“TESIS” Alejandro Ramírez Cortés

185 Pages·2015·9.72 MB·English

CENTRO DE CIENCIAS DEL DISEÑO Y DE LA CONSTRUCCIÓN

DEPARTAMENTO DE GEOTECNIA E HIDRÁULICA

“TESIS”

“EVALUACIÓN DE PATOLOGÍAS Y DESEMPEÑO ESTRUCTURAL EN
VIVIENDAS AFECTADAS POR EL FENÓMENO DE SUBSIDENCIA EN
LA LOCALIDAD DE JOCOTEPEC, JALISCO, MÉXICO”

PRESENTA

Alejandro Ramírez Cortés

PARA OBTENER EL GRADO DE
DOCTOR EN CIENCIAS DE LOS ÁMBITOS ANTRÓPICOS

TUTOR
Dr. Martín Hernández Marín

COMITÉ TUTORAL
Dr. José Ángel Ortiz Lozano
Dr. Gerardo Araiza Garaygordobil

Aguascalientes, Ags, a 12 de junio del 2015

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AGRADECIMIENTOS

A Dios, por darme la sabiduría y perseverancia
para culminar otra meta en mi vida y por todas las enseñanzas y
aprendizajes que ha puesto en mi camino, que aunque han sido difíciles, me
hacen un mejor ser humano

A la Universidad Autónoma de Aguascalientes y en especial al Dr. Alejandro
Acosta Collazo, por darme la oportunidad de formar parte del programa del
Doctorado en Ciencias de los Ámbitos Antrópicos

A mi tutor, el Dr. Martín Hernández Marín, por sus valiosas observaciones y
consejos para la realización de este trabajo, y por su gran apoyo moral y
amistad

A todos los profesores del doctorado por los acertados consejos que me
dieron durante mis estudios y en la revisión de la tesis, en especial al Dr.
José Ángel Ortiz Lozano, al Dr. Gerardo Araiza Garaygordobil, al Dr.
Alejandro Acosta Collazo y al Dr. José Guadalupe Elguera Rosas

A mis compañeros del doctorado por todo el apoyo emocional, y por sus
aportaciones intelectuales durante los estudios y la elaboración de este
trabajo

Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT), por el apoyo
económico otorgado durante mis estudios de doctorado

A Agustín Torres y a Sergio Sánchez, por permitirnos instrumentar sus
viviendas y durante las mediciones efectuadas para esta investigación

A mis padres, quien con su empeño y ejemplo han sembrado una semilla de
perseverancia en mí

A toda mi familia y amigos, quienes han estado al pendiente de nosotros y
nos ayudaron a cumplir otra meta más

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DEDICATORIAS

De manera muy especial dedico este trabajo a la memoria de mi esposa
Elvira Ortiz Jiménez, por todo el amor depositado en mí y en nuestros hijos,
porque siempre me apoyó incondicionalmente durante toda mi formación
profesional, por su gran paciencia durante mis estudios, y por el excelente
ejemplo que nos dejó como persona, esposa, madre y amiga. Gracias por
haber compartido tus mejores momentos con nosotros.

Asimismo les dedico este trabajo a mis hijos Carolina y Alex, para que sirva
de ejemplo de constancia y de motivación en su educación

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TEMA DE TESIS:

“EVALUACIÓN DE PATOLOGÍAS Y DESEMPEÑO ESTRUCTURAL EN
VIVIENDAS AFECTADAS POR EL FENÓMENO DE SUBSIDENCIA EN
LA LOCALIDAD DE JOCOTEPEC, JALISCO, MÉXICO”

DOCTORANTE:

ALEJANDRO RAMÍREZ CORTÉS

CONTENIDO

ÍNDICE GENERAL….....................................................................................1
ÍNDICE DE TABLAS ………..........................................................................5
ÍNDICE DE FIGURAS…….…………...……...………….…...…….…..….….....6
RESÚMEN…………………………………………………….….………….……11

CAPÍTULO 1

INTRODUCCIÓN..........................................................................................15

1.1 Objetivos
1.2 Metodología empleada
1.3 Plan de trabajo desarrollado

CAPÍTULO 2

ESTUDIO DE FRACTURAMIENTO SUPERFICIAL POR SUBSIDENCIA
EN LA LOCALIDAD DE JOCOTEPEC, JALISCO ………………………….23

2.1 Introducción
2.2 Tipos de subsidencia
2.2.1. Genético o general
2.2.2. Según el mecanismo desencadenante
2.3 Causas que generan la subsidencia
2.3.1. Licuefacción
2.3.2. Cimentación
2.3.3. Colapsos
2.3.4. Variaciones en el nivel freático o en líquidos subterráneos
1
2.3.5. Arcillas expansivas
2.3.6. Gasificación
2.3.7. Movimientos isostáticos sobre presión
2.4 Métodos para medir las velocidades y magnitudes de
desplazamiento y los mecanismos generados por la subsidencia
2.4.1. Métodos topográficos convencionales
2.4.2. Métodos geodésicos
2.4.3. Métodos fotogramétricos
2.4.4. Métodos de teledetección
2.5 Subsidencia y fracturamiento en cuencas vulcano lacustres
2.5.1. Mecanismos de fracturamiento en materiales arcillosos
2.5.2. Factores geológicos que determinan la susceptibilidad al
fracturamiento
2.5.3. Factores disparadores de fracturas
2.5.4. Tipos generales de fracturas en secuencias fluvio-
lacustres
2.6 Medición de la subsidencia en la localidad de Jocotepec, Jalisco
2.6.1. Introducción
2.6.2. Localización y fisiografía
2.6.3. Metodología para la evaluación de la deformación
superficial
2.6.4. Resultados obtenidos de la evaluación de la deformación
superficial
2.6.5. Alineamientos de fallas en la superficie
2.7 Conclusiones

CAPÍTULO 3

EVALUACIÓN DE PATOLOGÍAS DE DAÑOS EN EDIFICACIONES EN LA
LOCALIDAD DE JOCOTEPEC, JALISCO, POR SUBSIDENCIA Y
FRACTURAMIENTO SUPERFICIAL..........................................................53

3.1 Introducción
3.2 Objetivos
3.3 Clasificación empleada en la investigación sobre patologías de
daños en edificaciones
3.4 Ubicación de zonas y de edificaciones dañadas por subsidencia
en la localidad de Jocotepec
3.5 Censos de daños a edificaciones de la localidad de Jocotepec
3.6 Daños estructurales en las edificaciones
3.7 Análisis estadístico de resultados
3.8 Conclusiones

2
CAPÍTULO 4

ANÁLISIS ESTRUCTURAL POR DESEMPEÑO EN EDIFICACIONES
AFECTADAS POR SUBSIDENCIA EN LA LOCALIDAD DE JOCOTEPEC,
JALISCO, MÉX………………………………………………...………………...77

4.1 Introducción
4.2 Criterios de desempeño que se han aplicado en el análisis
estático no lineal
4.3 Avances en la clasificación de los estados límite de daños
4.4 Determinación de los niveles de desempeño según normativa
existente
4.5 Ventajas y desventajas del análisis Push-over
4.5.1. Ventajas
4.5.2. Desventajas
4.6 Metodologías de análisis Push-over y Pull-down en la edificación
4.6.1 Metodología para elaborar los análisis Push-over y Pull-
down
4.6.2 Descripción de la edificación seleccionada para el estudio
4.6.3 Modelos matemáticos de la edificación
4.6.4 Propiedades no lineales de los materiales
4.6.5 Demanda sísmica
4.6.6 Selección de nudos de control
4.7 Resultados y verificación del desempeño con los análisis Push-
over y Pull-down
4.7.1 Resultados de la evaluación de la capacidad-deformación
4.7.2 Resultados de la evaluación de los estados límite de
daños
4.7.3 Resultados de la comparativa de esfuerzos entre el
procedimiento Push-over vs Pull-down
4.8 Limitaciones del método y trabajo futuro
4.9 Conclusiones

CAPÍTULO 5

MONITORIZACIÓN DE DAÑOS EN EDIFICACIÓN PARA EVALUAR EL
FENÓMENO DE SUBSIDENCIA………....................................................119

5.1 Introducción
5.2 Distribución arquitectónica e instrumentación de la edificación
5.3 Medición de magnitudes de desplazamiento del suelo respecto a
la edificación
5.4 Monitorización de daños en la edificación
5.4.1. Revisión de desplazamientos en los agrietamientos de los
muros
5.4.2. Evolución del daño en los muros en función de sus
agrietamientos
3
5.5 Correlación de daños de la edificación monitorizada con su
análisis Pull-down
5.6 Conclusiones

CAPÍTULO 6

IMPACTO EN LAS VIVIENDAS Y EN EL DESARROLLO
ECONÓMICO DEL MUNICIPIO DE JOCOTEPEC, JALISCO,
DEBIDO A UN USO NO SUSTENTABLE DEL AGUA..............143

6.1 Introducción
6.2 Actividades de desarrollo económico del municipio de Jocotepec
6.3 Características geográficas y demográficas
6.4 Hidrología del municipio de Jocotepec
6.5 Vulnerabilidad de acuíferos por sobreexplotación
6.6 Problemática antrópica derivada del uso del agua respecto a las
edificaciones del municipio
6.7 La problemática ambiental del municipio por el uso del suelo
6.7.1. La especulación inmobiliaria
6.7.2. El cambio en los cultivos agrícolas y el ascenso de la
agricultura protegida
6.7.3. La modernización y desarrollo de nuevas vías de
comunicación
6.8 Prospectivas

CAPÍTULO 7

CONCLUSIONES Y PROSPECTIVAS......................................................157

7.1 Conclusiones generales
7.2 Prospectivas

GLOSARIO……………………………………………………………….……..165

REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA............................................................171

ANEXO A. CENSOS DE EDIFICACIONES DAÑADAS….......…………..177

A.I Obtención de los índices de estado de condición estructural de
todas las edificaciones censadas

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ÍNDICE DE TABLAS

TABLA Página
Tabla 2.1 Características de las técnicas topográficas clásicas (de Tomás R. 35
et al, 2005)
Tabla 2.2 Características de los métodos geodésicos (de Tomás R. et al, 37
2005)
Tabla 2.3 Características de los métodos fotogramétricos (de Tomás R. et al, 38
2005)
Tabla 2.4 Características principales de los métodos de teledetección (de 41
Tomás R. et al, 2005)
Tabla 3.1 Valores para el factor funcional 56
Tabla 3.2 Valores para el factor de mantenimiento 56
Tabla 3.3 Valores para el factor de daño en losas 58
Tabla 3.4 Valores para el factor de acción en losas 58
Tabla 3.5 Valores para el factor de urgencia en losas 58
Tabla 3.6 Valores para el factor de daño en muros 59
Tabla 3.7 Valores para el factor de acción en muros 59
Tabla 3.8 Valores para el factor de urgencia en muros 60
Tabla 3.9 Valores para el factor de daño en elementos de confinamiento 60
Tabla 3.10 Valores para el factor de acción en elementos de confinamiento 60
Tabla 3.11 Valores para el factor de urgencia en elementos de confinamiento 60
Tabla 3.12 Valores para el factor de daño en cimentación 61
Tabla 3.13 Valores para el factor de acción en cimentación 61

Tabla 3.14 Valores para el factor de urgencia en cimentación 61
5
TABLA Página
Tabla 3.15 Descripción y magnitud del daño del IEC, Alonso (2010) 62
Tabla 3.16 Domicilios de edificaciones dañadas 63
Tabla 3.17 Índice de Estado de Condición de las edificaciones censadas 67
Tabla 3.18 Análisis de varianza para el IEC por alineaciones 71
Tabla 3.19 Análisis de rangos múltiples del IEC para las zonas norte, centro y 71
sur
Tabla 3.20 Tabla de medias del IEC con límites y error estándar 73
Tabla 4.1 Valores límite de distorsión máxima de entrepiso y niveles de 88
desempeño
Tabla 4.2 Valores de cortante basal-deformación para todas las 103
combinaciones de análisis
Tabla 4.3 Valores de cortante basal-distorsión para las combinaciones de 105
análisis
Tabla 5.1 Deformaciones verticales obtenidas en las tres etapas de 127
monitorización
Tabla 5.2 Desplazamientos horizontales y verticales en los testigos de muros 129
Tabla 6.1 Índice de estado de condición estructural en edificaciones dañadas 149
por subsidencia

ÍNDICE DE FIGURAS

FIGURA Página
Fig. 2.1 Seguimiento topográfico de un movimiento de ladera (de Tomás R. 34
et al, 2005)
Fig. 2.2 Esquema de funcionamiento del sistema DORIS (de Tomás R. et 36
al, 2005)
Fig. 2.3 Componente del LIDAR (de Tomás R. et al, 2005) 40

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