Download Inspección y diagnóstico estructural del edificio de la

Inspección y diagnóstico estructural del edificio de la Secretaría de
Industria y Comercio de la Nación
Ariel Muñoz Baltar1,a, Jorge Rena2,b
1
Universidad Tecnológica Nacional – Fac. Reg. Rosario, Zeballos 1341.Rosario. (2000), Pcia. de
Santa Fe. Argentina
2
Universidad Tecnológica Nacional – Fac. Reg. Venado Tuerto, Las Heras 644. Venado Tuerto
(2600), Pcia. de Santa Fe. Argentina
a
amunoz@frro.utn.edu.ar, bjorge_rena2281@hotmail.com
Palabras-clave: Hormigón Armado – Diagnóstico – Patologías – Inspección- Edificio
Histórico
Resumen.
El presente trabajo fue desarrollado dentro del marco del Convenio denominado
Programa de Asistencia Técnica “Estudio de Estructuras Civiles UTN-MECON” para la
evaluación de estructuras existentes entre la Universidad Tecnológica Nacional – FRVT y el
Ministerio de Economía de la Nación.
La reubicación y reutilización de nuevos espacios para ser utilizados con cargas
provenientes de archivos deslizantes y la aparición de algunas patologías estructurales y no
estructurales sumados a la falta de documentación técnica referente a la capacidad
estructural de este edificio histórico de la Secretaría de Industria de la Nación; presenta la
necesidad de un estudio de inspección y diagnóstico estructural detallado de todo el edificio.
Se propone en el siguiente trabajo una metodología de inspección y diagnóstico
estructural incorporando la utilización de fichas acerca del historial de vida en servicio de los
diferentes pisos y de sintomatologías estructurales, apoyados por la ejecución de trabajos
de campo que consistieron en ensayos destructivos y no destructivos, en un edificio
emblemático que consta de 5 subsuelos, 14 pisos altos y una superficie aproximada de
58500m².
Como resultado del estudio se efectúan recomendaciones y acciones correctivas que
tienden a mejorar y asegurar una mejor prolongación de la vida útil de los diferentes
elementos estructurales de los diferentes pisos.
Se presenta una metodología de aplicación general que puede ser utilizada en otros
diagnósticos de edificios y/o elementos estructurales independientes.
1.- Introducción
Se trata de un edificio construido en hormigón armado situado sobre la calle Diag.
Julio A. Roca entre las calles Chacabuco y Alsina conformando un triángulo equilátero
delimitado por dichas arterias.
Es un edificio en altura, desarrollado con 5 subsuelos, planta baja, 9 pisos altos, y 5
pisos más para alojar sala de máquinas, tanques etc. en planta superior, conformando un
total de 19 niveles. Su construcción data aproximadamente desde 1949 hasta 1954, con
proyecto y cálculo del estudio de los Ings. Sanchez, Lagos, De la Torre, Bilbao La Vieja,
entre otros. Ver Fig. 1.
La construcción estuvo a cargo de la constructora Geopé, Compañía General de
Obras Públicas E.N. con la colaboración de otras importantes subcontratistas.
Figura 1 – Vista General Edificio S.I.C.
2.- Descripción
2.1.- Antecedentes
Para la recopilación de información de planos estructurales y/o arquitectónicos y
antecedentes de la construcción se recurrió al Centro de Documentación e Investigación de
la Arquitectura Pública – CeDIAP, a la Dcción. de Patrimonio de Bs. As., y a las bibliotecas
de la construcción del Instituto de Cemento Pórtland (ICPA). Se pudo obtener del Cediap
solamente antecedentes de un artículo de la Revista Construcciones que data de 1954.
No se cuenta con información original del edificio en lo que se refiere a planos de
estructura, planillas de cálculo, memorias, etc.
2.2.- Generalidades
Según esquema de Fig. 2, arquitectónicamente es un edificio que fue concebido
originalmente para uso de oficinas, debido a las mínimas disposición de columnas en planta
lo que hace suponer el uso conceptual de “planta libre”.
El mismo está caracterizado por una marcada regularidad geométrica y estructural
que consiste en un núcleo central de circulación horizontal y vertical (Sector NC) en el cual
se plantea un hall central rodeado por cuatro núcleos de ascensores y dos escaleras
semicirculares. En las adyacencias de este núcleo se disponen dos patios de aire-luz para
luego terminar en dos vértices con escaleras y ascensores para uso de servicio y
disposición de locales sanitarios.
Este núcleo está circunscripto por un pasillo o corredor que permite rodear el edificio
generando una fluida circulación horizontal.
Luego de este corredor se accede a los sectores de uso o dependencias del mismo,
caracterizada a grandes rasgos en depósitos o talleres en los subsuelos, sala de calderas y
comedor, para luego generar espacios comunes para oficinas de planta libre desde el 1º
piso hasta el 8º piso inclusive. El 9º se caracteriza principalmente por un auditorio y una
biblioteca.
Sector B
Sector 3
Sector 2
Sector A
Sector C
Sector 1
Figura 2 – Planta tipo. Calle Roca s/el frente
3.- Metodología de Inspección y Diagnóstico
Para la evaluación y diagnóstico de la estructura del edificio, se confeccionó un
diagrama de flujo con la secuencia a seguir en cada etapa de trabajo según figura 3, en
donde se dividieron las tareas inicialmente en una inspección preliminar efectuando un
examen visual, es decir una observación general que evalúe las condiciones en que se
encuentra una estructura o partes de ella, estableciendo la necesidad de estudios de
laboratorio, identificar entre otros, cuáles son las consecuencias o efectos a causa de la
existencia de los defectos estructurales, y evaluar la necesidad de una intervención urgente.
INSPECCIÓN PRELIMINAR
EXÁMEN
VISUAL
RECOPILACIÓN
ANTECED.
RECOPILACIÓN
FOTOGRAFICA
GRAL.
PREDIAGNÓSTICO
RECOPILACIÓN
ORAL/NOTAS
ENTREVISTAS
INTERVENCIÓN URGENTE
(Apuntalamiento/Evacuación,
etc.)
CRONOGRAMAS (Plan de
Trabajos)
INSPECCIÓN DETALLADA
ENSAYOS
CATEOS
MEDICIONES
RELEVAMIENTO
ESTRUCTURAL
RECOPILACIÓN
FOTOGRÁFICA
DETALLE/VIDEO
PLANOS
CAD
DIAGNÓSTICO
ESTRUCTURAL
MEMORIAS DE
CÁLCULO
INTERVENCIÓN
REHABILIT.
ACTUACIONES
CORRECTIVAS
RECOMENDACIONES
Figura 3 - Metodología de Diagnóstico propuesta
La inspección preliminar es acompañada con una recopilación de antecedentes, y una
recopilación fotográfica general, donde se registraron los aspectos más llamativos de la
intervención. Es importante también, como se hizo en este caso, poder obtener entrevistas
orales con los usuarios más antiguos del edificio que aporten datos característicos de las
problemáticas, o procesos de construcción y desconstrucción.
A los fines de estudiar detalladamente cada piso se lo divide en siete sectores de
estudio; fundamentalmente que tengan similares características estructurales.
Sector 1: Lado del triángulo sobre calle Roca
Sector 2: Lado del triángulo sobre calle Chacabuco
Sector 3: Lado del triángulo sobre calle Alsina
Sector A: Vértice del triángulo sobre calle Roca y Chacabuco
Sector B: Vértice del triángulo sobre calle Chacabuco y Alsina
Sector C: Vértice del triángulo sobre calle Roca y Alsina
Sector D (NC1-NC2-NC3): Núcleo central de circulación – escalera y ascensores
3.1.- Relevamiento Estructural
Para la etapa referente a la inspección detallada, se comenzaron con las tareas del
relevamiento estructural propiamente dicho.
Se resumen las principales características de cada sector, que se complementan con
planos de estructura correspondiente en formato cad, planos de detalles del paquete
estructural del entrepiso y detalle de secciones de vigas y columnas.
Para una mejor comprensión del piso y sus patologías, se confeccionó una ficha
denominada “historial de vida en servicio”, mostrada en la figura 9, donde consta para cada
piso cuál fue la condición de uso prefijada originalmente en el sector en estudio, si sufrió un
cambio de utilización, si es que ha sufrido algún tipo de siniestro o accidentología, si se
visualizan demoliciones y/o agregados de construcciones. Se incluyó también esta ficha,
datos referentes a cuáles son las cargas predominantes, si estas son estáticas o pueden
considerarse dinámicas, la verificación de la intervención con refuerzos y datos
concernientes de suma utilidad, para determinar el grado de vulnerabilidad química del
lugar, como ser la presencia de agentes químicos, si existe humedad ambiente alta,
generación de vapores, etc. Todos los aportes de datos consignados, también merecen ser
resaltados si se considera tomar una acción correctiva en la fase del diagnóstico.
Se coloca a modo de ejemplo sólo algunas de estas fichas.
1º Subsuelo
El entrepiso consta de una losa alivianada compuesta por nervios transversales a las vigas
de hormigón armado y un paquete estructural que se complementa con una capa de
compresión, bloques huecos de hormigón volcánico, contrapiso de mortero liviano, carpeta
cementicia y piso de terminación (vinílico-mosaico o alisado). Ver Figura 4
Figura 4 – Detalle de losa de entrepiso típico
Las vigas en todos lo sectores son de sección rectangular de hormigón armado, al igual que
las columnas, de hormigón armado pero con secciones diferentes, cuadradas, rectangulares
y en menor medida octogonales (Sectores A-B y C).
El sector 1 presenta losas apoyadas entre vigas con luces en promedio de 4.50m, con
tramos continuos de 5, 7 y 5 vanos, separados por una junta de dilatación. Este sector es
también el único que tiene las vigas principales apoyadas en 4 columnas.
El sector 2 y 3 presentan similares características luces de apoyo aproximadamente 4.80m y
vigas simplemente apoyadas entre dos columnas.
El sector A, en ochava aloja la cisterna de agua y el montacargas de servicio. Se
manifiestan columnas que no aparecen en planta baja. Figura 5
En el sector B, comienzan a aparecer dos columnas octogonales (CB2 y CB3) que no se
repiten en los pisos superiores. Las columnas octogonales (CB1 y CB4) nuclean hasta
cuatro vigas ya que comienzan a expandirse la modulación típica de los sectores 2 y 3.
El sector C, continúa con la disposición de losas similar al sector 1.
En el pasillo perimetral las losas apoyan sobre vigas perimetrales que se extienden entre
columnas y están dispuestas transversales a las vigas principales. La luz de dicha losa es
4.06m en el sector 1 y de 3.40m en sectores 2 y 3.
A partir de este subsuelo en el sector 1, sobre calle Roca, se adiciona un espacio de unos
2.00m de sobreancho que se expande verticalmente hasta el 5º subsuelo. En el caso del
presente subsuelo el mismo tiene como losa la vereda con la incorporación de ladrillos de
vidrio. Figura 6
En lo que respecta a cargas el sector 2 y 3 se pretende disponer de archivos deslizantes, y
en parte del sector C, utilizado como acopio de papelerías de archivos. Figs. 7-8
Figura 5 – Losa sector A
Figura 6 – Viga fisurada 1ºSS
Figura 7 – Sector C cargado
Figura 8 – Archivos deslizantes
FICHA Nº
2
DESIGNACION: HISTORIAL DE VIDA EN SERVICIO DEL EDIFICIO
1º SUBSUELO
PISO:
DESCRIPCIÓN
SECTOR 1
Oficinas
SECTOR 2
Oficinas
SECTOR 3
Oficinas
SECTOR B
Oficinas
SECTOR C
Oficinas
-
Archivos
Archivos
deslizantes
-
deslizantes
-
-
-
transformadores
En sala eléctrica
parte de losa
HºAº
Mapeado fisuras
en losa tanque
de agua
-
Archivos
Archivos con
deslizantes
-
papeles
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Estáticas
Estáticas
Estáticas
Cuasi-estáticas
Estáticas
Estáticas
-
Sí. Agujero en
-
-
-
-
-
losa
-
-
Cloro en tanque
-
-
Normal
Normal
Aparecen
columnas
centrales
Zona muy
CONDICION PREFIJADA
CAMBIO DE USO DE LA ESTRUCTURA
Filtracion agua
en veredaACCIDENTOLOGIA DE LA ESTRUCTURA lad.vidrio
-
SECTOR A
Sala eléctrica y
RECONSTRUCCION-DEMOLICIÓN
REFUERZO ESTRUCTURAL
CARGAS FÍSICAS PREPONDERANTES
ENSAYOS Y/O CATEOS ANTERIORES
USO DE QUÍMICOS
Filtraciones
Normal
Normal
de agua
Alta humedad y
Comienzo de
sobreancho del
edificio s/Roca
Contrapiso
-
calor
-
INFORMACIÓN AMBIENTAL
OTROS RELEVANTES
liviano
cargada
TOMAR ACCIÓN CORRECTIVA
Figura 9 – Ficha Historial de vida en servicio 1º SS
2º Subsuelo
La tipología estructural es de similares características al del 1º subsuelo, pero el entrepiso o
losa nervurada alivianada con bloques de hormigón volcánico, contiene un paquete
estructural diferente que consiste en contrapiso de hormigón de cascotes, carpeta
cementicia y piso vinílico.
El segundo subsuelo es utilizado como depósito en sector 1, 2, B, C y oficinas en el sector 3.
.
Figura 10 – Cisterna Sector A
Figura 11 – Sector B
FICHA Nº
2
DESIGNACION: HISTORIAL DE VIDA EN SERVICIO DEL EDIFICIO
PISO:
2º SUBSUELO
DESCRIPCIÓN
SECTOR 1
Oficinas
-
SECTOR 2
-
SECTOR 3
SECTOR A
Tanques de agua -
SECTOR B
SECTOR C
Depósito
Depósito
Depósito
Oficinas
-
Depósito
-
-
-
-
-
-
-
-
Apuntalamiento
Apuntalamiento
-
-
-
-
provisorio
-
provisorio
-
-
-
-
Estáticas
Estáticas
Estáticas
Estáticas
Estáticas
Estáticas
Cateo actual
Cateo actual
Cateo actual
-
Cateo actual
-
-
-
-
Cloro
-
-
Normal
Normal
Normal
Humedad
Normal
Normal
-
Piso vinilico.
Contrapiso Hº
cascotes
Piso vinilico.
Contrapiso Hº
cascotes
excesiva
-
-
Actualm. desoc.,
pero con indicios
de alta carga
CONDICION PREFIJADA
CAMBIO DE USO DE LA ESTRUCTURA
ACCIDENTOLOGIA DE LA ESTRUCTURA
RECONSTRUCCION-DEMOLICIÓN
REFUERZO ESTRUCTURAL
CARGAS FÍSICAS PREPONDERANTES
ENSAYOS Y/O CATEOS ANTERIORES
USO DE QUÍMICOS
INFORMACIÓN AMBIENTAL
OTROS RELEVANTES
TOMAR ACCIÓN CORRECTIVA
Figura 11 – Historial de vida en servicio 2º SS
3º y 4º Subsuelo
El esquema y disposición de columnas, vigas y losas en el 3º subsuelo se repite en igual
forma y cantidad de elementos estructurales que en el primer y segundo subsuelo, a
excepción del sector A (actual carpintería). En dicho sector aparecen vigas adicionales
debido a que el tanque cisterna ubicada en la planta superior ya no traspasa la losa. Fig.12
Figura 12 – Vista losa carpintería
Figura 13 – Vista sector 1 depósito
5º Subsuelo
El 5º Subsuelo ocupa parcialmente la superficie de la planta total, en él se encuentra la sala
de calderas y las instalaciones termomecánicas que sirven al mismo. Ver Fig. 14 y 15
Se ocupa parte del sector 1 y la totalidad del sector A. Como rasgo distintivo en este
subsuelo, existe un entrepiso que tiene una doble altura, utilizado como espacio técnico.
El esquema estructural es similar al descripto en los anteriores subsuelos, losas continuas
nervuradas y vigas rectangulares de sección rectangular.
Como afectación principal en este piso es el continuo ingreso de agua de la capa freática, y
su evacuación constante.
Figura 14 – Vista general S.M.
Figura 15 – Viga utilizada para izajes
FICHA Nº
2
DESIGNACION: HISTORIAL DE VIDA EN SERVICIO DEL EDIFICIO
PISO:
5º SUBSUELO
DESCRIPCIÓN
SECTOR 1
Sala de calderas
CONDICION PREFIJADA
y máquinas
-
máquinas
-
Filtraciones Napa
Filtraciones Napa
SECTOR 2
SECTOR 3
SECTOR A
Sala de calderas y
SECTOR B
SECTOR C
CAMBIO DE USO DE LA ESTRUCTURA
ACCIDENTOLOGIA DE LA ESTRUCTURA de agua
-
-
de agua
Eliminación
tanque de petroleo
y cisterna agua
-
Estáticas
Estáticas
-
-
Anteriormente
Anteriormente
petróleo
Normal
petróleo
Normal
Se descubren
algunas vigas
para izaje de
Doble altura de
RECONSTRUCCION-DEMOLICIÓN
REFUERZO ESTRUCTURAL
CARGAS FÍSICAS PREPONDERANTES
ENSAYOS Y/O CATEOS ANTERIORES
USO DE QUÍMICOS
INFORMACIÓN AMBIENTAL
OTROS RELEVANTES
losa-Entrepisos
TOMAR ACCIÓN CORRECTIVA
Figura 16 – Historial de vida en servicio 5º SS
Planta Baja
La conformación estructural de la planta baja en el sector 1, es diferente a los pisos
superiores y subsuelos, fundamentalmente por dos aspectos distintivos: la presencia de
doble altura en el hall principal de acceso, la incorporación de grandes columnas circulares y
por otro lado la eliminación de las columnas centrales (C2) en la planta. Se mantiene la
geometría de vigas rectangulares de 11.70m de sección 25x77cms, y columnas
rectangulares en planta baja de 60x90 cms.
Las losas, al igual en el primer subsuelo son losas nervuradas alivianadas apoyadas entre
vigas con luces entre 4.40m y 4.50m. con un paquete estructural de nervios de hormigón
armado cada 30 cms, relleno no estructural de bloques de hormigón con agregado
volcánico, capa de compresión de hormigón, carpeta cementicia y pisos de mármol, el rasgo
distintivo del paquete estructural está dado por el contrapiso de mortero liviano arena-cal.
El sector 2 y 3 presentan similares características estructurales, en el primero las vigas son
rectangulares con luces de 8.50m, con losas con “trenes” de carga de tres y cuatro tramos,
donde la división la presenta la junta de dilatación con dos vigas paralelas de 15x77 cms; en
el sector 3 las luces de las vigas son de 7.50m y “trenes” de carga de cuatro tramos de
losas.
En toda la periferia interior (unión corredor o pasillo horizontal y sectores operativos) y
externa (sobre línea municipal) existen vigas denominadas VI, VN y VE dispuestas en forma
transversal a las vigas principales y que reciben las cargas de las losas del pasillo en el caso
de las VI, las cargas provenientes de la mampostería de cierre, aberturas y revestimiento
exterior, como es el caso de las VE y las VN que reciben las cargas provenientes de las
losas del núcleo central y losa de pasillo.
Sectores de ochavas
Sector A: En dicho sector prevalecen las columnas C2 que transmiten las cargas a las
columnas en subsuelos, y en cada sector de ochava una o dos columnas de sección
octogonal.
Como caso particular en este sector, debido a la entrada de servicio por calle Chacabuco, la
viga VA-16 no apoya en columna sino más bien en una viga transversal que recibe la carga.
Sector B: A diferencia de lo que ocurría en los subsuelos en este sector la disposición de las
losas de apoyo y vigas cambian de sentido, al eliminarse la viga transversal VB-4(1SS) y las
columnas CB2(1SS) y CB3 (1SS), luego se disponen cuatro vigas (VB2 a VB5) con losas de
3.70m de luz.
Sector C: Ocupado por la cochera del edificio, presenta una característica importante: la
eliminación de la columna CC2 proveniente de los pisos superiores, con lo cual existen vigas
de gran porte.
En planta baja coexisten oficinas de atención al público y las cocheras o zonas de servicio,
con lo cual es el sector de mayor tránsito de personas. Ver figuras 17 y 18
Figura 17 – Planta oficinas
Figura 18 – Sector B Cocheras
1º Piso
El 1º piso está ocupado principalmente por oficinas de atención al público y aloja también
una guardería de niños.
En el sector 1, 2 y 3 se mantienen la geometría de vigas y columnas de la misma manera
que lo descrito en la estructura sobre planta baja. Aparecen las vigas de la doble altura V8 a
V13 y vigas dintel V-D, para sostener la mampostería de cierre y aberturas que se
internalizan en el hall central. Las vigas son en estos sectores de 25x80 cms.
Las losas del entrepiso son nervuradas alivianadas con contrapiso liviano.
En el sector C, de igual manera que en planta baja presenta dos vigas principales VC8 y
VC9 que se disponen en forma perpendicular a las vigas principales del módulo repetitivo de
los sector 1 y 3, luego se conforman “radialmente” y centrífugas las vigas VC2 a VC6.
En este sector la columna CC2 no siguen en planta baja, con lo cual su carga es elevada
por un tensor TE1 a la columna contigua, esto elimina en planta baja una columna que
interferiría en el normal funcionamiento de la cochera.
En esta planta se visualiza la losa balcón de 1.80m de luz que apoya en las vigas de
periferia VExx.
2º Piso
El esquema de disposición de vigas y columnas en los sectores 1, 2, 3 A, y B se repite de
igual manera que en el primer piso. La diferencia entre este y el segundo piso se manifiesta
en el sector C, donde no existe tensor TE1 y la columna CC2.
El piso segundo aloja las oficinas de la subsecretaría de Comercio, lo cual conserva una
arquitectura diferente a otros pisos, en lo que se destacan: la incorporación del balcón
perimetral, una altura de piso mayor (4.68m) a los otros pisos en el cual dicha altura a fondo
de losa oscila en los 4.30-4.40m y la división de oficinas mediante mampostería de ladrillos
macizos en el sector 3.
3º Piso
La estructura sobre el tercer piso presenta iguales características que los pisos anteriores,
se repite el esquema estructural de los sectores 1, 2, 3, A y B, la diferencia radica en el
sector C, en donde vuelve a aparecer una viga tensor TE2 a 40º de 40x25 cms que eleva la
carga de la columna CC1 para derivarla por la columna adyacente CC4 (ver fig.19). La
columna CC1 es eliminada según creemos para evitar que la misma se prolongue en el
salón oval de la jefatura de gabinete del 2º piso.
Este piso presenta en el sector la incorporación de un piso técnico como carga permanente,
y su utilización mayoritaria es de oficinas.
Figura 19 – Vista Tensor
4º Piso a 8º piso
El cuarto piso presenta la misma regularidad estructural que los pisos anteriores, a
diferencia de su piso antecesor, no se incorpora en el sector C el tensor TE, con lo que la
resolución del sistema en el mencionado es mediante la columna CC1 que recibe la carga
de las vigas VC5 y VC6.
El uso de este piso es para oficinas mayoritariamente a excepción del sector B en el cual su
destino es utilizado como auditorio.
El fondo de losa se encuentra a 3.50m, y como en los pisos anteriores las vigas son
rectangulares de 25x77 cms, columnas rectangulares y algunas octogonales.
El piso es utilizado en su totalidad para uso de oficinas de mediana ocupación, con
incorporación de un piso técnico y arch. deslizantes en una pequeña superficie del sector A.
Las estructuras de los pisos 5º a 8º presentan similares características y el mismo sistema
estructural que la estructura sobre el 4º piso. No se manifiestan cambios sustanciales en el
esquema.
Figura 20 – Vista oficinas típica
Figura 21 – Vista losa s/8º piso -SC
9º piso
El esquema de la estructura sobre el 9º piso presenta diferencias con respecto a los pisos
típicos. Entre las más relevantes tenemos:
En el sector 1, las vigas principales son de menor luz, 10.0m y 3.00m, con dimensiones de
25x79 cms, dicho sector está principalmente utilizado por el auditorio (Fig. 22) y la biblioteca
principal del edificio (Fig. 23) , que presenta la particularidad de doble altura (5.85m), luces
de vigas de 10.0m y la eliminación de las columnas en correspondencia con las vigas V6V7 y V14-V15 coincidentes con la junta de dilatación del edificio.
El sector 2, también se manifiesta con vigas de menor luz, en este caso de 5.50m y en el
sector 3 las vigas pasan a ser de 4.60m de luz. Los sectores A, B y C mantienen el esquema
de vigas y columnas con la reducción de sus longitudes correspondientes.
Figura 22 – Auditorio
Figura 23 - Biblioteca
11º y 12º piso
El piso 11º y 12º en el núcleo central aloja tanques de agua para calefacción, calderas y
motores que complementan las instalaciones termomecánicas del 5º subsuelo. En este
sector se disponen de columnas que soportan los tanques mencionados, que luego son
sostenidas por las vigas en la zona central. (Fig.24)
Sector 1: en este sector la losa presenta viguetas de pequeña sección que la sostienen
cada1.10m encontrándose dicha solución estructural solo en este piso. Este sector se
encuentra desocupado y su utilización es como piso técnico que alojan cañeros de
transmisión de líquidos y conductos. (Fig. 25)
Sector 2: presenta como rasgo distintivo la incorporación de columnas que soportan los
conductos; estas descansan en las vigas inferiores.
Figura 24 – Sala conductos calefacción
Figura 25 – Piso 12º
13º piso
En este nivel se ubica la sala de máquinas del edificio, donde se encuentra la fuerza motriz
de los ascensores del hall central del edificio. También este piso almacena los tanques
utilizados antiguamente para proveer de agua fría en los bebederos del edificio. (Fig. 26)
El área ocupada por el piso corresponde al núcleo central o sector denominado D,
compuesto estructuralmente por una losa nervurada, vigas de hormigón armado de sección
rectangular y perfiles tipo IPN 380 en correspondencia con cada ascensor.
El hueco de los ascensores está construido por tabiques macizos de hormigón armado.
Los tanques se ubican en la parte posterior de los núcleos de los ascensores I a VI, están
construidos en hormigón armado.
Adyacente al tabique de hormigón de los ascensores VII a X, se encuentra una sala
desocupada, que manifiesta signos graves de deterioro por posible incendio e infiltraciones
de agua. (Fig. 27)
Figura 26 – Sala de ascensores
Figura 27 – Sala contigua s.a.
14º piso
El piso 14º es el último piso del edificio, delimitado solamente por el núcleo central; es decir
los sectores estructurales del triángulo ya no se encuentran en este nivel.
Presenta la particularidad de alojar unas piletas rectangulares de mampostería donde se
almacenaba antiguamente agua para el sistema de incendio.
La estructura en este piso se halla dividida por una pared de mampostería de ladrillo hueco,
que separa tres piletas de 65 cm de profundidad, a la izquierda y tres piletas en el lado
derecho.
Las columnas y vigas son de sección rectangular, y al igual que las losas presentan un
acabado superficial de azotado impermeable. La dirección preponderante de las vigas es
longitudinal (Sector 1 hacia sector B), con dos vigas en la parte posterior con inclinación
hacia las columnas de cierre.
La altura del entrepiso es de 4.50m y actualmente este piso se encuentra desocupado.
Figura 28 – Vista Piletas
FICHA Nº
2
DESIGNACION: HISTORIAL DE VIDA EN SERVICIO DEL EDIFICIO
11º-12º PISO
PISO:
FICHA Nº
2
DESIGNACION: HISTORIAL DE VIDA EN SERVICIO DEL EDIFICIO
PISO:
13º PISO
DESCRIPCIÓN
DESCRIPCIÓN
NUCLEO CENTRAL
Sala
maquinas
CONDICION PREFIJADA
Ascensores
S/C
SECTOR 1
SECTOR 2
SECTOR 3
NUCLEO CENTRAL
Piso uso técnico Piso uso técnico Piso uso técnico Sala calderas - Inst.
CONDICION PREFIJADA
S/C
S/C
S/C
termomecánicas
S/C
Columnas
-
-
CAMBIO DE USO DE LA ESTRUCTURA
Mal estado de
conservación
ACCIDENTOLOGIA DE LA ESTRUCTURA generalizado
-
fisuradas
-
-
-
-
-
-
RECONSTRUCCION-DEMOLICIÓN
Posible incendio en
ACCIDENTOLOGIA DE LA ESTRUCTURA tanques y sala
RECONSTRUCCION-DEMOLICIÓN
REFUERZO ESTRUCTURAL
REFUERZO ESTRUCTURAL
Estáticas
Estáticas
Estáticas
Estáticas
CARGAS FÍSICAS PREPONDERANTES
Dinámicas
CARGAS FÍSICAS PREPONDERANTES
-
-
-
-
ENSAYOS Y/O CATEOS ANTERIORES
ENSAYOS Y/O CATEOS ANTERIORES
-
-
-
-
USO DE QUÍMICOS
INFORMACIÓN AMBIENTAL
CAMBIO DE USO DE LA ESTRUCTURA
Aceites y grasas
USO DE QUÍMICOS
Humedad
Normal
Normal
Calor y humedad
elevada
Ver Ficha Nº 3
Ver Ficha Nº 3
-
Doble altura de piso.
OTROS RELEVANTES
Hollín
INFORMACIÓN AMBIENTAL
Tanques intermediarios
Ver ficha Nº 3
OTROS RELEVANTES
TOMAR ACCIÓN CORRECTIVA
TOMAR ACCIÓN CORRECTIVA
Figura 29 – Historial de vida en servicio pisos 11º, 12º y 13º
3.2.- Sintomatología de los Elementos Estructurales
Conjuntamente con el relevamiento estructural, y el detalle fotográfico, se confecciona una
ficha Nº 3, para cada elemento estructural que presente una anomalía. Cada síntoma fue
codificado, analizando su posible causa.
La sintomatología es evaluada sólo para elementos de hormigón, como ser vigas, losas,
columnas, tabiques, basándonos en diferentes normas [1], [2]
Luego cada código es agrupado para su posterior tratamiento estadístico, con lo que se
pudieron extraer datos como ser los pisos y elementos más afectados y la acción correctiva
a tomar en cada caso.
Se incluye la ficha de algunos de los elementos más característicos. (Figs. 30 a 33)
FICHA Nº
3
DESIGNACION: INSPECCIÓN VISUAL - SINTOMATOLOGÍA
PISO:
SECTOR:
ELEMENTO:
8º
C
LOSA LC6
SINTOMA
COD. ANOMALÍA
Deformaciones y desplazamientos
A1
Delaminación-pérdida del hormigón
B1
RESPONSABLE:
AMBIENTE:
FECHA:
NORMAL
POSIBLE CAUSA
ACCIÓN CORRECT.
Desprendimiento en esquinas (Spalling) B2
Nidos de abejas
B3
Sobrecrecimiento (Overgrowing)
B3
Descoloración
C1
Manchas de oxido
C2
Desgaste-abrasión
D1
Desintegración
D2
Erosión
D3
Eflorescencias
E1
Fisuración a través de la armadura
F1
Fisuración de localización arbitraria
F2
Fisuración inclinada o diagonal
F3
Fisuración transversal
F4
Resquebrajaduras
F5
Grietas
G1
Juntas de dilatación
J1
Golpes-Rotura (Crushing)
K1
X
Infiltración agua de terraza y asfaltos
X
En ladrillos
X
Rotura por cañería desague cloacal
Figura 30 – Ficha losa piso 8º -Sector C
FICHA Nº
3
DESIGNACION: INSPECCIÓN VISUAL - SINTOMATOLOGÍA
PISO:
SECTOR:
ELEMENTO:
11º
1
VIGUETAS (NERVIOS) V
SINTOMA
COD. ANOMALÍA
Deformaciones y desplazamientos
A1
Delaminación-pérdida del hormigón
B1
RESPONSABLE:
AMBIENTE:
FECHA:
HUMEDO
POSIBLE CAUSA
ACCIÓN CORRECT.
X
Corrosión armaduras
Desprendimiento en esquinas (Spalling) B2
Nidos de abejas
B3
Sobrecrecimiento (Overgrowing)
B3
Descoloración
C1
Manchas de oxido
C2
Desgaste-abrasión
D1
Desintegración
D2
Erosión
D3
Eflorescencias
E1
Fisuración a través de la armadura
F1
Fisuración de localización arbitraria
F2
Fisuración inclinada o diagonal
F3
X
Fisuras de flexión y corte
Fisuración transversal
F4
X
Fisuras de flexión y corte
Resquebrajaduras
F5
Grietas
G1
Juntas de dilatación
J1
Golpes-Rotura (Crushing)
K1
Figura 31 – Ficha vigas piso 11º -Sector 1
FICHA Nº
3
DESIGNACION: INSPECCIÓN VISUAL - SINTOMATOLOGÍA
13º
Central
LOSA L
PISO:
SECTOR:
ELEMENTO:
SINTOMA
COD. ANOMALÍA
Deformaciones y desplazamientos
A1
Delaminación-pérdida del hormigón
B1
RESPONSABLE:
AMBIENTE:
FECHA:
NORMAL - HUMEDO
POSIBLE CAUSA
ACCIÓN CORRECT.
Desprendimiento en esquinas (Spalling) B2
Nidos de abejas
B3
Sobrecrecimiento (Overgrowing)
B3
Descoloración
C1
Manchas de oxido
C2
Desgaste-abrasión
D1
Desintegración
D2
X
Marcas de nervios en losa
Erosión
D3
Eflorescencias
E1
X
Lixiviación - filtración agua
Fisuración a través de la armadura
F1
X
Lixiviación - filtración agua - posible incendio
Fisuración de localización arbitraria
F2
Fisuración inclinada o diagonal
F3
X
Lixiviación - filtración agua - posible incendio
Fisuración transversal
F4
Resquebrajaduras
F5
Grietas
G1
Juntas de dilatación
J1
Golpes-Rotura (Crushing)
K1
Figura 32 – Ficha losa piso 13º -Sector Central
FICHA Nº
3
DESIGNACION: INSPECCIÓN VISUAL - SINTOMATOLOGÍA
PISO:
SECTOR:
ELEMENTO:
1 SUBSUELO
1
15B
VIGA
SINTOMA
COD. ANOMALÍA
Deformaciones y desplazamientos
A1
Delaminación-pérdida del hormigón
B1
RESPONSABLE:
AMBIENTE:
FECHA:
HUMEDAD EXTERNA
POSIBLE CAUSA
ACCIÓN CORRECT.
Desprendimiento en esquinas (Spalling) B2
Nidos de abejas
B3
Sobrecrecimiento (Overgrowing)
B3
Descoloración
C1
Manchas de oxido
C2
Desgaste-abrasión
D1
Desintegración
D2
Erosión
D3
Eflorescencias
E1
Fisuración a través de la armadura
F1
Fisuración de localización arbitraria
F2
Fisuración inclinada o diagonal
F3
Fisuración transversal
F4
Resquebrajaduras
F5
Grietas
G1
Juntas de dilatación
J1
Golpes-Rotura (Crushing)
K1
X
FILTRACIONES AGUA
X
AUSENCIA ARMADURA
DE CORTE ADECUADA
X
SOBRECARGA
Figura 33 – Ficha viga 1º SS -Sector 1
4.- Ensayos y Cateos
Se requieren en esta etapa datos que posibiliten características de peso específico
de los distintos componentes de la losa nervurada y parámetros mecánicos como la
resistencia a compresión del hormigón.[3]
Los ensayos de laboratorio consistieron en la determinación de los espesores y
conformación de las losas de los entrepisos, fundamentalmente para la evaluación de las
cargas permanentes. Para ello se obtuvieron probetas de extracción del 1º y 2º y 3º
subsuelos y muestras de la losa del 1º piso, del 8º piso y 10º piso.
Tales extracciones se complementaron mediante cateos in-situ, utilizando
pachometría para determinar la posición de las armaduras en las losas y vigas. Se relevan
las secciones de acero de flexión y separación de estribos para evaluar la resistencia
definitiva con la utilización de un calibre.
Un detalle de los métodos de ensayo son consignados en la tabla 1
Tabla 1 – Métodos de ensayos utilizados
CODIGO
NOMBRE
BREVE DESCRIPCIÓN
Medición de la dureza superficial e inferencia
NORMATIVA
IRAM 1684-ASTM C805
IS-END-01 Método de Rebote (Esclerometría)
IS-ED-02
de resistencia a compresión de hormigones.
IRAM 1551/1553/1574 Estracción de testigos cilíndricos para
Extracción de testigos/Resist. Compr. determinar resistencia a compresión, peso
específico, etc.
ASTM C42
Identificación de la ubicación y diámetro de las
IS-END-03 Pachometria
IS-LA-04
Medición de carbonatación
IS-END-05 Ancho de Fisuras
LA-ED-06
armaduras. Determinación de recubrimiento.
Medición de la profundidad de carbonatación IRAM 1708
mediante la utilización de una solución de
metafecaina.
Medición de fisuras para determinar la
serviciabilidad de los elementos estructuralesgalgas de comparación.
Determinar la resistencia a la fluencia y rotura
Ensayos de fluencia aceros
de diferentes aceros
Medición y posicionamiento de armaduras.
IS-ED-07
Cincelado - picado
Tipologías aceros
Es importante destacar que la extracción de probetas de vigas y cateos de los
elementos estructurales, vigas y losas, es una tarea que presenta la gran dificultad de
trabajar con agua y ruidos molestos, que limita la posibilidad de su ejecución, debido al alto
factor de ocupación de personal administrativo y equipamiento mobiliario (computadoras,
papelería de importancia, etc.) lo cual ocasiona molestias importantes en el normal
desenvolvimiento del edificio. Por ello se limitó la tarea de ensayos a los estrictamente
necesarios. Por otra parte destacamos el alto valor patrimonial de este edificio con una
conservación ejemplar en los más de cincuenta años de vida en operación, que no justifica
la rotura de pisos de mármol, o vigas que no presentan patología externa de mal servicio o
efectos de durabilidad.
Resumen de los aspectos más importantes para ser tenidos en cuenta en los cálculos:
• Se adopta para efectuar los cálculos una resistencia del hormigón de calidad H-17
(17 Mpa)
• La tensión de fluencia del acero liso se adopta igual a 26.
• El paquete de la losas en los pisos altos es de un espesor total de 30cms
aproximadamente. Compuesto por 3 cms. de carpeta cementicia de 2200Kg/m³ de peso
específico, 8cms de contrapiso de mortero base cal de 900Kg/m³, 6.0 cms de hormigón
como capa de compresión de 2300Kg/m³. Según el piso la terminación es con piso
vinílico, o mosaico granítico.
• El paquete de la losa sobre el 3º-4º y 5º Subsuelo consiste en 3 cms. de carpeta
cementicia de 2200Kg/m³ de peso específico, 8cms de contrapiso de hormigón pobre de
1800Kg/m³, 7.5 cms de hormigón como capa de compresión de 2300Kg/m³.
• El elemento no estructural de la losa nervurada se compone de ladrillos huecos de
12cms de altura, con agregados de origen volcánico de 1400Kg/m³.
Figura 34 – Cateos viga 2ºSS
Figura 35 – Extracción testigos en viga
Figura 36 – Extracción testigo típico de losa
5.- Verificaciones y Modelo Estructural
Se modeliza la estructura en un programa de elementos finitos, ver figura 37, que toma en
cuenta la geometría y parámetros mecánicos de los elementos estructurales, se incorporan
las cargas actuantes y se determinan las solicitaciones para diferentes estados de
combinación estudiados. Para el detalle de cada sector en particular, se modelizaron cada
ochava con sus vigas, losas y columnas.
Figura 37 – Vista modelo general
Se verifican las secciones de vigas y losas, a modo de ejemplo verificamos la armadura de
la viga Vc9 del sector C – Figura 38
Seccion con armadura simple (sin armadura compresión)
Geometría
Tipo (1-viga )
Ancho
Altura
Recubrimiento
Distancia
Materiales
Hormigón
Acero
Armadura
Secciones
Tensiones
En hormigón
En acero
Comprob.
Comprob.
Mom. Rotura
Mom. Adm.
1
b
d
r
h
VC9
30
77
9
68
St
H-13
37
Fe1
Fe2
Cant
8
0
cm
cm
cm
cm
σbr
σeu
77
30
105
2600
Diam. Sección
36
81,43
0
0,00
Total
81,43
Kg/cm²
Kg/cm²
cm²
cm²
cm²
Db
92,19
tn
a
15,22
cm
z
52,78
cm
Ze
211,72
tn
Como Ze>Db El hormigón llega al estado de rotura antes que la armadura
P1
Mrot
48,65
tn-m
γ
1,75
Verifico en tabla en función de kz
Madm 27,80
tn-m (Solicitación que admite la sección)
Verificación
Mom. Serv Mserv.
Verificación Madm
20,80
>
tn-m (Solicitación de cálculo)
Mserv Buenas condiciones de seguridad
Figura 38 – Verificación viga hormigón armado
Con los resultados del modelo, se establecen las siguientes prioridades:
•
•
•
Verificar capacidad portante residual
Estudio de sobrecargas o planteo original de cargas
Determinación de solicitaciones y deformaciones máximas
6.- Conclusiones
6.1. Generalidades
El presente informe, contiene el relevamiento de prácticamente 58500m2 cubiertos.
Efectuar un relevamiento estructural y diagnóstico de un edificio de tal superficie implicó la
ejecución de un protocolo según se describió en 5.2, y que necesariamente excluyen
determinados elementos por cuestiones obvias – la gran cantidad de elementos
estructurales – por ejemplo cada piso típico de oficinas o subsuelos (sin contar el núcleo
central) contiene aproximadamente 78 vigas interiores, 102 vigas de periferia, 65 losas, 71
columnas periféricas y mas de 100 columnas interiores, lo que totalizaría por piso unos 400
elementos estructurales. Dicha tarea de relevamiento y estudio presentó una gran limitación,
la mayoría de los elementos, como ser columnas se encontraban revestidas con mármoles
de muy alto valor y excelente estado de conservación de más de 50 años; las losas su gran
mayoría, en un 95% podríamos decir se encuentran con cielorraso (en muchos casos el
original de la época), en cuanto a las vigas el canto inferior siempre se encontraba a la vista;
por lo tanto se debieron hacer hipótesis de estudio que justifiquen el estudio de los
elementos fundamentales y la exclusión de otros.
De la capacidad de uso actual y futura de los elementos estructurales
• No se registran vigas y losas con deformaciones impuestas por cargas y/o
sobrecargas en excesos, ni deformaciones por efectos del comportamiento
reológicos del hormigón.
•
No se registraron casos de corrosión de aceros – visualmente – por despasivación
cuando se efectuaron cateos de armaduras en vigas y losas
• Todas las vigas observadas en su gran mayoría, no manifestaron fisuras por
solicitaciones de flexión y/o corte ni resquebrajaduras por efectos de cargas.
• No se manifiestan en los sectores estudiados y observados y con el esquema actual
de cargas y sobrecargas, elementos estructurales con peligros de colapso.
• Los elementos estructurales consignados en las fichas Nº 3, presentan peligro de
serviciabilidad de la estructura, con lo que se recomienda se tomen las medidas
necesarias para su reparación.
Concluimos:
El edificio cumple con las condiciones de servicio de uso estructural con sobrecargas
que no excedan los 250 Kg/m² en oficinas y dependencias.
En subsuelos se han encontrado que sectores que pueden soportar hasta 500kg/m².
En caso de utilizar algún sector del edificio como depósitos, archivos, o fuera del uso
exclusivo como oficinas, se deberá contar con un estudio estructural pormenorizado de las
losas, vigas y columnas afectadas.
Del estado de Conservación
• En el interior de los subsuelos, según se desprende de ficha Nº 2, existen filtraciones
de napa de agua desde subsuelos 5º,4º y 3º sobre calle Roca, que han deteriorado
la submuración. Existen tambien filtraciones de agua en 3ss sector A (Actual
carpintería) que deterioraron las armaduras y revestimientos de la losa en dicho
sector. Las mismas son debidos a tanque de agua en nivel superior.
• Las vigas en sector 1 sobre el 1º subsuelo en vereda sobre calle Roca presentan
fisuras y grietas que requieren actuación correctiva. Es altamente probable la acción
de una carga de alto valor que ha sido colocada en el lugar, por ejemplo grupos
electrógenos, grúas de izaje o eventualmente tanquetas policiales y/o militares.
• En sector 2 (calle Chacabuco) prolongándose hasta sector B aparecen
manifestaciones de humedad en paredes con la posible causa originadas por
filtraciones de agua pluvial externa al edificio.
Presentan muy buen estado de conservación las losas y vigas de todos los sectores
en los 5 subsuelos estudiados.
En general el edificio presenta un muy buen estado de conservación de sus
elementos estructurales y no estructurales, considerando que es un edificio público de más
de cincuenta años de uso, alto tránsito interno y externo de personas.
El deterioro progresivo sí se manifiesta en los pisos superiores, desde el 10º hasta el
14º, debido principalmente a la acción de los agentes ambientales, que tienen el efecto de
filtrar aguas de lluvia en losas, carpinterías metálicas y en algunos casos en la mampostería
de cierre, hollín, etc.
6.2.- Actuaciones correctivas y Recomendaciones
Las recomendaciones y acciones correctivas, se centran aspectos de mantenimiento
del edificio en su parte externa e interior del edificio
Entre las más importantes merecen destacarse, entre otras, las siguientes:
¾ Se recomienda colocar leyenda en lugar bien visible de la capacidad de uso limitado
de sobrecarga en los sectores utilizados como depósitos y/o archivos.
¾ Reparación de las filtraciones de agua para evitar mayor deterioro en los elementos
estructurales, sobre todo en sector A de los cinco subsuelos.
¾ Redistribuir y aligerar las cargas en 1º subsuelo-Sector C (“Archivo del Tribunal
Fiscal de la Nación”)
¾ Seguimiento y sellado de las juntas de dilatación en los todos los pisos y fachadas.
¾ Reparación de los elementos estructurales consignados en ficha Nº 3.
Referencias
[1] J. Díaz Lozano, R.Rodríguez Escribano y I. Carpintero Díaz: Patologías en estructuras
de Hormigón Armado y Pretensado. Cuadernos Intemac Nº 52 (2003).
[2] Strengh Evaluation of Existing Concrete Buildings. ACI 437 R-03 (2003)
[3] In Place Methods to Estimate Concrete Strenght. ACI 228.1 R-03 (2003)