ESTUDIO ESTRUCTURAL

Estudio estructural a la cubierta de la sala principal del teatro José Peón Contreras

INTRODUCCIÓN

Como consecuencia del paso del huracán “Isidore” por la región peninsular yucateca en septiembre de 2002, el Instituto de Cultura de Yucatán solicitó la realización, por medio de una empresa privada especializada, de una inspección y evaluación de los daños estructurales ocasionados por el meteoro. Durante la realización de ese trabajo fue posible detectar una serie de daños y patologías estructurales no atribuibles a la acción directa del mencionado huracán, tales como pandeos excesivos y deterioro severo por corrosión en algunos elementos estructurales, particularmente en elementos de las estructuras principales que conforman la cubierta de la sala principal del teatro. A raíz de estas observaciones, se recomendó la realización de un estudio de mayor alcance y profundidad, el cual centrara su atención en estas estructuras y que permitiera establecer el nivel de seguridad estructural actual del inmueble.

METODOLOGÍA

La metodología empleada consistió, en primer término, de la realización de un levantamiento detallado de todos los elementos estructurales de la cubierta en estudio, lo cual permitió no sólo conocer sus características geométricas, sino también identificar los sistemas estructurales existentes y sus formas de trabajo, lo cual permitió entender la concepción estructural del conjunto. Ya conocida la estructura, se procedió a identificar, registrar y clasificar las diversas patologías observadas, tanto en elementos estructurales como en elementos no estructurales, pero que representaban algún nivel de riesgo potencial para los usuarios. Cuando se dispuso de una cantidad significativa de información, se generó un modelo matemático de estudio, el cual permitió analizar el comportamiento de la estructura ante las cargas probables y existentes. Este modelo fue determinante en la identificación de los elementos críticos de la estructura y sus particularidades se detallarán más adelante. En los siguientes párrafos se describen con mayor detalle los elementos constituyentes del marco metodológico de este artículo.

REGISTRO DE PATOLOGÍAS ESTRUCTURALES

Se realizó un levantamiento detallado de todos los diversos indicios de comportamiento estructural inadecuado y de deterioro de los materiales. Aquí se presenta un resumen de lo observado. La mayor parte de los elementos estructurales del nivel de armaduras se encuentran en buenas condiciones, lo mismo que sus conexiones. Sin embargo, se detectaron problemas de pandeo excesivo de algunos elementos. En el nivel de cúpula se detectó la presencia de pandeos laterales, tanto en curvatura simple como doble, en las cuerdas inferiores de las armaduras de esta zona. Este problema se encontró en al menos 9 de las 16 armaduras que conforman este nivel, además de problemas de corrosión en el anillo de tensión; sin embargo, este deterioro parece ser la razón del refuerzo existente en el mencionado anillo, descrito en el apartado anterior, y realizado aparentemente en 1980. Prácticamente todos los elementos de las armaduras del nivel de cúpula se encuentran cubiertos en su mayor parte por residuos de materia orgánica. En el nivel de Corona de la cúpula se presentan algunos de los comportamientos inadecuados más evidentes, aunque no necesariamente los más graves, desde el punto de vista estructural. En general, se encontraron elementos con corrosión severa, pandeos locales y pérdida de conectores en varios puntos.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Del estudio de los resultados de los diferentes análisis realizados se pueden hacer algunas observaciones significativas. La primera de ellas corresponde al efecto de las diferentes cargas que actúan sobre la estructura, en términos de deformaciones.

Las configuraciones deformadas de diferentes cargas primarias actuando independientemente y en combinación con otras son mostradas en la figura 3. Puede observarse que la carga viva no contribuye de manera importante a la deformación global (fig. 3b), mientras que la carga muerta parece ser la que rige este fenómeno (fig. 3a). Sin embargo, la deformación causada por el candil y sus componentes de fuerza (derivados de la forma en que se sostiene el candil), inducen una deformación considerable. Cuando se combinan las cargas muertas, vivas y las producidas por el candil puede observarse que este último induce deformaciones considerables, con los elementos mecánicos correspondientes, y particularmente sobre el anillo de compresión. En las figuras 3e y 3f se puede observar el efecto que produciría el candil si se colocara en la placa circular que corona la cúpula, como pudiera haber sido concebido originalmente. En la figura 3e se observa el efecto del candil únicamente y en la 3f su efecto combinado con el de las cargas muertas y vivas. Se observa que si el candil simplemente colgara de la placa de la corona de la cúpula, el comportamiento general de la estructura sería más adecuado. Todas las configuraciones deformadas aquí presentadas se encuentran a la misma escala y se observan desde la misma perspectiva. Las deformaciones han sido mostradas a una escala exagerada con fines de claridad. En cuanto a los desplazamientos nodales, se estima que estos se conservan en general por debajo de los 3 cm, en términos de la resultante de tres desplazamientos ortogonales.  Las fuerzas internas y las correspondientes revisiones de diseño indican la existencia de elementos sobreesforzados en diferentes puntos de la estructura, siendo éstos, algunas de las cuerdas inferiores de las armaduras AA, BB y CC, adyacentes a los puntos de intersección de éstas, y consecuencia de la presencia de las vigas de apoyo ya señaladas. También se identifican algunos elementos diagonales de las armaduras FF y EE, así como en la intersección de las armaduras AA y BB con la DD. En el nivel de cúpula se detectan problemas en las cuerdas inferiores de las armaduras que son perpendiculares a las armaduras del nivel inferior, particularmente a las que coinciden con la posición de las armaduras EE y FF. En el nivel de corona de la cúpula se observan problemas en algunas de las columnas de doble angular y en el anillo de compresión. Como ya se ha mencionado, la mayor parte de los elementos identificados como sobre esforzados son precisamente los que presentan los problemas de pandeo más evidentes. En cuanto a la magnitud de las reacciones en los apoyos de la estructura, todas ellas se conservan dentro de parámetros aceptables.