Space Camacol

CONCEPTO TÉCNICO SOBRE LA ESTRUCTURA DEL EDIFICIO SPACE

EN RELACIÓN AL CUMPLIMIENTO O NO DE LAS NORMAS LEGALES

APLICABLES Y RECOMENDACIONES

Contrato No. 4600051633 DE 2013

CONSULTORÍA Y ASESORÍA TÉCNICA

A LA ALCALDIA DE MEDELLIN EN EL

CASO DEL COLAPSO DEL EDIFICIO

SPACE EN MEDELLÍN Y SOBRE EL

ESTADO Y SEGURIDAD DE OTRAS

EDIFICACIONES EN LA CIUDAD

• ANTECEDENTES

• ESTRUCTURACION DEL ESTUDIO

• INFORMACIÓN DISPONIBLE

• DESCRIPCIÓN ESTRUCTURAL

• ACTIVIDADES Y ANALISIS DE INFORMACIÓN

• MODELACIÓN COMPUTACIONAL

• RESULTADOS DE LOS ANÁLISIS

• CONCLUSIONES

CONTENIDO 2

Datos generales • Colapso etapa 6 Edificio Space – 12 de

Octubre de 2013 a las 20:20PM • Constructora: Lérida CDO • Arquitecto: Laureano Forero • Ingeniero calculista: Jorge Aristizábal • Ingeniero suelos: Bernardo Vieco

Datos del diseño • 19.500 m2- Hasta 24 niveles (Etapa 6) • Zona de amenaza sísmica intermedia • Sistema dual (muros y pórticos) • Capacidad de disipación de energía

moderada (DMO)

ANTECEDENTES 3

• ANTECEDENTES

• ESTRUCTURACIÓN DEL ESTUDIO




• MODELACIÓN ANALÍTICA


• CONCLUSIONES

CONTENIDO 4

ESTRUCTURACIÓN DEL ESTUDIO

• Fase 1: Concepto técnico sobre la estructura del Edificio Space en relación al cumplimiento o no de las normas legales aplicables y recomendaciones (Abril 2014)

• Fase 2: Concepto técnico con respaldo internacional sobre la conceptualización general del proyecto (Abril 2014)

• Fase 3: Estudios técnicos para conceptuar sobre las causas más probables del colapso de la torre 6 del edificio Space y recomendaciones (Octubre 2014)

• Fase 4: Acompañamiento y asesoría técnica a la alcaldía para concepto sobre otras edificaciones. Evaluación y diagnóstico técnico para los edificios Continental Towers y Asensi (Abril 2014)

5


GRUPO DIRECTIVO Rector: Pablo Navas Sanz de Santamaría

Vicerrector: Mauricio Sanz de Santamaría Decano de Ingeniería: Eduardo Behrentz

GRUPO TECNICO EJECUTIVO

Director del proyecto: Luis Eduardo Yamin Coordinación general: Juan Francisco Correal

ASESORES INTERNACIONALES

Estructuras: Mete A. Sozen (USA) Materiales: Anthony Fiorato (USA

Eduardo Alonso (España)

ASESOR NACIONAL Luis E. Garcia

ESPECIALISTAS Geología: Rodolfo Franco

Estructura: Juan Carlos Reyes Geotecnia: Bernardo Caicedo Materiales: Fernando Ramirez

Trabajos de campo: Sergio Forero Modelación: Juan Pablo Forero

Geomática: Daniel Eduardo Paez

ASESORES JURIDICOS Marcela Castro

Luis Carlos Gamboa Eduardo Zorro

Grupo de Trabajo:

6


INGENIEROS DE PROYECTOS Alvaro Hurtado

Jose Raul Rincón Juan Felipe Pulido Juan Felipe Dorado

INGENIEROS DE LABORATORIO Edna Lorena Delgado

Alejandro Peña

ASESORES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL

Ana Maria Trujillo Luis Vargas

Grupo de Trabajo (continuación):

TECNICOS DE CAMPO Y LABORATORIO Alberto Rincón Mauricio Tobar

José Naranjo Melquisedec Fiquitiva

Andres Velásquez

ASISTENTE ADMINISTRATIVA Aida Sabogal

7

• ANTECEDENTES







• CONCLUSIONES

CONTENIDO 8

INFORMACIÓN DISPONIBLE

El estudio se basa de manera exclusiva en la información suministrada por la Alcaldía de Medellín.

9

• Planos estructurales y de fundaciones

• Planos arquitectonicos

• Resoluciones entregadas en la curaduría urbana 2 de Medellin + memorias de calculo

• Estudio de suelos + informes escritos Ing. Suelos

• Reportes de control de calidad de los materiales

• Reporte interventoria externa a etapas 1 a 2

• Actas de reuniones (Uniandes, Copropietarios, CDO, etc )

• Informe topográfico de verticalidad de las columnas

• Informes de pre-inspección y reconocimientos de daños

• Registro fotografico de la reparación de la columna fallada

• Estudios de geología y geomorfología

• ANTECEDENTES







• CONCLUSIONES

CONTENIDO 10

DESCRIPCIÓN ESTRUCTURAL

Descripción Cimentación

11

DESCRIPCIÓN ESTRUCTURAL

Descripción Cimentación

12

• ANTECEDENTES







• CONCLUSIONES

CONTENIDO 13

ACTIVIDADES Y ANÁLISIS DE

INFORMACIÓN

Localización y ensayo de

Ferroscan

Toma de muestras de aceros

de zona de escombros Etapa 6

Levantamiento de Información en Campo

14


INFORMACIÓN

Realización de regatas para

verificación de refuerzo Localización y extracción de

núcleos de concreto


15


INFORMACIÓN

Verificación de dimensiones de

elementos estructurales Verificación de verticalidad en

columnas y deflexiones en vigas


16


INFORMACIÓN

Toma muestra de muretes de

mampostería

Toma de muestras de piezas de

mampostería


17


INFORMACIÓN

Levantamiento topográfico de la

edificación Medición de vibraciones


18


INFORMACIÓN

Rotulado y empaque de muestras

junto a veedores Entrega, desempaque y rotulado

de muestras en el laboratorio


19


INFORMACIÓN

Dimensionamiento, refrentado y

medición de módulo para núcleos

de concreto

Ensayo de tracción y medición de

módulo para aceros de refuerzo


20

• ANTECEDENTES







• CONCLUSIONES

CONTENIDO 21

MODELACIÓN 22

MODELACIÓN

Cargas de Análisis

Combinaciones de carga NSR-98

Cargas gravitacionales solas:

1.4D + 1.7Lreducida

Cargas gravitacionales y sísmicas:

1.05D + 1.28L + E

0.9D + E

24

MODELACIÓN

Análisis de Deflexiones Verticales en Losas Losa t = 6 cm Losa t = 10 cm Losa t = 12 cm

No

fisurado Fisurado

No

fisurado Fisurado

No

fisurado Fisurado

Deflexión carga muerta

instantánea [cm] 1.80 3.02 1.19 1.81 0.56 1.05

Deflexión adicional

carga muerta largo

plazo [cm]

3.59 6.04 2.38 3.62 1.12 2.11

Deflexión admisible a

largo plazo (Tabla C.9-

2 NSR-98) [cm]

1.64 1.64 1.64 1.64 1.49 1.49

Índice de sobre

deflexiones para

deflexiones a largo

plazo

2.19 3.68 1.45 2.21 0.75 1.42

25

MODELACIÓN

Cargas axiales solas en elementos estructurales verticales

Etapa 1 - Eje 3

Columna A-3

Niv

el

Carga axial [kN]-15000-10000-50000

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24Columna B-3

Niv

el

Carga axial [kN]-15000-10000-50000

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24Columna C-3

Niv

el

Carga axial [kN]-15000-10000-50000

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24Columna D-3

Niv

el

Carga axial [kN]-15000-10000-50000

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24Columna E-3

Niv

el

Carga axial [kN]-15000-10000-50000

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

Pu ≤ fPn = 0.80f[0.85f´c(Ag-Ast)+fyAst]

26

MODELACIÓN


Etapa 2 - Eje 3

Columna E-3

Niv

el

Carga axial [kN]-15000-10000-50000

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24Columna F-3

Niv

el

Carga axial [kN]-15000-10000-50000

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24Columna G-3

Niv

el

Carga axial [kN]-15000-10000-50000

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24Columna H-3

Niv

el

Carga axial [kN]-15000-10000-50000

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24


27

MODELACIÓN


Etapa 3 - Eje 3

Columna H-3

Niv

el

Carga axial [kN]-15000-10000-50000

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24Columna I-3

Niv

el

Carga axial [kN]-15000-10000-50000

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24Columna J-3

Niv

el

Carga axial [kN]-15000-10000-50000

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24Columna K-3

Niv

el

Carga axial [kN]-15000-10000-50000

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24


28

MODELACIÓN


Etapa 4 - Eje 3

Columna K-3

Niv

el

Carga axial [kN]-15000-10000-50000

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24Columna L-3

Niv

el

Carga axial [kN]-15000-10000-50000

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24Columna M-3

Niv

el

Carga axial [kN]-15000-10000-50000

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24Columna N-3

Niv

el

Carga axial [kN]-15000-10000-50000

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24


29

MODELACIÓN


Etapa 5 - Eje 3

Columna N-3

Niv

el

Carga axial [kN]-15000-10000-50000

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24Columna O-3

Niv

el

Carga axial [kN]-15000-10000-50000

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24Columna P-3

Niv

el

Carga axial [kN]-15000-10000-50000

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24Columna Q-3

Niv

el

Carga axial [kN]-15000-10000-50000

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24


30

MODELACIÓN


Etapa 6 - Eje 3

Columna Q-3

Niv

el

Carga axial [kN]-15000-10000-50000

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24Columna R-3

Niv

el

Carga axial [kN]-15000-10000-50000

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24Columna S-3

Niv

el

Carga axial [kN]-15000-10000-50000

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24Columna T-3

Niv

el

Carga axial [kN]-15000-10000-50000

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24


31

MODELACIÓN

Derivas de entrepiso máximas – Modelo secciones fisuradas

0 1 2 3 4 5 6 7 8

24

23

22

21

20

19

18

17

16

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

-1

-2

-3

-4

Deriva [%]

Niv

el

Etapa 1

Etapa 2

Etapa 3

Etapa 4

Etapa 5

Etapa 6

Límite NSR-98: Fisurado

0 1 2 3 4 5 6 7 8

24

23

22

21

20

19

18

17

16

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

-1

-2

-3

-4

Deriva [%]

Niv

el

Etapa 1

Etapa 2

Etapa 3

Etapa 4

Etapa 5

Etapa 6

Límite NSR-98: Fisurado

32

• ANTECEDENTES







• CONCLUSIONES

CONTENIDO 33

RESULTADOS DE LOS ANÁLISIS

Para la elaboración de fase 1 se revisaron 523 de la NSR-98

relacionados con los Títulos A, B, C, D, H, J y K. Del total de los

literales revisados, se encontró que el 58% (302) presentan

información que puede ser verificable, es decir información que ha

sido reportada o especificada ya sea en los planos del proyecto,

memorias estructurales y/o reportes de la calidad de los materiales

según la información suministrada por la Alcaldía de Medellín.

Además se encontró que el 18% (53) de los literales revisados con

información verificable, incumplen con lo especificado por las

normas NSR-98.

Revisión de la Norma Aplicable NSR-98:

34

CONCLUSIONES

• Para efectos estructurales y de sismo resistencia el edificio

Space constituido por las Etapas 1 a 6 debe considerarse

como una sola edificación y una sola estructura de

resistencia ante fuerzas gravitacionales y sísmicas

horizontales.

• Considerando los graves incumplimientos en los requisitos

básicos de la norma NSR-98, y que el colapso de la Etapa 6

sumado a la demolición de la Etapa 5 modificaron

sustancialmente la conceptualización original del edificio,

eliminando elementos estructurales fundamentales que

permitieran garantizar la estabilidad de la estructura en su

conjunto o para cualquier parte de ella, se concluye que la

parte de la edificación que se mantiene en pie presenta un

alto riesgo de colapso.

35

ESTUDIOS TÉCNICOS DE DETALLE REQUERIDOS PARA CONCEPTUAR SOBRE

LAS CAUSAS MÁS PROBABLES DEL COLAPSO DE LA ETAPA 6 DEL EDIFICIO SPACE.

“Revisión por Pares” de la investigación

de la Universidad de los Andes por

Mete A. Sozen, Anthony Fiorato y Luis E. Garcia

Contrato No. 4600051633 DE 2013

CONSULTORÍA Y ASESORÍA TÉCNICA A LA

ALCALDIA DE MEDELLIN EN EL CASO DEL

COLAPSO DEL EDIFICIO SPACE EN

MEDELLÍN Y SOBRE EL ESTADO Y

SEGURIDAD DE OTRAS EDIFICACIONES

EN LA CIUDAD

Participantes:

Mete A. Sozen • Profesor de Ingeniería Civil, Purdue University, West Lafayette, Indiana, USA

• Miembro del Comité ACI 318, participando en la redacción del Código ACI 318 de

1971, 1977, 1983, 1989, 1995, 2002, 2005

Anthony Fiorato • Expresidente de la Junta Directiva de ASTM

• Expresidente del American Concrete Institute, ACI


2005, 2008, 2011, 2014

Luis E. García • Expresidente del American Concrete Institute, ACI


1989, 1995, 2002, 2005, 2008, 2011, 2014

Alcance de la Revisión por Pares (“Peer Review”)

• Bondad de los requisitos del Reglamento colombiano

NRS-98 con respecto a la normativa mundial reconocida

para estructuras de concreto reforzado

• Comparación del diseño estructural del Edificio Space

con respecto a la buena práctica aceptable a nivel

internacional

• Cumplimiento del diseño estructural de Edificio Space

con respecto al Código ACI 318-95 y al Reglamento

NSR-98

• ¿Cual fue la causa primaria del colapso de la Etapa 6

del Edificio Space?

Resistencia nominal de columnas de concreto reforzado

sometidas a carga axial – Universidad de Illinois - 1977

Ensayos más recientes han

confirmado los resultados

de las investigaciones de

Richart de 1934

(W. Gamble and D. Thomson

University of Illinois, Urbana, IL, 1977)

¡impresionante el parecido!

¿Qué tanto más grande? Suponiendo que se cumplieran todos los

requisitos de seguridad del Reglamento

NSR-98 ó de ACI 318-95, es posible

obtener el área requerida para la

columna por cargas gravitacionales.

15

0 x

20

cm

20

0 x

40

cm

ó (200 x 40) cm

26

0 x

30

cm

ó (260 x 30) cm

Esto da un factor de 2.6, o sea que la

columna ha debido tener un área de al

menos 7800 cm2 (= 3000 cm2 x 2.6).

15

0 x

50

cm

(150 x 50) cm

En vez de una sección de 150 x 20 cm,

sería una columna de aproximadamente:

Profesor Mete A. Sozen

Dr. Anthony Fiorato

FASE 3: ESTUDIOS TÉCNICOS DE DETALLE REQUERIDOS PARA

CONCEPTUAR SOBRE LAS CAUSAS MÁS PROBABLES DEL

COLAPSO DE LA ETAPA 6 DEL EDIFICIO SPACE.

Contrato No. 4600051633 DE 2013

CONSULTORÍA Y ASESORÍA TÉCNICA

A LA ALCALDIA DE MEDELLIN EN EL

CASO DEL COLAPSO DEL EDIFICIO

SPACE EN MEDELLÍN Y SOBRE EL

ESTADO Y SEGURIDAD DE OTRAS

EDIFICACIONES EN LA CIUDAD

CONTENIDO

• OBJETIVO

• ALCANCE

• ANTECEDENTES DE COLAPSO SIMILARES

• ANÁLISIS DE CONDICIONES EXTERNAS

• ANÁLISIS DE CONDICIONES INTERNAS DE LA

EDIFICACIÓN

• CONCLUSIONES Y CONCEPTO TÉCNICO

OBJETIVO

El objetivo principal de esta fase del estudio fue

rendir el concepto técnico en relación a las

causas más probables del colapso de la Etapa

6 del edificio Space y a establecer las

recomendaciones específicas a las que hubiere

lugar con base en las evaluaciones y estudios que

se realizan.

CONTENIDO

• OBJETIVOS

• ALCANCE

• ANTECEDENTES DE COLAPSO SIMILARES



EDIFICACIÓN


CONTENIDO

• OBJETIVOS

• ALCANCE

• EVENTOS DE COLAPSO SIMILARES



EDIFICACIÓN


ANÁLISIS DE CONDICIONES EXTERNAS

1. Posibilidad de un evento sísmico:

Basados el Estudio General de

Amenaza Sísmica de Colombia (AIS,

2010), la amenaza sísmica para la

ciudad de Medellín considera sismos

con magnitud de hasta M=6.5 para

la fuente Romeral que pasa a unos

25 km de la ciudad y sismos con

Magnitud de hasta M=8.5 en la zona

de Benioff intermedia ubicada a

unos 70 km de la ciudad.

Cuidad de Medellín


Eventos reportados a corta distancia (Servicio Geológico Colombiano)

Fecha Hora UTC Magnitud Longitud (°) Latitud (°) Municipio Profundidad (km)

09/10/2013 3:43:37 1.5 -75.308 7.512 CACERES 21.7

10/10/2013 7:12:48 2.8 -76.15 6.776 FRONTINO 0.0

10/10/2013 10:33:59 2.0 -76.158 6.774 FRONTINO 3.6

11/10/2013 10:36:44 2.6 -76.632 6.907 MURINDO 1.2

11/10/2013 11:49:19 2.8 -76.204 6.766 FRONTINO 2.6

11/10/2013 13:01:10 1.5 -74.653 6.931 REMEDIOS 38.0

11/10/2013 13:37:22 1.5 -76.464 6.708 FRONTINO 0.0

11/10/2013 13:38:18 1.9 -76.109 6.778 FRONTINO 1.8

11/10/2013 21:08:18 2.3 -76.186 6.765 FRONTINO 4.0

12/10/2013 6:22:46 2.9 -76.053 5.547 ANDES 32.0

12/10/2013 21:25:58 1.5 -74.494 7.162 SEGOVIA 44.8

Eventos reportados en la falla de Benioff (Servicio Geológico

Colombiano)

Fecha Hora UTC Magnitud Longitud (°) Latitud (°) Municipio Profundidad (km) 08/10/2013 16:25:25 2.5 -79.849 2.765 MOSQUERA 42

08/10/2013 2:20:09 3.6 -76.496 4.251 TRUJILLO 51.3

08/10/2013 8:06:33 1.8 -76.497 4.347 TRUJILLO 51.3

08/10/2013 20:01:43 1.9 -77.121 3.662 BUENAVENTURA 16.5

10/10/2013 14:03:38 1.1 -76.369 3.754 GUACARI 89.3

11/10/2013 18:00:50 1.7 -78.166 2.515 EL CHARCO 11.6

11/10/2013 3:22:40 2.6 -77.251 6.543 BOJAYA 3.4

11/10/2013 5:56:04 2.1 -76.201 4.455 ROLDANILLO 103.3

12/10/2013 21:33:05 2.7 -79.285 2.181 TUMACO 32.1

12/10/2013 8:17:07 1.7 -76.233 4.549 VERSALLES 121.2

12/10/2013 10:29:14 1.6 -76.138 4.781 ARGELIA 99.4

12/10/2013 14:04:27 1.4 -76.734 3.792 DAGUA 17.1


1. Posibilidad de evento sísmico

– Los eventos reportados en el país en dichas fechas no presentaron ni

la magnitud ni ocurrieron a distancias para las cuales hubiesen podido

generar algún tipo de impacto, aún para edificaciones de alta

vulnerabilidad.

2. Posibilidad de movimiento de tierra tipo deslizamiento

– No se detecta ninguna evidencia en la inspección detallada los

alrededores de la edificación y la zona.

– No existen registros de movimientos del terreno reportados por los

ingenieros de CDO.

3. Posibilidad de una explosión o incendio

– No existe en el DAGRD ningún reporte oficial ni noticia de la

ocurrencia de alguna explosión, incendio o cualquier otro evento

extraordinario.

CONTENIDO

• OBJETIVOS

• ALCANCE




EDIFICACIÓN


FALLAS Y PATOLOGÍAS

El etapa 6 del edificio Space presentó una serie de fallas y

patologías antes del colapsó:

1. Deflexiones excesivas en losas debidas a la falta de

rigidez (Mayo 2012) Sobre Cargas

ANÁLISIS DE CONDICIONES INTERNAS

DE LA EDIFICACIÓN

2. Daños en muros divisorios de mampostería debido a las

deflexiones de las losas (Agosto 2012)

FALLAS Y PATOLOGÍAS (CONT.)


DE LA EDIFICACIÓN

3. Falla a compresión en la columna R3 en el Nivel 5

(Febrero de 2013)



DE LA EDIFICACIÓN

4. Asentamiento diferenciales en la pila de cimentación R3

y S5 (Octubre 2012)

En Agosto de 2013 se inicia

construcción de pilas muletas



DE LA EDIFICACIÓN


DE LA EDIFICACIÓN

4. Asentamiento diferenciales en la pila R3 y S5 (Octubre

2012)


Proceso Constructivo

Exploraciones de Campo

5. Falla de la columna S3 (11 Octubre 2013) y día antes del

colapsó de la Etapa 6.



DE LA EDIFICACIÓN


DE LA EDIFICACIÓN

MODELO COMPUTACIONAL

Para realizar los análisis sobre los elementos estructurales

(columnas, vigas y muros) se utilizó un modelo 3D computacional

en donde se considera (además de lo anteriormente descrito):

• Geometría de la secciones de los elementos

estructurales incluyendo modificaciones en

construcción (columnas, losas, etc).

• Propiedad de materiales basados en

ensayos de control de calidad (efecto del

tiempo).

• Avaluó de cargas: viva, acabados (exp.) y de

muros divisorios (exp). (peso propio se

calcula automáticamente por el programa).

• Incluye los muros divisorios dentro del

modelo, como elementos de carga.

• Estado 1: Edificación sin considerar ningún tipo asentamiento diferenciales.

– Análisis en condiciones estáticas (verticales)

– Análisis considerando el sismo de diseño

– Análisis considerando el efecto del flujo plástico (“Creep”)

• Estado 2: Edificación con los asentamientos diferenciales registrados el

día 11 de octubre de 2013, momento en el cual se registra la falla de la

columna S3 entre los pisos 4 y 5.

• Estado 3: Edificación en el estado previo al colapso una vez fallada la

columna S3.

– Cargas axiales en muros divisorios de mampostería.

– Fuerza cortante en las vigas principales.

ALCANCE DEL ANÁLISIS:


DE LA EDIFICACIÓN

Estado 1: Edificación sin considerar ningún tipo de

asentamiento.

• Análisis en Condiciones Estáticas (CM+CV)

Cargas Axiales en Columnas Etapa 6 - Eje 3


DE LA EDIFICACIÓN

= Carga Actuante (sin

mayoración)

= Carga Resistente (sin

factores de reducción)


asentamiento.

• Análisis en Condiciones Estáticas (CM+CV)

RESULTADOS DEL ANÁLISIS


mayoración)


factores de reducción) Cargas Axiales en Columnas Etapa 6 - Eje 5


asentamiento.

• Análisis en para el Sismo de Diseño



mayoración)


factores de reducción) Cargas Axiales en Columnas Etapa 6 - Eje 3



asentamiento.

• Análisis en para el Sismo de Diseño



mayoración)





asentamiento.

• Análisis Considerando el Flujo Plástico



Estado 2: Edificación con los asentamientos

diferenciales registrados el día 11 de octubre de 2013



mayoración)




Estado 3: Edificación en el estado previo al colapso

una vez fallada la columna S3.

Cargas Axiales en Columnas Etapa 6 - Eje 3 = Carga Actuante (sin

mayoración)




Estado 3: Edificación en el estado previo al colapso

una vez fallada la columna S3.

Cargas Axiales en Columnas Etapa 6 - Eje 5 = Carga Actuante (sin

mayoración)



Nivel Par

Nivel Impar


Carga axial en muros divisorios de mampostería

Muro adyacente al eje 5

Muro Central

Muro adyacente al eje 3

Eje R Eje S

Carga Axial en Muros Divisorios de Mampostería – Eje S


Estado 1: Cargas gravitacionales Estado 2: Asentamientos diferenciales

Estado 3: Columna S3 en estado de falla

Estado 1 Estado 2 Estado 3

-1500-1000 -500 0 500 1000 15003

4

5

6

7

8

Carga Axial [kN]

Niv

el

Muro adyacente al Eje 5

-1500-1000 -500 0 500 1000 15003

4

5

6

7

8

Carga Axial [kN]

Niv

el

Muro adyacente al Eje 3

-1500-1000 -500 0 500 1000 15003

4

5

6

7

8

Carga Axial [kN]N

ivel

Muro Central

Fuerza Cortante en Vigas Principales


Estado 1: Cargas gravitacionales Estado 2: Asentamientos diferenciales

Estado 3: Columna S3 en estado de falla

Estado 1 Estado 2 Estado 3

-150-100 -50 0 50 100 150Q3

R3

S3

T3

Fuerza Cortante [kN]

Eje

s

Piso 3

-150-100 -50 0 50 100 150Q3

R3

S3

T3

Fuerza Cortante [kN]

Eje

s

Piso 4

-150-100 -50 0 50 100 150Q3

R3

S3

T3

Fuerza Cortante [kN]E

jes

Piso 5

-6000 -4000 -2000 0 2000 4000 6000 8000 10000 120000

1

2

3

4

5

x 10-4

Índice de Desempeño [kN]

Valo

r fu

nció

n d

e d

en

sid

ad

de p

rob

ab

ilid

ad

Col_Space

Normal_Space

Col_Axial

Normal_Axial


Análisis de Confiabilidad Estructural

1.50m

0.20m

4φ5/8”

EST.φ1/4”@0.15

EST.φ1/4”@0.15

EST.φ1/4”@0.30

10φ1/2”

4φ5/8”

1.50m

0.50m

8φ7/8”

EST.φ3/8”@0.15

EST.φ3/8”@0.15

EST.φ3/8”@0.30

8φ1/2”

8φ7/8”

CONTENIDO

• OBJETIVOS

• ALCANCE




EDIFICACIÓN


CONCLUSIONES

Los análisis realizados permiten establecer la siguiente

secuencia probable para el colapso del edificio:

CONCLUSIONES

• Teniendo en cuenta la información disponible y los

diferentes análisis realizados en este estudio, se puede

concluir que el colapso de la Etapa 6 del edificio Space

está asociado a una causa primaria o principal y a una

serie de posibles factores detonantes que se explican a

continuación.

• La causa primaria o principal del colapso del edificio

SPACE se encuentra en la falta de capacidad estructural

(dimensiones y refuerzo) de las columnas principales

de la edificación para resistir las cargas actuantes debidas

al peso propio de la estructura y a las cargas de servicio

impuestas.

CONCLUSIONES

• Después de realizado los análisis, no se considera que

los asentamientos sean una causa principal del

colapso por las siguientes tres razones:

o En condiciones sin ningún tipo de asentamientos, varias de las

columnas ya presentaban condiciones críticas de capacidad.

o Sin tener en cuenta los asentamiento, el edificio en su

configuración original presentaba un alto riesgo de colapso ante

las cargas sísmicas de diseño o ante una eventual falla frágil

por flujo plástico acelerado de las columnas críticas.

o De haberse diseñado y construido las columnas cumpliendo

con los requisitos mínimos de las NSR-98 correspondientes a la

capacidad axial de carga, estas hubiesen tenido la capacidad de

resistir las cargas axiales asociadas a dicha situación, aun

considerando la ocurrencia de los asentamientos diferenciales

registrados.

CONCLUSIONES

• De acuerdo con los análisis efectuados y teniendo en

cuenta la causa primaria establecida, se considera que el

colapso de la edificación se produjo por la ocurrencia

de los siguientes posibles factores detonantes:

o Los efectos de la redistribución progresiva de cargas por los

asentamientos diferenciales y por la falla de la columna S3.

o Los altos niveles de esfuerzo en las columnas lo cual conlleva a

problemas de deformación excesiva por flujo plástico y a la

posibilidad de la falla frágil anticipada de estos elementos.

o Los trabajos de intervención estructural que se estaban

realizando en la noche de 11 de octubre de 2013 en los cuales

se evidenció la instalación de elementos de refuerzo metálicos, la

intervención en los elementos estructurales críticos y la eventual

eliminación de muros de mampostería adyacentes a la columna

fallada.

CONCLUSIONES

o La eventual falla a cortante de las vigas principales del edificio

en los niveles críticos y/o la falla a compresión de los muros

de mampostería ante la redistribución de cargas que se generó a

consecuencia de los asentamientos diferenciales reportados y a la

falla de la columna del eje S3.

A juicio de los especialistas y expertos de la Universidad

de los Andes, la estructura del edificio SPACE, de haberse

diseñado cumpliendo la totalidad de los requisitos

aplicables de la Ley 400 de 1997 y sus decretos

reglametarios (NSR-98), la Etapa 6 no hubiese presentado

el colapso que presentó en las condiciones impuestas.

GRACIAS!

CONCLUSIONES • Los análisis realizados permiten establecer la siguiente secuencia probable para el

colapso del edificio:

– En la fase final de construcción y antes que se presenten los asentamientos

diferenciales registrados, la columna crítica del edificio corresponde a la del eje R3 en

el nivel 5 que fue precisamente la columna que evidenció falla estructural en febrero

de 2013.

– Los asentamientos diferenciales reportados generan una redistribución interna de

cargas en los elementos estructurales principales lo cual lleva a que la columna crítica

sea la del eje S3 que fue precisamente la que presentó falla estructural el día 11 de

octubre de 2013.

– Ante los excesivos asentamientos diferenciales presentados luego de la falla de la

columna del eje S3 se presenta una redistribución importante de cargas a las

columnas adyacentes y a los muros divisorios en mampostería, los cuales juegan un

papel fundamental para evitar el colapso del edificio en el mismo instante en que se

genera la falla estructural de la columna del eje S3.

– Ni los muros de mampostería ni las vigas principales del edificio contaban con la

capacidad de carga suficiente para resistir la redistribución de cargas impuestas por

los asentamientos diferenciales registrados y la falla misma de la columna del eje S3.

– Ante la anterior situación y considerando la ausencia total de redundancia en el

sistema estructural de resistencia ante cargas verticales, se genera el colapso de la

edificación un día después de registrada la falla de la columna S3.

Space Camacol

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