Roberto-meli Monumento Historico

8/13/2019 Roberto-meli Monumento Historico

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Roberto Meli

Diagnstico y rehabilitacinestructural de edificios histricos


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Edificios de distintas pocas histricas

El gran arco maya deLabn. Yucatn. Siglo VIII

Templo y Convento deIzamal, Yucatn, Siglo XVI

Casona; principios siglo XXMrida, Yucatn


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Obras de ingeniera

Acueducto del Padre Tembleque,

Zempoala ,Edo de Mxico, siglo XVI


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Edificios religiosos de mampostera depiedra y techos abovedados

Son edificios masivos en los cuales el pesopropio define su estabilidad

La principal diferencias con las estructurasmodernas es la falta de continuidad entrelos elementos y el comportamiento frgil

Envigado de madera contablones o bveda catalana

Cubiertas abovedadas,muros y contrafuertes


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Edificios civiles de muros de mampostera depiedra y sistemas de piso de vigas de madera

Sin refuerzo y conpisos que no formandiafragma


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Diferentes tipos de mampostera

Mampostera irregular

Adobe

Mampostera de sillares


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Fallas por peso propio

Colapso de la Torre Cvica de Pava, Italia (Siglo XIII)


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Daos por envejecimiento y efectos ambientales


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Daos por sismo

Templo de San Andrs Cholula, 1999


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Estadsticas de daos en templos coloniales porel sismo del 15 de junio de 1999

Estado

PueblaOaxaca

MorelosEdo. de Mxico

TlaxcalaVeracruzGuerrero

Ligero Moderado Severo Total

56286

Total

45070

11235

1,124151

12540642414

1542


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Fallas de bvedas y naves por apertura desus apoyos


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Daos por hundimientos diferenciales

Centro histrico, Ciudad de Mxico


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Vulnerabilidad estructural de los edificios demampostera de piedra

Escasa resistencia a traccin

Falta de liga entre los distintos elementosestructurales

Comportamiento frgil


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Evaluacin y rehabilitacin estructural.Lineamientos de organizaciones

internacionales

Consejo mundial de monumentos (ICOMOS).Parte de UNESCO- Carta de Venecia y otras cartas

Icomit Cientfico Internacional para el Anlisis yResturacin de Estructuras del OatrimonioHistrico (ISCARSAH). Cuerpo consultivo deICOMOSRecommendations for the analysis,conservation and structural restoration ofarchitectural heritage (principles and guidelines )ISCARSAH, 2003


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Diagnstico (Evaluacin de la seguridad)

Anlisis histrico. Evaluar el desempeo en elpasado puede permitir prever el desempeofuturo y dar indicaciones sobre el nivel de laseguridad de la estructura en su situacin actual

Anlisis cualitativo (procedimiento inductivo),basado en comparar la situacin actual de laestructura con la de otras similares cuyocomportamiento ha podido ser evaluado yconfirmado.

Anlisis cuantitativo, incluye modelosmatemticos resueltos con los principios y

herramientas de la ingeniera estructural


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Etapas bsicas. Adquisicin de datos

Reunir la informacin histrica (o arqueolgica) sobre laconcepcin de la estructura, las tcnicas de construccinde las modificaciones realizadas y del desempeo a lolargo del tiempo y de la situacin actual

Determinacin de caractersticas estructurales ; propiedades geomtricas y mecnicas; preparar planosestructurales, levantamiento de daos y deterioros;determinar si los daos se han estabilizado

.

Estudios de campo pruebas para determinar laspropiedades mecnicas de los materiales estructurales ydel subsuelo

Monitoreo , especialmente de grietas , desplomes y

asentamientos


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Algunas tcnicas para investigacin delestado de la estructura

Ultrasonido

Radar depenetracin

Endoscopaen barrenosde pequeo

dimetro


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Propiedades de los materiales

Extraccin de ncleos

Pruebas para determinarresistencia y mdulo dedeformacin anteesfuerzos decompresin .


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Diferentes enfoques para las medidas derehabilitacin

Emplear slo materiales y tcnicas similares alas del edificio original

Incluir medidas ms efectivas a base demateriales y tcnicas modernas


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Requisitos para las medidas derehabilitacin

Efectividad (demostrada a muy largo plazo)

Mnima alteracin

Compatibilidad

Reversibilidad (Reemplazo)


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Por un aprovechamiento correcto de latecnologa

Aprovechar los recursos de la tecnologa actualpara lograr la mejor solucin, dentro de loslmites de mximo respeto hacia el monumento

La tecnologa no consiste slo en el uso demateriales modernos; puede aplicarse tambinpara hacer ms eficaz y ms racional el uso desoluciones tradicionales. Hay que aprovecharlaen las etapas de Diagnstico y Monitoreo


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Tcnicas tradicionales de intervencin Consolidacin

(inyeccin delechadas) yrejunteo

Restitucin

Contrafuertesexteriores

Tensores yanillos deconfinamiento


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Refuerzo de columnas de la arquera delPalacio de la Inquisicin


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Refuerzo de nave con tensores de acero

Templo de Santo Domingo,. Zacatecas, 2010


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Tcnicas con materiales modernos.Ejemplos de soluciones controvertidas

Adicin o insercin deelementos de concreto

Estructuras de acero desoporte o refuerzo

Membranas de concretoreforzadas con mallaelectrosoldada

Malla

electrosoldada

Aplanado de morterode cementoMampostera de

piedra


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Bandas de fibras decarbono

Desarrollos recientes

Mallas de polipropilenocon aplanado de cal

Morteros y lechadasespeciales


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Problemtica de la seguridad estructural deedificios histricos de la ciudad de Mxico

Las zonas de antiguos lagosLa deformabilidad del subsueloEl hundimiento del terreno por el peso de los

edificiosEl hundimiento por la extraccin de aguaLos asentamientos diferenciales por los distintos

grados de consolidacin de los estratos de arcillablanda

Los efectos ssmicos en edificios coloniales sobresuelo blando


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Algunas intervenciones recientes

La Catedral Metropolitana

El Palacio NacionalEl Antiguo Palacio de la InquisicinEl Antiguo Templo de Corpus Christi (ArchivoHistrico de Notarias)


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Evolucin de los hundimietos del terreno en elcentro histrico de la ciudad de Mxico a lolargo del siglo XX


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Medidas correctivas de los efectos dehundimientos diferenciales

Intervenir en el suelo, la cimentacin y la estructura

Modificar el suelo para darle una deformabilidadms uniforme

Rigidizar la cimentacin para reducir losasentamientos diferenciales

Rigidizar la estructura y conectar los elementocrticos


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La Catedral de Mxico


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Hundimientos diferenciales en 1989


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Tasa anual e crecimiento de hundimiento diferencial

(mm/ao)


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Ubicacin supuesta de templos y pirmidespre-hispnicos


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Esquema de grietas principales


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Desplomos de las cuatro columnas del crucero

Diferencias de la posicin de la seccin superior einferior de las columnas


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Correcciones de hundimientos por lasubexcavacin (1993-99)


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Correccin por subexcavacin del desplomode las 16 columnas

-3

-2

-1

0-3 -2 -1 0 1

Posicin oriente - poniente (% )

P o s

i c i n n o r t e - s u r

( % )

Desplomo inicial

Desplomo final

C6

C4

C7

D6

D7

D11D8

D9C9

C5

C10C8

Reduccin de la deformabilidad del subsuelo


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Reduccin de la deformabilidad del subsuelopor inyeccin de mortero de cal y arena


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Correcciones de hundimientos y desplomos


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Variacin de la verticalidad de la torreponiente, antes y despus de la inyeccin

TEL 07 Torre ponien te

0

20

40

60

80

100

120

Feb-96 Ene-97 Ene-98 Ene-99 Ene-00 Ene-01 Ene-02 Ene-03 Ene-04 Ene-05 Ene-06

Tiempo

D e s p

l a z a m

i e n

t o ( m m

)

N-S

E-0

Hundimiento del piso en torre poniente y en


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Hundimiento del piso en torre poniente y enaltar mayor desde 1991

-2000

-1600

-1200

-800

-400

0

Oct-91 Oct-92 Oct-93 Oct-94 Oct-95 Oct-96 Oct-97 Oct-98 Oct-99 Oct-00 Oct-01 Oct-02 Oct-03 Oct-04 Oct-05 Oct-06

Tiempo [aos]

H u n

d i m i e n

t o [ m m

]

-1000

-800

-600

-400

-200

0

D i f e r e n c

i a [ m m

]

5 113 Diferencia

2 3

- A g o - 9

3

1 7

- A b r -

9 5

1 0

- J u

l - 9 5

1 5

- J u n - 9

8

0 9

- A g o - 9

9

0 8

- F e

b - 9

9

2 2

- D i c

- 0 0


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Catedral de Mxico


45/71

Catedral de MxicoEsquema del refuerzo de la cimentacin

A B C D E F

2

3

4

5

6

7

8

9

2


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a) A nillo

Dispositivo deanc laje

Cuerpo IV

Cuerpo I I

Cuerpo III

Base de columna Vigas de acero clocadas enla recimentacin de losaos 30's

Unin entre doscuerp os

Placashorizontalespara transferiresfuerzos haciael anil lo

Cuerpo I

Placas tipo llaves decortan te

A A

Placas tipo llaves de cortante

Vigas de acero colocadas en larecimentacin de los aos 30 's

Placa base

Montante anillo de refuerzo

Placas horizontalespara transferiresfuerzos hacia elanillo

Corte A - A

b) Dispo si t ivo de ancla je .

Anillo de confinamiento en base de columna


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3 SO 4 SE

1S

4 NO

2 O

1 N

20 cm

2 E

3 NE

Instalacin de ocho puertos de inyeccin. Aunque los puertos son cortos, lasperforaciones se hacan hasta el ncleode la columna. Adems dichasperforaciones eran ms amplias que elpuerto de inyeccin

Se sustituy una banda de mortero de 15cm de ancho. Para ello dicha banda fuedividida en ocho sectores, mismos quefueron sustituidos por parejas opuestas.

3 SO 4 SE

1S

4 NO

2 O

1 N

20 cm

2 E

3 NE

Instalacin de ocho puertos de inyeccin. Aunque los puertos son cortos, lasperforaciones se hacan hasta el ncleode la columna. Adems dichasperforaciones eran ms amplias que elpuerto de inyeccin

Se sustituy una banda de mortero de 15cm de ancho. Para ello dicha banda fuedividida en ocho sectores, mismos quefueron sustituidos por parejas opuestas.

Rehabilitacin de columnas

Confinamiento con tensores de portadas


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Confinamiento con tensores de portadasdel crucero

Tensores formados por barras de

acero inoxidable

Viga de conceto reforzadoprovista de llaves de

cortante

Dimensiones en mm

Grieta


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Sensores de la red de monitoreo en tiemporeal del comportamiento de la Catedral


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Estaciones de control del monitoreo deCatedral y Palacio Nacional


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El Palacio Nacional

P l i N i l P fil d h di i


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Palacio Nacional. Perfil de hundimientosdiferenciales de las fachadas

FachadaPoniente

FachadaNorte


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Palacio Nacional. Evolucin de los


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hundimientos de la fachada norte.

Deformacin sobre fachada norte

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50

Longitud (m)

D e

f o r m a c i

n

( m m

)199519961997

1998199920002001

TORREN Niv-5

Niv-6

Niv-7Niv-8

Niv-9Niv-10W


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Antiguo templo de Corpus Christi


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Desplomos medidos en las cabezas de muros


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Refuerzo de la cimentacin con micropilotes ycontratrabes de concreto

C fi i d l


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Confinamiento de las naves con tensores


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Vigas de acero como tensores para para anclarla fachada poniente


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Palacio de la Inquisicin.

Curvas de nivel de hundimientos


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diferenciales acumulados .1999

Curvas de nivel de tasas de crecimiento de


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Curvas de nivel de tasas de crecimiento delos hundimientos diferenciales. 2005

M i d d d l d d l i


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Mecanismo de dao de las arcadas del patiocentral

Daos en la arquera del lado oriente y en la


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losa y columna de corredor


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Refuerzo de la cimentacin con


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Refuerzo de la cimentacin conmicropilotes y vigas de acompaamiento


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69/71

Confinamiento con placas de acero en


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Confinamiento con placas de acero encolumnas daadas

Evo uc n asentam entos erenc a esd t i di t t d d l


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durante e inmediatamente despus de lainstalacin de los micropilotes

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