(Sobre los cambios en el Reglamento de Construcción del D ... · (Yo añadiría en los VOLÚMENES...

(Sobre los cambios en el Reglamento de Construcción del D.F. y sus Normas Técnicas Complementarias)

SMIE3 y 4 de Junio del 2005

Ing. Francisco García JarqueGarcía Jarque Ingenieros, S.C.

Objetivo:

El Taller pretende resaltar mediante ejemplos prácticos, los cambios más importantes que se han generado en la nueva versión de la NTC (Normas Técnicas Complementarias) y el impacto de los mismos en Análisis y diseño de estructuras.

(Yo añadiría en los VOLÚMENES Y COSTOS DE LAS OBRAS)

Dirigido a:

Ingenieros y Arquitectos dedicados al análisis y diseño de estructuras que vayan a ser construidas en la Zona Metropolitana de la Ciudad de México. Directores Responsables de Obra, y Corresponsables en Seguridad Estructural, Desarrolladores, Constructores y Supervisores involucrados en la Industria de la Construcción.

(Yo involucraría así mismo, si no a los Arquitectos, porque quizá esto sería una utópía, si a la conciencia, o mejor dicho a la concientización de los Arquitectos)

¿Por qué a los Arquitectos?

En el Reglamento del 2 de Agosto de 1993, el Artículo 176 indicaba:

El proyecto arquitectónico de una edificación deberá permitir una estructuración eficiente para resistir las acciones que puedan afectar a la estructura, con especial atención a los efectos sísmicos.

El proyecto arquitectónico de preferencia permitirá una estructuración regular que cumpla con los requisitos que se establezcan en las Normas Técnica Complementarias de Diseño Sísmico.

Las edificaciones que NO CUMPLAN con dichos requisitos de regularidad, se diseñarán para condiciones sísmicas más severas en la forma que se especifique en las Normas mencionadas.

En el Reglamento actual (29 de Enero del 2004)

El Artículo 176 cambió al número 140, con una redacción, QUE INCREIBLEMENTE: EXCULPA, EXIME Y EXONERA a los Arquitectos, siendo que de ellos emana la idea de la geometría de la estructura y dice textualmente:

“El proyecto de las edificaciones debe considerar una estructura eficiente para resistir las acciones que puedan afectar la estructura, con especial atención a los efectos sísmicos”

“El proyecto de preferencia, considerará una estructuración regular que cumpla con los requisitos que establecen las Normas”

“Las edificaciones que no cumplan con los requisitos de regularidad, se diseñarán para condiciones sísmicas más severas, en la forma que se especifique en las Normas”

¿Yo me Pregunto?

De acuerdo al Reglamento actual (Enero del 2004).

¿Cuál Proyecto?

¿El Estructural?

¿Definimos los proyectistas estructurales, la geometría?

¿Definimos la forma, los espacios, los claros y las alturas?

CREO QUE NO FUE PRUDENTE, LÓGICO, E INTELIGENTE HABER ELIMINADO EL ADJETIVO ARQUITECTÓNICO.

Por lo anterior, pienso que es muy importante concientizar

a los Arquitectos y, como creadores del proyecto

arquitectónico, de que su concepción geométrica es

VITAL Y FUNDAMENTAL para lograr soluciones

estructurales eficientes, partiendo de la BASE DE QUE:

ESTE ES UN TALLER PARA ANALIZAR Y

DISEÑAR ESTRUCTURAS QUE SERÁN

CONSTRUIDAS EN LA CIUDAD DE MÉXICO.

Y estamos en una zona sísmica ¿o no?

No hay en mi breve introducción, ningún deseo de

agresión u ofensa a la arquitectura y mucho menos a los

Arquitectos con los cuales: convivo, trabajo, analizo,

examino, delibero, cuestiono y razono todos los días los

proyectos que diseñamos, pero si considero justo el hecho

de que LOS PROYECTOS ARQUITECTÓNICOS, EN

ZONAS SÍSMICAS DEBEN SER CONGRUENTES

PARA PERMITIR UNA ESTRUCTURACIÓN

EFICIENTE.

Recientemente, hace 20 días, observé en una revista relacionada con el mundo de la Arquitectura y la Construcción. EL TEXTO: Como ven las estructuras dejaron de ser cuadradas y anexaban la fotografía.

Esto es bueno, pero los proyectistas de estructuras DEBEMOS SER CUIDADOSOS CON ESTAS GEOMETRÍAS Y CONFIGURACIONES.

Y también, cada uno en su actividad: el Arquitecto, el Ingeniero, el Director responsable de Obra, el Corresponsable en Seguridad Estructural, el Desarrollador, el Constructor y el Supervisor, que la gran responsabilidad que adquirimos al participar en el proyecto y en la construcción de las edificaciones ES COMPARTIDA, por ello profesional y éticamente DEBEMOS HACER TODOS NUESTRO MEJOR ESFUERZO, PARA LOGRAR SEGURIDAD, BUEN COMPORTAMIENTO Y ECONOMÍA.

Quisiera enfatizar este concepto del proyecto y la construcción de vivienda, mencionando algo del futuro promisorio en el incremento de vivienda en los próximos 5 años. De 60,000 viviendas en el año 2004, se incrementarán a 100,000 en el 2010.

Este crecimiento, será principalmente en el área Metropolitana de la Cuidad de México.

¿Me podrían ustedes indicar hacia donde creceremos?

Antes de profundizar un poco más en el taller

CRITERIOS Y ACCIONES PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL DE LAS EDIFICACIONES

Y mencionando precisamente los cambios en el Reglamento de Construcciones del Distrito Federal, me agradaría responder una pregunta sobre Ingeniería Sísmica que seguramente estará en la palestra, el próximo mes de Septiembre, cuando se cumplan 20 años de los Terremotos de 1985.

A 20 AÑOS DE LOS SISMOS DE SEPTIEMBRE DE 1985 ¿QUÉ HEMOS HECHO?

En lo personal considero que se ha hecho mucho, que se ha avanzado, que se ha profundizado en la Ingeniería Sísmica, en la Ingeniería Estructural y en la Investigación sobre el tema; tanto desde el punto de vista de la Ingeniería Geotécnica, como de la Ingeniería Estructural, porque han sido disciplinas que se vieron afectadas e involucradas directamente por la acción: del sismo, sus daños y sus consecuencias, por ello el Reglamento y las Normas Técnicas Complementarias, en TODOS SUS TEMAS (SISMO, CONCRETO, ACERO, CIMENTACIONES, ETC.), han experimentado un avance y un desarrollo en el que se han involucrado Investigadores, Ingenieros en Geotécnia e Ingenieros en Estructuras.

Sólo por mencionar algunos avances debemos aceptar que después de Septiembre de 1985 se tuvieron:

a) En Octubre de 1985, las Normas de Emergencia. b) En Octubre de 1987, el Nuevo Reglamento.

c) En Agosto de 1993, el Reglamento que nos rigió hasta finales del año 2003.

d) Por último, en Enero del 2004 el Reglamento actual.

Además y con un poco de vanidad profesional, los que vivimos de esta bella profesión que es la ingeniería estructural, estoy seguro de que nos hemos CONCIENTIZADO de su importancia por el bien de la sociedad.

(Y no estoy haciendo proselitismo, ni política en estos desafortunados tiempos)

Finalizando este preámbulo, quiero enfatizarlo mencionando este concepto:

“Por otra parte la evolución de las formas arquitectónicas modernas para las estructuras actuales “van con las riendas sueltas” y el Ingeniero en estructuras, con una falsa y quijotesca actitud, acepta el reto de darle a la misma un diseño, dimensiones y características que garanticen un determinado grado de seguridad y estabilidad, esforzándose por hacer realidad estas nuevas formas arquitectónicas, dentro de los Reglamentos actuales”

Ing. Enrique Martínez Romero

(Como pueden apreciar hay otros colegas, MUY INTELIGENTES Y CAPACES, que razonan semejante)

Prosigue el Ing. Martínez Romero

“En estas condiciones, si la estructura se comporta adecuadamente en eventos sísmicos, se da por aceptada nuestra función y seguimos viviendo tranquilos e ignorados por la sociedad. En cambio si algo sale mal y la construcción presenta problemas, se nos llama a escena para responder por los hechos, cuando en realidad se debería de convocar en estos casos a un buen número de personas que intervinieron en la estructura y su construcción”

(Le solicité su anuencia para exponer sus conceptos en este foro)

INTRODUCIÉNDONOS AL TALLER PRÁCTICO

a) Un poco de historia

b) Conceptos vigentes

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

1960 1970 1980 1990 2000 2010AÑO

COEF

ICIE

NTE

SÍSM

ICO

C

IIIIII aIII bIII cIII d

+ NO EXISTÍA Q ++ NORMAS DE EMERGENCIA

VARIACIÓN DE LOS COEFICIENTES SÍSMICOS

+ NO HABÍA LIMITACIÓN PARA GRUPO B

+

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

1960 1970 1980 1990 2000 2010AÑOS

DIST

ORSI

ÓN D

E EN

TREP

ISO ELEMENTOS

INTEGRADOS

ELEMENTOS NOINTEGRADOS

ZONA I NOINTEGRADOS

ZONA II Y III NOINTEGRADOS

VALORES PERMITIDOS PARA DISTORSIONES DE ENTREPISO

0

1

2

1960 1970 1980 1990 2000 2010AÑO

FACT

OR D

E AM

PLIF

ICAC

IÓN

F.A.

GRUPO A

GRUPO B

FACTORES DE AMPLIFICACIÓN

SUELO FIRME I (NO HAY CRECIMIENTO)

SUELO TRANSICIÓN II VECES

SUELO COMPRESIBLE III VECES

PARA ZONA III.a y III.c

VECES

PARA ZONA III.b

VECES

PARA ZONA III.d

60.120.032.0

=

67.124.040.0

=

87.124.045.0

=

25.124.030.0

=

ESTRUCTURAS GRUPO B

SUELO FIRME I VECES

SUELO TRANSICIÓN II VECES

SUELO COMPRESIBLE III VECES

PARA ZONA III.a y III.c

VECES

PARA ZONA III.b

VECES

PARA ZONA III.d

15.13.15.1=

85.13.15.1

20.032.0

=×

92.13.15.1

20.040.0

=×

16.23.15.1

24.045.0

=×

44.13.15.1

24.030.0

=×

ESTRUCTURAS GRUPO A

Resumen:

Para estructuras del Grupo B, no hay incremento en el tipo de suelo I y se tiene un incemento máximo de 1.87 veces en el tipo de suelo III: para estructuras tipo A, hay un incremento de 1.15 veces en el tipo de suelo I y se tiene un incremento máximo de 2.16 veces en el tipo de suelo III.B

“Los edificios que sufrieron el mayor número relativo o colapsos o daños muy importantes fueron los de altura comprendida entre siete y quince pisos, lo que indica la presencia de fenómenos de resonancia, ocasionados por la coincidencia entre los períodos de vibración de las arcillas del valle y los de las estructuras de ese número de niveles desplantadas en ellas”

Oscar de BuenLos Sismos de Septiembre de 1985

Reto sísmico 1988

“La hipótesis de que el movimiento que puede esperarse en un sitio dado debido a sismos provenientes de la zona de subducción, es siempre del mismo tipo y difiere sólo por un factor de escala que depende de la magnitud del evento y de distancia epicentral, tiene una consecuencia importante en cuanto a la seguridad de los edificios existentes”

Roberto MeliIngeniería Sísmica 36

Agosto de 1989

N-S N-S

0

200

400

600

800

1000

1200

0 1 2 3 4 5PERIODO Ts (seg)

ACEL

ERAC

IÓN

Sa

(gal

E-W E-W

0100200300400500600700800900


ACEL

ERAC

IÓN

Sa (

gal)

CRITERIOS DE ESTRUCTURACIÓN

N-S

0

100

200

300

400

500

600


ACEL

ERAC

IÓN

Sa

(gal

E-W

0200400600800

100012001400


ACEL

ERAC

IÓN

Sa (

gal)


E-W

0

50

100

150

200

250

300


ACEL

ERAC

IÓN

Sa (

gal)

N-S

050

100150200250300350


ACEL

ERAC

IÓN

Sa

(gal


DAÑO PSICOLÓGICO

“Sí yo tuviera que vivir en un edificio bien estructurado, pero analizando con métodos aproximados o en uno mal estructurado, pero bien analizado con métodos computarizados y exactos, viviría en el primero”

Dr. Vitelmo Bertero

¿Conceptos Claros o Precisión Matemática?

MODELOS MATEMÁTICOS

DIAGRAMAS PARA DISEÑO

DIAGRAMAS PARA DISEÑO

DIAGRAMA DE CORTANTES

DIAGRAMA DE MOMENTOS

DETALLADO DE ESTRUCTURAS

COMPARATIVO DE ALGUNOS EDIFICIOS

PLANTA DEL TAJ MAHAL

El área que ocupa las columnas es el 50% del área total.


PLANTA DE SAN PEDRO



PLANTA DE LA TORRES SEARS


COMPARATIVO DE DOS EDIFICIOS EN ZONA I, ANTES Y DESPUÉS DE 1985

ANTE

S 19

85AN

TES

1985

DESP

UES

1985

DESP

UES

1985

8.57.

8

23,400 m2

Claros típicos en la estructura

SUPERFICIE DE COLUMNAS Y

MUROS 1,030 m2

4.4% DEL TOTAL23 NIVELES

0.42mmm

2

3

= 2mKg52

PERIODOS (Tseg)X-X Y-Y

2.8 seg 2.9 seg

8.5

7.8

25,200 m2

Claros típicos en

la estructura

SUPERFICIE DE COLUMNAS Y

MUROS 1,184 m2

4.7% DEL TOTAL23 NIVELES

0.45mmm

2

3

= 2mKg56

2.9 seg2.8 segY-YX-X

PERIODOS (Tseg)

TOTAL

EDIFICIO

ÁREAS DE

CONST. (m2)

COSTO UNIT.

POR m2 DE OBRA

2002 Torre A 8,919,136.60 6.23% 34,270,922.00 23.93% 43,190,058.60 30.16% 143,197,012.00 24,612 5,818.00

2003 Torre B 8,192,821.00 5.43% 40,666,386.60 26.97% 48,859,207.60 32.40% 150,773,963.20 22,536 6,690.00

2004 Torre C 9,413,217.83 6.04% 48,429,049.20 31.05% 57,842,267.02 37.09% 155,948,396.13 24,821 6,282.00

Torre A 2002 $1,754.70 /m2

Torre B 2003 $2,167.56 /m2

Torre C 2004 $2,481.32 /m2

COSTOS Y PORCENTAJES DE DIVERSOS TIPOS DE ESTRUCTURAS

Costo obra negra $/m2

CIMENTACIÓN SUPERESTRUCTURA

CIMENTACIÓN Y

SUPERESTRUCTURA

PORCENTAJES COSTOS DE OBRATEATRO NUEVO LAREDO

CIMENTACIÓN $8,455,185.00 7.05%EST. METÁLICA $17,800,000.00 14.84%

$26,255,185.00 21.89%

m CONSTRUIDOS......................................15,900 m

COSTO POR m .....................................$7,54.52 + I.V.A.

2

2

2

1.- TERRACERÍA $5,270,872.76 4.40%

2.- CIMENTACIÓN $8,455,185.00 7.05%

3.- EST. METÁLICA $17,800,000.00 14.84%

4.- CUBIERTA $13,000,000.00 10.84%

5.- MECÁNICA TEATRAL $20,000,000.00 16.68%

6.- FACHADA $6,300,000.00 5.25%

7.- CANCELERÍA $4,500,000.00 3.75%

8.- INSTALACIONES $20,000,000.00 16.68%

9.- ELEVADORES $3,000,000.00 2.50%

10.- ALBAÑILERÍA Y ACABADOS $21,600,000.00 18.01%

$119,926,057.76 100.00%

32.73%

COMO PUEDE APRECIARSE EN LAS DOS TABLAS ANTERIORES EL PROYECTO ESTRUCTURAL SÓLO IMPACTA EN

PORCENTAJES DEL ORDEN DEL 30% AL 35%

CONCLUSIONES(CRITERIOS Y ACCIONES)

1. Interactuar activamente con el Arquitecto durante la etapa de desarrollo del proyecto, y si es posible desde su concepción.

2. Efectuar análisis preliminares que permitan proponer estructuraciones congruentes con el tipo y magnitud del edificio.

3. Conocer con precisión el tipo de suelo donde se construirá la estructura, trabajando estrechamente con el Ingeniero en Geotécnia.

4. Aprovechando las técnicas actuales, evaluar los períodos dominantes del suelo en el sitio, independientemente de lo propuesto en los reglamentos.

5. Proponer y definir criterios estructurales simétricos, sencillos y fáciles de modelar.

6. Efectuar análisis, aplicando los actuales programas disponibles que permitan una fácil interpretación.


7. Antes de iniciar el diseño, realizar certificaciones numéricas globales, para normar nuestro criterio en lo referente a la magnitud de los elementos mecánicos.

8. Estudiar y evaluar períodos y deformaciones de la estructura analizada, para estimar los rangos de la misma, certificando si estos son razonables.

9. Ejecutar diseños prácticos y sencillos que redunden en facilidades contructivas.


10.Pugnar para que las representaciones gráficas expresen con claridad lo obtenido en el diseño.

11.Involucrarse en el proceso constructivo para certificar que lo proyectado fue respetado, obteniendo así mismo, la calidad de los materiales empleados.



12.Evidentemente los cambios en el Reglamento han influido en: los volúmenes de obra, en las dimensiones de los elementos estructurales; PERO ESTO SÓLO HA REPERCUTIDO SIGNIFICATIVAMENTE EN LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES PRINCIPALES Y EN LAS ZONAS II Y III (donde ha habido cambios en los coeficientes sísmicos). Tomando algunos datos, hemos detectado valores en un incremento del 8% del costo directo del inmueble (Zona III).

CONCLUSIÓN FINAL

LOS SISMOS, LOS PROBLEMAS GEOTÉCNICOS, LOS CAMBIOS Y ADECUACIONES EN EL REGLAMENTO Y LAS NORMAS TÉCNICAS, Y PRINCIPALMENTE LAS EXPERIENCIAS (favorables y desfavorables) QUE HEMOS VIVIDO, HAN REPERCUTIDO EN EL SIGNIFICATIVO HECHO DE QUE LOS INGENIEROS QUE DISEÑAMOS ESTRUCTURAS, HEMOS SIDO MÁS CONSCIENTES DE LA TRASCENDENCIA DE NUESTRA FUNCIÓN SOCIAL, INTENTANDO SER PERFECTIBLES EN NUESTRA LABOR PROFESIONAL.

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