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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
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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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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