Evaluación sísmica y refuerzo de un edificio de 5 niveles

El reto

Qué había que resolver

Un edificio existente no se evalúa con las herramientas del edificio nuevo. Un análisis elástico con factor de reducción dice si la estructura cumpliría la norma de hoy, pero no dice qué le va a pasar en el sismo de diseño, que es la única pregunta que importa cuando hay gente usando el edificio. Y antes del modelo había que saber qué hay realmente construido: los ensayos dieron un hormigón de 190 kg/cm² y el escaneo de armaduras encontró columnas con un armado que no da para las solicitaciones que les llegan. Partir de los planos habría sido evaluar un edificio que no existe.

La solución

Lo que hicimos

Primero el levantamiento, después el modelo: esclerómetro, doce testigos extraídos y escaneo de armaduras con pachómetro para saber qué hay de verdad. Con esos valores se calibró un modelo no lineal en ETABS, con el hormigón confinado representado según Kent y Park —la separación de estribos existente cambia por completo la rama de descarga, y con ella la ductilidad disponible—, y la estructura se empujó hasta encontrar su punto de desempeño por linealización equivalente de FEMA 440. Eso es lo que permite ver dónde está de verdad la demanda, en lugar de repartir refuerzo por todo el edificio. El refuerzo se eligió entonces elemento por elemento, y con dos materiales distintos porque son dos carencias distintas: los elementos que gobiernan la respuesta lateral —diecisiete columnas y tres muros de corte, incluido el del núcleo de ascensores— se encamisaron, que es lo que aumenta sección, rigidez y confinamiento a la vez; las vigas, donde falta capacidad a flexión pero no sección, se reforzaron con fibra de carbono, de pocos milímetros de espesor y sin añadir peso ni rebajar los techos. Cada muro reforzado se verificó con su propio diagrama momento-curvatura, que es la base de las rótulas del modelo.

El resultado

Qué se consiguió

El desplazamiento en el punto de desempeño bajó de 18,9 a 14,1 cm y la ductilidad demandada de 8,6 a 6,13, dentro de lo que los elementos reforzados pueden desarrollar. Se consiguió sobre 1.836 m², con el refuerzo concentrado en los veinte elementos verticales que gobiernan la respuesta lateral y las vigas resueltas con fibra de carbono: intervenir por elemento y no por planta completa es lo que mantiene la obra dentro de un alcance ejecutable sobre un edificio ya construido.

Galería

Obra y modelo

Entregables

Lo que recibió el cliente

• ✓Informe de evaluación sísmica de la estructura existente
• ✓Memoria de evaluación por desempeño con análisis no lineal
• ✓Memoria de cálculo del reforzamiento
• ✓Planos de refuerzo: encamisados y fibra de carbono