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Introducción

El daño estructural se parece a la patología humana

Las “muertes” motivan los descubrimientos y desarrollos

Aprendemos de lo negativo para mejorar el futuro.

Colapso Tacoma NarrowsPuente Firth of Forth

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Criterio Clasifica

Objetivo: Tipo de error humano que se produjo, para aplicar correctivos.

Opciones: Causa proxima e inmediata Caracteristicas tipologicas del elemento Momento en el desarrollo de la vida util

SE ACOGE EL TERCERO

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El daño estructural

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Clasificacion

Antecedentes Proyecto Fabricación Montaje Uso Accidente Catastrofe Quien sabe por que!!!

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Puente de Menai, 1826

Puentes de hierro

Puente de hierro,1779

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Puente de Occidente, 1898 JM VillaPuente Firth of Forth , 1889

Puentes de Acero

Puente de Brooklyn, 1869

Puente de San Luis 1868

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Defectos de material

Material defectuoso?Depende de cuando se construyó!!!

Rotura frágil

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Defectos de material

Rotura por fatigaLa ocasiona la repetición de cargas (cíclica)

• Desgarro Laminar

Defomación en la dirección del laminado, en estructuras soldadas

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Corrosion conceptos

Destrucción de un material por reacción en su medio ambiente.

Es un fenómeno producido por una ley natural de estabilidad

El material trata de volver a su estado natural.

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Corrosion tipos

Quimica : Ataque por reacciones quimicas en el medio ambiente. (gaseoso o liquido) que no sea electrolito.

Electroquimica: Corrientes electricas entre dos zonas de metal con potenciales diferentes

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Desde la antigüedad, ha sido aparente la preocupación por reglamentar la salvaguardia de la vida y los bienes de los ciudadanos.

Desde la antigua Acadia, (Sumeria) en tiempos de Moisés, el rey Hammurabi publicó un código . Hoy muy famoso , con disposiciones muy claras, y drásticas al al respecto

Desde la antigüedad, ha sido aparente la preocupación por reglamentar la salvaguardia de la vida y los bienes de los ciudadanos.

Desde la antigua Acadia, (Sumeria) en tiempos de Moisés, el rey Hammurabi publicó un código . Hoy muy famoso , con disposiciones muy claras, y drásticas al al respecto

Hammurabi y su código

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El reglamento (NSR-98)

Conjunto de prescripciones para la construcción, cuyo fin es garantizar la seguridad del usuario.

Representa la exigencia de la mejor practica contemporanea

Se revisa periodicamenteNo comprende todos los casos

posibles.

Conjunto de prescripciones para la construcción, cuyo fin es garantizar la seguridad del usuario.

Representa la exigencia de la mejor practica contemporanea

Se revisa periodicamenteNo comprende todos los casos

posibles.

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Fallas en el reglamento (1)

Frente a las cargasSobrecarga por lluvia (pondaje)Granizo Polvo consolidadoSobrecarga de construcción.

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Fallas en el reglamento (2)

Condiciones nó normales.Fallas por inestabilidad inelastica.(John

HancockRefuerzo CityCorp center ( 270 m

altura)

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Fallas en estados límites

El estado límite de servicio no se define muy bienLimitación desplazamiento horizontal. Abombamiento de alma

Producen movimiento, oscilación o vibración.

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Ausencia de proyecto o normativa inadecuada.

Generalmente ocurre en obras pequeñas.

Prima el “yo lo sé hacer”

Se pueden presentar problemas

En algunas obras grandes, hay condicones especiales, que nó se tienen en cuenta y se desconoce la normativa.

Por ejemplo, puente gruas o

Torres de comunicación

Fallas en el proyecto. (1)

Tiene dos fases bien definidas: Concepción de la solución Materialización de la misma.

Si la primera se hace bien, no influye... Pero si nó?

La interpretación de los diferentes temas, puede deformar el propósito.

Tiene dos fases bien definidas: Concepción de la solución Materialización de la misma.

Si la primera se hace bien, no influye... Pero si nó?

La interpretación de los diferentes temas, puede deformar el propósito.

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Falta de definición de las condiciones de operación.

Manejo negligente de la estabilidad.

Confiarse en condiciones que pueden variar

Tratar de reducir costos aprovechando condiciones de entorno (apantallamiento)

Desconocer inconvenientes locales.

Falta de definición de las condiciones de operación.

Manejo negligente de la estabilidad.

Confiarse en condiciones que pueden variar

Tratar de reducir costos aprovechando condiciones de entorno (apantallamiento)

Desconocer inconvenientes locales.

Falta de documentación de referencia. Sucede en construcción industrializada,

que se generaliza la especificación Por ejemplo, punzonar huecos, que es

perjudicial cuando los espesores son apreciables y la operación puede causar rotura frágil.

Falta de documentación de referencia. Sucede en construcción industrializada,

que se generaliza la especificación Por ejemplo, punzonar huecos, que es

perjudicial cuando los espesores son apreciables y la operación puede causar rotura frágil.

Fallas en el proyecto (2)

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CerradoAbierto

Errores numericos en los calculos.

Errores aritmeticos.

Calculo electronico

Alimentación de datos

Software malo o corrupto.

Errores numericos en los calculos.

Errores aritmeticos.

Calculo electronico

Alimentación de datos

Software malo o corrupto.

Fallas en el proyecto (3)

Mal dimensionamiento.Errores en las hipotesis de calculo

Error al proyectar estructuras inestables. Omisión de hipótesis de calculo Interpretar mal la forma de trahbajar una

pieza. Omitir el efecto del alveolado en las vigas

perforadas.

Mal dimensionamiento.Errores en las hipotesis de calculo

Error al proyectar estructuras inestables. Omisión de hipótesis de calculo Interpretar mal la forma de trahbajar una

pieza. Omitir el efecto del alveolado en las vigas

perforadas.

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Consideración del pandeo. Considerar mal los vinculos Visión errada de la estabilidad lateral

Consideración del pandeo. Considerar mal los vinculos Visión errada de la estabilidad lateral

Condiciones de arriostramiento.

Fallas en el proyecto (4) Consideración del pandeo.

Considerar mal los vinculos

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Falta de calculo de las uniones.

Se suele delegar en el dibujante

El proyectista no tiene practica de taller

Se generan eccentricidades y defectos

No se entiende la factibilidad de hacerlas

Se usan métodos inadecuados

Fallas en el proyecto (5) Falta de comprobar estados límites (estabilidad)

Comprobación del pandeo lateral , que por lo general no hace falta, pero que puede estar

No solo mal Sino muy mal

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Errores de planos

Planos incorrectos No conformes con la memoria de

calculo. Uniones incorrectas o irrealizables

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Errores de fabricaciónInconformidad con Planos

Errores de fabricacionInconformidad con planos

Fabricacion fuera de tolerancia

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Fallas en el montaje

!/3 de los accidentes ocurren en el montaje. La estructura no esta completa hasta que

este montada La estructura en proceso puede ser débil

o inestable Los elementos reciben su primera dosis

de carga Saldrán a relucir los errores y defectos.

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Fallas en el montaje.

Falta de conformidad con planos Falla en tolerancias Insuficiente estabilidadFalsas maniobras

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Fallas en el control

Debe detectar todos los defectos que se han producido.

Falta o insuficiencia de control Introducción de modificaciones Falta de coordinación en el equipo

técnico

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Fallas en el uso

Mala utilización y abusos Variación en magnitud o posición de

cargas Vinculación a otras estructuras

Modificaciones de la estructura. Perforaciones Retiro d emiembros Apoyo de letreros, conducciones.

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Insuficiente Mantenimiento

La estructura puede envejecer Adecuada protección inicial Inspecciones y reparaciones

periódicas. Protección en función del acceso para

mantener

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Y Por que pasó?

Previsibles Incendios (Normas NFPA)

Imprevisibles (Baja probabilidad, alto costo) Explosiones Choques

Inexplicable Deficiencias cuya causa no s epuede definir,

porque no se dispone de elementos de juicio adecuados

Se han ocultado las evidencias

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Una cubierta en diente de sierra de 10 m, Vigas de 25

m de luz . Se colapsó por sobrecarga de granizo ( 20

kg/m2)

El esfuerzo en la diagonal generó una sobrecarga en

la cartela del nudo.

La excentricidad del gramil introdujo esfuerzos de

flexión, lo que produjo rotura del angular

Una cubierta en diente de sierra de 10 m, Vigas de 25

m de luz . Se colapsó por sobrecarga de granizo ( 20

kg/m2)

El esfuerzo en la diagonal generó una sobrecarga en

la cartela del nudo.

La excentricidad del gramil introdujo esfuerzos de

flexión, lo que produjo rotura del angular

T = 12,4 ton

ton/cm2 >> 1.8 ton/cm2

Gramil

Centroide e

Vertical exagerada

Algunos Casos: Abuso

Cercha 16 m luz, deformada sin llegar a colapsar.

Se acopiaron los materiales de la cubierta sobre la estructura y la cercha cedió

Inestabilidad geométrica de los apoyos, usado para apoyar canal interna

Error muy frecuente en el pais. Se previene con barra adicional, o cartela

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Faltaba esto!!!

Error de Interpretación: Correas

Se mostró esto

Se queria esto

Unas correas de uso pesado, construidas con perfil U y

celosia en redondo soldado a los elementos. Cinta inferior

en acero redondo.

El plano mostró un alzado y una sección. No mostró

planta, que era lo deseado.

Se construyó una celosia simple , disminuyendo la

cantidad de material

Error descubierto a tiempo.

Unas correas de uso pesado, construidas con perfil U y

celosia en redondo soldado a los elementos. Cinta inferior

en acero redondo.

El plano mostró un alzado y una sección. No mostró

planta, que era lo deseado.

Se construyó una celosia simple , disminuyendo la

cantidad de material

Error descubierto a tiempo.

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Puente colgante, 853 m luz, viga de rigidez de alma llena de 2,40 m de alto. ( 1/350) >> ( 1/90)

Colapsó el 7 de Noviembre de 1940 Osciló con 36 cps bajo vientos de

50 a 70 km/h A las 10 a.m. entró en resonancia y a

las 11:10 cayó el tablero central

Puente colgante, 853 m luz, viga de rigidez de alma llena de 2,40 m de alto. ( 1/350) >> ( 1/90)

Colapsó el 7 de Noviembre de 1940 Osciló con 36 cps bajo vientos de

50 a 70 km/h A las 10 a.m. entró en resonancia y a

las 11:10 cayó el tablero central

Puente Tacoma Narrows

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Hotel Hyatt Regency

Los proyectistas especifican unas

pasarelas imposibles de construir.

Los ingenieros de campo resuelven el

dilema sin comprobarlo

Resultado: El colapso de la pasarela

debido a la carga “Normal”

Mueren 112 personas.

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Proceso de rehabilitación

Recabar información sobre la estructura a rehabilitar

Evaluación de su capacidad portanteDiseño del refuerzo necesario para

rehabilitar Va desde acción cosmética hasta

apuntalamiento total para arreglar.

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Objetivo de la rehabilitación

Obtener una estructura suficientemente segura, limitando al máximo la intervención onerosa.

La primera tentación es el reemplazo de la estructura dañada.

Pero un poco de cavilación puede ayudar a obtener una solución viable, con un costo aceptable.

No hay soluciones hechas.

No existen normas para rehabilitar estructuras.

Solo hay recomendaciones que se basan en el buen juicio del proyectista.

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Información históricaProyecto original (Planos, memorias) Identificar fabricante y calculista Tipificar materiales y técnicas constructivas. Establecer propiedades mecánicas

(ensayar, si es preciso) Reconstruir la geometría (medirla, si es

preciso) Plantear un modelo estructural idóneo.

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Comprobar según norma vigente

Por lo general lleva a desechar la estructura. Pero las incertidumbres son diferentes.

Se conocen mejor las cargas permanentes. Se conoce el destino del edificio, luego se evalua

mejor la sobrecarga Se puede conocer la historia de uso del edificio.

Además se desconoce la historia de uso, y abuso, del material

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Refuerzo o Rehabilitación?

Refuerzo: Trabajo que pretende aumentar la resistencia o rigidez de una estructura.Puede o no ser parte de una rehabilitación.

Rehabilitación: Lograr que una estructura pueda emprender una nueva vida. Puede consistir de una reparación, una reconstrucción o un refuerzo o todas ellas.

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Enfoque del tema

Reforzar estructuras Para aumentar capacidad Para recuperara capacidad perdida

Rehabilitar estructuras Para corregir patologías Para recuperar funcionalidad

Usar Estructuras metálicas para rehabilitar otro tipo de construcciones.

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Refuerzo de estructurasCausas

Necesidad de aumentar la capacidad por Cambio de uso Redefinición de usos Aumento de valores de sobrecargas (cambio de

normas: Vg. refuerzo antisísmico)

Necesidad de recuperara la capacidad por Degradación por edad Efecto de defectos de diseño o construcción Accidentes o catástrofes

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Refuerzo de estructurasTipología

Aumentar dimensiones o mejorar geometría. Añadir material (Aumentar área) Generar sección más resistente Mejorar condición de pandeo.

Reducir la magnitud de los esfuerzos. Acomodar el diseño funcional

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Mecanismos de refuerzo. Reducir solicitaciones: Añadir piezas

estructurales para redistribuir las cargas. Reforzar vigas: Mejoría de la forma (inercia,

esbeltez, Forma)Refuerzo de alas (flexión) Reforzar almas ( flexión moderada, cortante) Convertir en estructura mixta.

Refuerzo de Puntales o columnas Mejorar sección (Inercia, radio de giro) Aumentar área. Reducir esbeltez

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Refuerzo de uniones Pernadas

Usar pernos más resistentes.(comprobar las chapas)

Aumentar diámetro (implica preperforar) Aumentar cantidad (rediseño de la unión) Controlar distancias y estado de esfuerzo.

Soldadas Para filetes, aumentar el depósito y/o la longitud Complementar con tornillos de alta.

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Refuerzo de celosía

Cinta comprimida: Aumentar material (área) Mejorar forma (radio de giro, área) Reducir esbeltez

Cinta traccionada. Aumentar material

Diagonales Reforzar según acción.

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Siempre tener en cuenta

La seguridad es el principal aspecto Pero no se debe gastar mas de lo

necesario. El Ingenio debe orientar el trabajo Por eso Uds. son Especialistas en

patología

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