Patologías estructurales en casas efectadas por falla geológica en el Estado de Aguascalientes

Abstract

Resumen El valle de Aguascalientes padece el fenómeno de subsidencia debido a la sobreexplotación de su acuífero, este fenómeno genera hundimientos y agrietamientos en la superficie del terreno. El sistema constructivo generalmente utilizado en el estado de Aguascalientes es el de muros de carga a base de mampostería confinada, los muros se construyen de tabique rojo recocido o de block de concreto y como elemento de confinamiento se usan cadenas y castillos de concreto armado. Las fallas provocadas por subsidencia afectan a las construcciones que se asientan sobre su traza, al producir asentamientos diferenciales en sus cimentaciones las cuales a su vez provocan daños en la superestructura de los inmuebles. Las edificaciones de mampostería confinada se caracterizan por tener una alta resistencia a los esfuerzos de compresión pero una baja resistencia a los esfuerzos de tensión. Cuando la traza de una falla afecta a una construcción provocándole asentamientos diferenciales, se producen desplazamientos verticales en la cimentación trasmitiendo esfuerzos de cortante a los muros que a su vez generan esfuerzos de tensión que al rebasar la resistencia de la mampostería aparecen fisuras en los muros. El presente trabajo se enfoca en la caracterización de los daños causados en las estructuras por este fenómeno. En una primera etapa se analiza una casa habitación construida a base de mampostería confinada que presenta afectación por falla. Se hace un modelado de la estructura a través del programa SAP 2000, reproduciendo las afectaciones ocasionadas por el paso de la falla a través de la cimentación y de sus elementos estructurales, como cadenas y muros. Por medio de este modelo se obtienen los elementos mecánicos para las secciones de la construcción afectadas y se comparan con los daños observados físicamente. En la segunda etapa del presente estudio se realizaron análisis del efecto de la falla sobre la misma casa habitación suponiendo una orientación y localización de la trayectoria de la falla diferente dentro del predio respecto a los ejes ortogonales de la construcción con la finalidad de definir si existe alguna orientación que le resulte más desfavorable a la construcción provocándole mayores daños.

SUMMARY The Aguascalientes Valley suffer the subsidence phenomenon, due to aquiferous overexploitation. This phenomenon generates sagging and cracking in the ground surface. The constructive system currently used in the State of Aguascalientes consists on charging confined masonry walls. These walls are made with clay red bricks or concrete blocks, and the confinement elements consisting on small section beams and columns are made of reinforced concrete. The failures provoked by the subsidence, affect buildings that are placed over its trajectory, since differential settlements are produced below the building´s foundation, and as a consequence, damages in building superstructure appears. The confined masonry structures are characterized by having a high strength to compression stresses, but a low resistance to the tension strain. When a building is affected by the failure trajectory and differential settlements appear, vertical displacements of the foundation are produced and this generates shear stresses in the walls that are traduced as tension strains, which produce cracking in wall when the masonry resistance is exceeded. This work is focused in the characterization of the damages caused in the buildings by this phenomenon. In a first stage an affected house, constructed with confined masonry walls is analyzed. This was done modeling the structure using the structural software SAP 2000, recreating the affectation caused by the geological failure through the foundation and its structural elements, as small section beams and walls. ii Using this model, the mechanical elements are obtained for the affected construction sections and are compared with the observed damages in the field. In the second stage of this study, analysis of the effect of the failure over the same house were carried out, supposing a different orientation and location of the failure´s trajectory inside the property´s lot with respect to the construction orthogonal axes, with the intention to define if there is some orientation that can result more adverse for the construction, producing more damages.