extinción y el valor significativo
para su comunidad.
Su estilo de edificación corresponde a la política educativa implementada por la Ley
Láinez (1905) respecto a la edificación escolar en todo el territorio nacional [5]. El
proyecto de construcción de la escuela Mitre se inició en 1888, pero su construcción
sufrió los avatares de crisis políticas y económicas (1890) del país, con
interrupciones prolongadas hasta su inauguración en 1906. Es un edificio diseñado
específicamente para escuela, de una planta, sobre un esquema claustral o de patio
central cuadrado, rodeado de galerías hacia donde se abren los locales principales
en el frente principal. Hay un segundo patio con otro bloque de aulas y un tercer
patio con servicios sanitarios.
Hacia 1957 se vendió el terreno del patio sur, tapiando las aberturas y perdiendo
iluminación las aulas del costado sur. Las distintas intervenciones durante su vida
útil, más de 70 años, mejoraron su comportamiento original pero agravaron los
problemas de habitabilidad [6].
Como propietario de este edificio el Gobierno de la Provincia de Mendoza requiere
una puesta en valor como institución educativa, por ello se inician en 1999 los
estudios correspondientes (Figura 1) y se continúan en 2010. La metodología
utilizada para llevar a cabo las propuestas incluye las siguientes etapas:
relevamiento, decisiones de emergencia, análisis de las condiciones de
conservación del edificio, diagnóstico y propuesta de rehabilitación [7].
La rehabilitación estructural de edificios históricos puede acompañarse ocultando los
nuevos elementos estructurales o exponiéndolos. A veces se prefiere la exposición
de nuevos elementos estructurales, porque alteraciones de este tipo son reversibles;
esto es que podrían concebirse como que en un futuro se pueden cambiar sin
pérdida del carácter histórico del edificio [8]. La decisión de ocultar o exponer
elementos estructurales es compleja y se ha consensuado con los profesionales de
la preservación participantes del proyecto de puesta en valor.
Análisis de las condiciones del edificio
Se realizó una exhaustiva exploración de las patologías que presenta el edificio,
evaluándose el daño en la década transcurrida entre el primer estudio y el último.
Uno de los daños de la mampostería se debe al terremoto de 1985, con fisuración
en los tímpanos a 45º (Figura 2) y la separación del frente luego de sismos
importantes de 2005 y 2006. También se detecta importante fisuración en los arcos
debido a los asentamientos del suelo (Figura 3).
Se observan eflorescencias a nivel de piso y a media altura, producto de la falta de
capa aisladora en el cimiento y de la modificación de las condiciones de ventilación
por colocación de piso de mosaicos en reemplazo del entablonado de madera
existente con eliminación de la cámara de ventilación y la presencia de varias capas
de pintura al aceite en los muros, que impiden la evaporación del agua (Figura 4). El
estudio de suelos detectó pérdidas permanentes en los desagües cloacales y
pluviales, con el consiguiente aumento del tenor de humedad y presencia de fisuras
en la mampostería por asentamientos, que se mantienen en actividad creciente, por
el tipo de suelo existente y el aporte de agua por el uso de instalaciones.
Figura 1: Fachada (1999)
Figura 2: Fisuración en mampostería
Figura 3: Fisuración en arcos
Figura 4: Problemas de humedad
Ensayos y caracterización de los materiales
Se identifica el material utilizado como mampuesto, caracterizando sus aspectos
físicos y mecánicos (densidad, porosidad, resistencia a compresión). Se evalúan las
capacidades últimas bajo cargas simultáneas de compresión y corte en laboratorio
en probetas extraídas del edificio. La Tabla 1 resume los valores encontrados, que
identifican a esta mampostería como de baja capacidad portante.
También se estudió el suelo bajo la cimentación existente que está conformado por
cascotes y piedras unidas con mortero de cal, de 0.60 cm de ancho y 0.90 m de
profundidad como valor promedio.
Tabla 1: Características de los materiales
Ítem evaluado
Peso específico de mampuesto artesanal
cocido (promedio)
Porosidad media del mampuesto
Humedad media del mampuesto
Resistencia a compresión del mampuesto
(promedio)
Resistencia a compresión- Resistencia a
corte de la mampostería
Resistencia a compresión- Resistencia a
corte de la mampostería
Resistencia a compresión- Resistencia a
corte de la mampostería
Unidad
kg/m3
Valor
1653
%
%
MPa
22
15 – 20
2,5
MPa-MPa
MPa-MPa
0,242 –
0,478
0,494-0,805
MPa-MPa
1,098-0,972
El estudio de suelos permite clasificar el suelo: los primeros 4,50 m son suelos finos
con plasticidad, continuo y con bastante humedad (CL) y bajo los mismos subyacen
suelos aluvionales y semi-residuales entrecruzados de muy buena conformación
geotécnica (GP), no presentando discontinuidades hasta los - 9,0 m; analizados
mediante exploración de pozos a cielo abierto. También se midió la velocidad de
onda de corte (ensayo up hole) de la parte superior, valor que no superó los 200 m/s
y a partir de los 4,50 m fue de 365 m/s.
Los parámetros geotécnicos fueron determinados en laboratorio de muestras
extraídas a distintas profundidades y del ensayo de plato de carga y se utilizan para
modelar el comportamiento de la fundación (Tabla 2).
Tabla 2: Resultados de los ensayos del suelo
Ubicación en el
perfil de suelo
Capa 0 a 4,5m
Capa 4,5 a 9 m)
Kv
[kg/cm3]
3,23
8,88
Kh
[kg/cm3]
1,62
4,40
Eo
kN/m2
7797
25000
Vs
m/s
200
365
Además de los habituales estudios para identificación de los materiales usados, se
realizaron estudios complementarios de detección de metales y gammagrafía, los
que no detectaron presencia de armaduras. Los cateos, ubicados en sector de
dinteles, tampoco indicaron presencia de armaduras pasantes en la estructura de
mampostería. Sólo se pudieron detectar tensores en la zona central de los pasillos,
ubicados superficialmente, producto de una de las primeras intervenciones para
conformar un sistema de arriostramiento del edificio, no suficiente para evitar el daño
por sismo.
El estudio de vibraciones ambientales midió el efecto del tránsito vehicular diurno, en
distintos niveles: piso y techo, detectándose una importante trasmisión en toda la
estructura de mampostería.
Diseño de la rehabilitación
Se procedió a modelar la estructura y el comportamiento del suelo bajo los cimientos
utilizando los parámetros obtenidos en campo y laboratorio para verificar el daño
estructural aplicando el método de los elementos finitos. Se puede apreciar que los
gráficos de deformaciones para la acción sísmica máxima indican los sectores más
vulnerables del edificio, y que son coincidentes con los sectores dañados
actualmente (Figura 5) [9].
Se hace importante juzgar el compromiso que presentan las fundaciones según el
sistema de fundación actual. Para ello se recurrió a una modelación en elementos
finitos para fundaciones rígidas (Modelo Mohr Coulomb, elasto-plástico, con
elementos triángulos de 15 nodos) [10], para lo cual se indujeron deformaciones
predefinidas del orden de los 0.02 m. Para obtener dicha deformación se necesita
una presión de 47 kN/m2. Al observar el valor actual de presión bajo el muro más
comprometido que es entre 112 a 115 kN/m2 se logra entender el por qué de los
agrietamientos de los mismos.
Figura 5: Modelación del edificio
Figura 6: Estado tensional del suelo
os daños observados en el edificio corresponden no sólo al problema del terremoto
de 1985 y de los sismos importantes posteriores, sino a la falta de capacidad
portante del suelo. El diagnóstico indica la necesidad de reforzar las estructuras de
mampostería, a fin de evitar deformaciones no compatibles con la mampostería.
La propuesta de diseño estructural de rehabilitación debe cumplimentar dos
aspectos:
- recuperar el monolitismo con el que fue diseñado el edificio
- cumplimentar los requerimientos para asegurar que la estructura tenga seguridad
frente a la sismicidad local.
Desde un punto de vista técnico es factible la recuperación. Desde un punto de vista
económico habrá que analizar las alternativas posibles en cuanto a costos.
Discusión
Desde el punto de vista geotécnico, hay que realizar alguna intervención para
mejorar el estado actual o de distribución de cargas de las fundaciones y de esta
forma atenuar que continúe el agrietamiento en los muros.
Los diferentes métodos de intervención que el estado del arte actual ofrece
corresponden a procedimientos superficiales, profundos o al mejoramiento de las
características geotécnicas del entorno. La elección de uno u otro procedimiento
estará directamente relacionada al conocimiento del arte y a la tecnología local
disponible [11].
Dentro de los procedimientos superficiales se pueden elegir como alternativas: el
refuerzo (cuando el área de apoyo es suficiente pero la cimentación es insuficiente),
la ampliación (cuando la cimentación es adecuada y se conserva bien pero no tiene
suficiente área de apoyo) y la sustitución (cuando ni el refuerzo ni la ampliación son
viables por excesivo deterioro o complicaciones de realización).
El refuerzo mediante inyecciones sería el caso ideal si las dimensiones de los
cimientos hubiesen sido las correctas al rellenar con mortero de cemento los huecos
en el macizo de la cimentación. Al fraguar el mortero, el macizo de cimentación
adquiere cohesión ganando resistencia suficiente para seguir cumpliendo su función.
Tampoco es factible el refuerzo mediante la introducción de armadura longitudinal (a
través de taladros) combinada con resina debido a la insuficiente base de apoyo y al
estado de degradación de los cimientos.
La ampliación es una de las operaciones o alternativas más viables a tener en
cuenta, que consiste en ampliar el cimiento para aumentar la superficie de contacto
con el terreno, logrando quizás una intervención casi imperceptible a la vista. El
ensanche del cimiento, cuya trabazón puede conseguirse mediante bulones, resinas
o el dentado de la junta de contacto. Hay que lograr una unión adecuada entre los
hormigones nuevos y el cimiento existente mediante morteros expansivos. Podrían
plantearse zapatas corridas adheridas (actuando en uno o dos lados). Este tipo de
intervención tiene la ventaja de la seguridad en la ejecución, puesto que los
cimientos no son descalzados (o son descalzados parcialmente).
El método de sustitución consiste en la construcción de una nueva cimentación que
sustituya a la anterior, conservando o no la cimentación existente. En muros la
sustitución se realiza por etapas, con descalce parcial de la cimentación y bajando
posiblemente hasta un nivel de terreno resistente (-4.50 m) o donde las
deformaciones sean tolerables. Cuando las áreas de las zapatas o ampliaciones son
importantes se debe pensar en la utilización de plateas de distribución de cargas.
Los procedimientos profundos significan un traslado de las cargas a los mantos más
resistentes próximos, que se encuentran en este caso a partir de los -4.50 m,
mediante pozos, micropilotes o pilotes. Para recalzar con pozos se deben colocar
pilas estratégicas de hormigón armado, que trasladen las cargas al manto granular.
Para asegurar el reemplazo de los cimientos es necesario utilizar vigas de fundación
rígidas (vinculación) que reemplacen parcialmente a los cimientos y arriostren la
cabeza de las pilas. Para el cálculo de las vigas de fundación se considera que las
mismas apoyan rígidamente en la cabeza de las pilas y en forma elástica sobre el
suelo plástico superior. Para la capacidad lateral del pilar, se recomienda definir la
resistencia lateral última, en función del diámetro a adoptar y los criterios de Broms
en la determinación de la longitud elástica del sistema suelo – pilar (largo, corto e
intermedio).
Una opción interesante es el uso de micropilotes (pilotes de diámetro entre 100 y
300 mm) que son muy útiles en los trabajos de recalce ya que necesitan
separaciones menores, pueden atravesar cimentaciones y adherirse a las mismas y
su excavación es posible en casi todo tipo de terrenos. Es útil sobre todo en
interiores y espacios más reducidos que los habituales. Pueden ser hormigonados
por gravedad o a presión, con vaina recuperable o perdida, y su capacidad portante
varía según el diámetro. En este caso es recomendable formar una continuidad o
pantalla de micropilotes porque se mejora notablemente el futuro desempeño de
apoyo de los muros. La desventaja es la falta de tecnología local. Se desestima el
uso de pilotes metálicos o prefabricados por la falta de espacio para la hinca y el
tamaño de grano del suelo profundo.
Desde un punto de vista económico la rehabilitación de cimentaciones más
económica y tecnológicamente viable es el uso de una viga perimetral de fundación
y pozos de fundación de hormigón armado.
Para recuperar el monolitismo de la estructura de mampostería se propone el uso de
lechadas de inyección cementicias o epoxis, según el espesor de las fisuras para
recuperar la adherencia de mampuestos y morteros. En función del espesor de las
fisuras podrá realizarse el cocido de la mampostería, en especial en el caso de los
arcos.
Para cumplimentar los requerimientos estructurales se propone:
- Optimizar la fundación existente, consolidando el cimiento de cascotes
mediante la inclusión de una viga de fundación de altura semejante a la altura
del cimiento existente y la construcción de pozos romanos hasta alcanzar el
estrato de suelo resistente, ubicado por lo menos a 9 m de profundidad.
Donde las condiciones de vecindad lo permita la viga de fundación estará
conectada mediante pasadores metálicos entre sí o entre la viga y el cimiento
en el caso de ubicación en la medianera o frente.
- Conformar un reticulado metálico en la parte superior del edificio, a fin de
arriostrar en ambas direcciones los muros de mampostería mediante vigas
metálicas ancladas a las paredes y perfiles metálicos, triangulando el espacio
a cubrir. Este reticulado metálico se ubica de forma tal que el cielorraso
suspendido no lo deja en evidencia y permite a su vez ser utilizado para
ubicar cañerías de instalaciones (electricidad y aire acondicionado.
- Trasmitir los esfuerzos de la estructura a las fundaciones a través de
columnas metálicas ancladas en la estructura de mampostería y en la
estructura de fundación.
- Se considera prioritario el saneamiento de la totalidad del sistema de
desagües pluviales y cloacales. Para ello, se debe realizar el nuevo sistema
de captación y evacuación de las aguas, debiéndose considerar su anulación
y reemplazo, por los nuevos desagües construidos con materiales
tecnológicamente mejores y disponibles en la actualidad.
-
El estado actual de la cubierta metálica del edificio no es adecuado para
conservar el interior del mismo libre de aguas de lluvias, ya que se encuentra
en avanzado proceso de corrosión. Esto obliga a reemplazarlas a la
brevedad, siendo necesario rehacer canaletas para desagües pluviales y
babetas y resolver el acceso de agua de lluvia en los muros de cierre.
La estrategia planteada para la verificación estructural del edificio se compone de
dos grandes ramas, por un lado se formula un modelo de elementos finitos no lineal,
utilizando elementos isoparamétricos de 8 nodos (3D), con modelos constitutivos
que simulan el comportamiento no lineal de la mampostería a fin de verificar la
estructura ante las distintas acciones, considerando ya el daño existente de la
estructura, por los distintos descensos de apoyo que la misma ha sufrido.
Por otro lado se analiza la estructura, en forma lineal, mediante un software de
elementos finitos, que permite el diseño y verificación de la solución propuesta y que
permite dimensionar los distintos elementos estructurales [12]. La estructura portante
del edificio consiste en gruesos muros de mampostería y columnas de mampostería.
La cubierta está resuelta mediante cerchas de madera que soportan un entramado
de madera y caña. Para representarla se usaron elementos de placa y de barra,
considerándose que estos simularían adecuadamente los aspectos estructurales de
interés en este estudio. Resulta importante destacar que el modelo sólo incluye los
elementos estructurales. Las condiciones de contorno del modelo adoptadas fueron
restricciones a los desplazamientos en las 3 direcciones coordenadas en las zonas
de contacto con la fundación. Las cargas consideradas fueron las gravitatorias por
pesos permanentes, predominantes en este tipo de construcciones, y las cargas
sísmicas equivalentes, de acuerdo a lo indicado en la normativa vigente en la
provincia.
En la Figura 7 se puede observar un resultado representativo del estudio numérico
realizado. En ella se aprecia la concentración de tensiones asociada a los
encuentros de muros y a los puntos de aplicación de cargas, puntos que deberán ser
reforzados localmente, en tanto que el resto de la mampostería se encuentra
sometida a un nivel tensional normal por debajo de las tensiones máximas. El
sistema estructural subsistente, en particular los muros, mantienen un nivel de
tensiones por debajo de su capacidad.
En Figura 8 se presentan las tensiones envolventes para las distintas combinaciones
de carga que incluyen sismo.
Figura 7: Modelo estructural
Figura 8: Estado tensional del modelo
Se puede concluir entonces que el modelo numérico, indica que la solución
propuesta, provee el grado de seguridad estructural necesario para el destino de uso
previsto del edificio existente.
El emparrillado superior fijado a la estructura, está sometido a esfuerzos por debajo
de su capacidad. Se proponen perfiles UPN tanto en las vigas adosadas al muro
como en las columnas, se vincularán a la estructura existente a través de un
conjunto de anclajes químicos, centrados en el alma del perfil.
Para la determinación de las acciones se consideró el método estático equivalente,
ya que tratándose de una construcción de un solo nivel, la aplicación de métodos
dinámicos, no provee información adicional relevante respecto a la verificación de la
seguridad estructural frente a las acciones sísmicas. Para la determinación del
coeficiente sísmico se aplicaron los siguientes valores:
 Coeficiente zonal: Mendoza C0=0.30
 Destino: Se considera el uso público de las instalaciones γd= 1.4
 Ductilidad: De acuerdo a lo indicado en CCSR’87, se adopta para estructura
sismorresistente de mampostería γdu= 1.3
 Vinculación: El emparrillado a nivel de cabeza de muros, asegura una
vinculación entre todos los planos estructurales, permitiendo que la estructura
funcione ante acciones horizontales de un modo monolítico. Se adopta γvi= 1
 Suelo: De acuerdo a lo informado en el estudio de suelos sobre la velocidad
de ondas del suelo se adopta un coeficiente s= 1.2
 Por lo tanto el coeficiente sísmico resulta: C= 0.655
A fin de obtener una mayor precisión en la determinación de las acciones, en muros
se aplica como un multiplicador del peso propio. En tanto que la acción sísmica
generada por las masas de la cubierta, se la considera actuante en el emparrillado
de rigidización.
Para la rehabilitación se aplica el Capítulo 8 del Código de Construcciones
Sismorresistentes de la Provincia de Mendoza (1987) sobre: “Modificaciones o
reparaciones de obras existentes”, que evalúa los siguientes aspectos:
• Importancia de la obra actual: Corresponde a I.1. Obras importantes: por tratarse
de una estructura dañada con valor patrimonial histórico.
• Calidad sismorresistente de la obra primitiva: Corresponde a C.4. Obras de mala
calidad: las que no fueron proyectadas conforme a esta norma y presentan signos
de funcionamiento estructural anómalo, cuya ejecución es defectuosa o bien no
tienen un sistema resistente completo. Construcciones que no se ajustaron a los
códigos vigentes al momento de su construcción o sin previsiones sismorresistentes.
• Capacidad sismorresistente de la obra primitiva: Corresponde a alcanzar S1:
seguridad suficiente r > 100%
Para alcanzar el nivel de seguridad corresponde: reparación de daños y ajuste
completo al Código, o bien ampliaciones independientes y programa de sustitución.
Ejecución de obras de rehabilitación
La rehabilitación se encuentra actualmente en ejecución. La misma se ha iniciado
sectorizada para asegurar la capacidad portante de las fundaciones en primer lugar
y avanzar en la capacidad de la superestructura.
En la Figura 9 se presenta el detalle de armado de las vigas de refuerzo de
fundación. La Figura 10 muestra la disposición de armaduras de la estructura de
refuerzo de la fundación.
La Figura 11 presenta la reparación de arcos y la Figura 12 muestra la disposición
de perfilería metálica en columnas.
Figura 9: Vigas de fundación
Figura 10: Cabezal del pilar de fundación
Figura 11: Arco reparado
Figura 12: Arriostramiento vertical
CONCLUSIONES
En esta rehabilitación se modifica un 45% del peso original del edificio pero se
garantiza la seguridad del comportamiento de la fundación frente a la acción
sísmica, quedando los requerimientos patrimoniales sin objeciones.
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12. SAP 2000. Computers and Structures. 2000
AGRADECIMIENTOS
Este trabajo es parte del Proyecto PICTO RS 255 de la Universidad Tecnológica
Nacional Facultad Regional Mendoza, Agencia Nacional para la Promoción
Científica y Tecnológica FONCYT y Gobierno de Mendoza. Los autores desean
agradecer al personal técnico de la UTN: Sebastián Panella, Juan Carlos Palencia,
Alfredo Cueto, Claudio Dagne, Sergio Acosta, Adrián Fantinel, Juan Pablo Cordone,
Diego Novillo y Marcelo Guevara, a los profesionales de la Subdirección de
Patrimonio de la Provincia de Mendoza: Liliana Girini, Silvia Salustro, Mercedes
Castro, Pedro Cannepuccia y Emanuel Fernández, que han colaborado en el
desarrollo del trabajo.