Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios

Abstract

RESUMEN
El trabajo presenta, desde la óptica del autor, el impacto de las irregularidades estructurales en el comportamiento sísmico de edificios.

SUMMARY
The author’s viewpoint about the impact of structural irregularities on the seismic behavior of buildings is presented in this paper.

Full text

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
IRREGULARIDAD ESTRUCTURAL Y SU EFECTO EN
LA RESPUESTA SÍSMICA DE EDIFICIOS
Arturo Tena Colunga 1
RESUMEN
El trabajo presenta, desde la óptica del autor, el impacto de las irregularidades estructurales en el
comportamiento sísmico de edificios.
SUMMARY
The author’s viewpoint about the impact of structural irregularities on the seismic behavior of
buildings is presented in this paper.
INTRODUCCIÓN
El efecto de las irregularidades en la configuración de las estructuras en su respuesta sísmica ha
llamado la atención de los ingenieros desde hace poco más de 60 años.
Al principio, se aprendió exclusivamente con base en la observación de malos comportamientos
de estructuras irregulares durante sismos, comenzando con algunos históricos como el de Kanto,
Japón en 1923, el del 28 de julio de 1957 en México (conocido coloquialmente como “el sismo
del Ángel”, dado que la Victoria alada que corona la columna de la independencia del Paseo de la
Reforma de la ciudad de México se cayó al suelo, figura 1), el sismo del 29 de julio de 1967 en
Caracas, Venezuela, el sismo de 1971 en San Fernando, California (Estados Unidos), el sismo de
Managua, Nicaragua en 1972, el sismo del 3 de marzo de 1985 en Valparaíso, Chile o el sismo de
Michoacán del 19 de septiembre de 1985, cuyos efectos devastaron a la ciudad de México. De
hecho, es como consecuencia de los sismos de Chile y de México en 1985 que los reglamentos de
diseño sísmico del mundo comenzaron a introducir disposiciones que se deben satisfacer para
considerar y diseñar a una estructura como regular o irregular, siendo los reglamentos del Distrito
Federal mexicano (NTCS-87 1987) y el reglamento UBC-88 (1988) de los Estados Unidos los
pioneros en el mundo en introducir estos conceptos (Tena-Colunga 1999).
1 Profesor, Departamento de Materiales, Universidad Autónoma Metropolitana Azcapotzalco, Av. San Pablo # 180,
02200 México, DF, e-mail atc@correo.azc.uam.mx

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
2
Figura 1. Caída del Ángel de la Independencia durante el sismo del 28 de julio de 1957 (fotos
tomadas de Aguirre 2003)
En cuanto a investigación, entre 1950 y 1980 se realizaron muy pocos estudios sobre el impacto
de condiciones de irregularidad en la respuesta sísmica de estructuras, y no fue sino a partir de
1971 aproximadamente que se iniciaron algunas investigaciones analíticas formales sobre
condiciones de irregularidad estructural (principalmente piso suave, esbeltez y flexibilidad de
diafragma) y muy pocas experimentales (flexibilidad de diafragma), como consecuencia del
sismo de San Fernando en California. Aunque van en aumento, se siguen haciendo relativamente
pocas investigaciones sobre irregularidad estructural de los años noventa a hoy en día.
Las condiciones de regularidad que se establecen en los reglamentos de diseño sísmico para
edificios desde 1987 son el resultado de la intuición frecuentemente confirmada por la
experiencia. El propósito de establecer límites de regularidad es considerar la mayor
vulnerabilidad de las estructuras irregulares ante sismo, y establecer recomendaciones para
incrementar su seguridad. Una presentación conceptual y profunda de cómo afectan las
irregularidades el diseño sísmico de estructuras se presenta, entre otras fuentes, en Arnold y
Reitherman (1986).
En las siguientes secciones resumiremos e ilustraremos el comportamiento indeseable que se ha
observado en algunas estructuras irregulares durante sismos y los razonamientos detrás de las
condiciones de regularidad estructural que se establecen en los reglamentos de diseño sísmico de
México, en qué estudios se apoya, incluyendo algunas investigaciones específicas que se han
realizado sobre qué tan efectivo es el procedimiento de diseño sísmico para estructuras
irregulares de los reglamentos de México en mejorar una potencial respuesta desfavorable e
incrementar su seguridad ante sismos intensos asociados a los espectros de diseño sísmico.
ENSEÑANZAS PUNTUALES DE SISMOS IMPORTANTES SOBRE CONDICIONES DE
IRREGULARIDAD ESTRUCTURAL
Algunos colegas se dejan invadir por la soberbia y afirman después de cada sismo importante que
no se ha aprendido nada nuevo. Esta actitud de erudición suprema es muy poco afortunada, ya
que para la gran mayoría, resulta claro que los sismos importantes dejan nuevas enseñanzas,
además de recordarnos que nos hemos aprendido del todo algunas viejas lecciones. Con base en
la información fotográfica y/o documentales con que contamos para ilustrarlo, desde nuestro
punto de vista, éstas son algunas de las principales lecciones que nos dejaron los siguientes
sismos importantes que han ocurrido en el mundo desde el siglo XX.

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
3
Sismo del Ángel, México (1957)
El sismo del 28 de julio de 1957 (M=7.5) que afectó a la ciudad de México, y que es conocido
coloquialmente como “el sismo del Ángel” debido a la caída del mismo como consecuencia del
movimiento telúrico (figura 1), fue el primer sismo severo que se sintió durante el siglo XX en
una ciudad de México de cara a la modernidad arquitectónica y estructural, y es en gran parte el
responsable y generador (o padre) de la escuela de ingeniería sísmica mexicana moderna.
Además de tirar al suelo al monumento del Ángel de la Independencia, ocasionó el colapso de
varios edificios y el daño estructural severo de muchos más, como se reporta y documenta en la
literatura (por ejemplo, Meli et al. 1985, Orozco y Reinoso 2007) y en algunos sitios a través de
internet (por ejemplo, Web-Berkeley 2010).
Orozco y Reinoso (2007) presentan un trabajo interesante donde 50 años después de ocurrido el
sismo de 1957, rescataron y procesaron parte de la valiosa información recopilada,
principalmente en el trabajo reportado en Meli et al. (1985), en el cual el autor de este artículo
participó de una manera muy activa con Óscar López Bátiz documentando el comportamiento
observado durante los sismos de 1985 de edificios que sufrieron daños durante los sismos de
1957 y de 1979 (documentados a su vez en informes internos del Instituto de Ingeniería de la
UNAM de la época) y que a consecuencia de ello, fueron reparados utilizando distintas técnicas.
Dentro de las interpretaciones relevantes de la información disponible, Orozco y Reinoso (2007)
determinaron que del inventario total de estructuras que experimentaron daño estructural en la
zona centro de la ciudad de México, el 40% correspondía a edificios ubicados en esquina, los
cuales normalmente presentan problemas importantes por torsión debida a la excentricidad en
rigidez de la estructura, dado que los marcos perimetrales de las colindancias, que disponen de
muros diafragma (de mampostería o concreto reforzado), son varias veces más rígidos y
resistentes que los del perímetro de fachada. Estas diferencias de rigidez y resistencia no se
tomaban en cuenta en el análisis y diseño de la época, por lo que las fuerzas cortantes y los
desplazamientos adicionales que se producen bajo estas condiciones no fueron incluidas y ello
provocó su daño.
Además de ello, también fue notable el daño de estructuras que disponen de irregularidades en
planta. Orozco y Reinoso (2007) reportan que el 50% del inventario de estructuras dañadas
poseían irregularidades en planta (figura 2a), y en muchas de éstas están también incluidas
estructuras en esquina. Un caso muy notable es el Edificio Corcuera, un edificio de 16 niveles
que se encontraba ubicado en Reforma 1, que además de estar ubicado en esquina, era un edificio
de planta irregular e irregular en elevación (escalonamientos), como se muestra en la Figura 2b.
Los daños que experimentó este edificio fueron tan severos que fue demolido (aunque los detalles
específicos del daño no están documentados). Durante el sismo del 19 de septiembre de 1985 el
predio se encontraba vacío. Posteriormente, se construyó el edificio de hotel que se muestra en la
figura 2c que, como se aprecia, tiene demasiadas similitudes en cuanto a irregularidades en planta
y en elevación con el edificio original (figura 2b).
Aunque Orozco y Reinoso (2007) no le prestaron mucha atención, las evidencias fotográficas de
la época muestran que los malos comportamientos no estuvieron relacionados exclusivamente por

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
4
irregularidades en planta, sino también en elevación, o combinaciones de ambas, como fue el
caso del edificio Corcuera en Reforma 1 (figura 2b), así como otros edificios en esquina sobre el
Paseo de la Reforma (figura 3). Tal es el caso del edificio identificado como 57-70 en la figura 3,
ubicado en Paseo de la Reforma 45, donde además de la irregularidad en planta y estar en
esquina, contaba con un escalonamiento y era esbelto, como se aprecia a simple vista en la figura.
Figura 2. Adaptada de Orozco y Reinoso (2007): a) Comportamiento de las estructuras según su
irregularidad en planta y daño estructural, 50%, b) Edificio Corcuera, en esquina e
irregular en planta y elevación y, c) Edificio actual (hotel) en la misma esquina, y con
irregularidades semejantes a las anterior.
Figura 3. Adaptada de Orozco y Reinoso (2007): En la Av. Paseo de la Reforma de la ciudad de
México, debido a su orientación, existen varios edificios en esquinas que forman
“cuchillas”, con plantas muy irregulares, como ilustraron los autores. Sin embargo,
también son notorias las irregularidades en elevación (escalonamientos) y la esbeltez de
los edificios indicados en la fotografía.
Conforme a la información recopilada por Orozco y Reinoso (2007), el edificio 57-70 es un
edificio de oficinas que cuenta con 19 niveles, se construyó en 1950, su sistema estructural es con
base en marcos de acero recubiertos con concreto y sufrió daños estructurales leves, básicamente

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
5
agrietamientos por flexión en trabes cercanas a los cubos de elevadores en los niveles 6 a 9, y
daños no estructurales de importancia en muros (destrucción del 60%), caída de aplanados y
rotura de vidrios (5%); también presentó asentamientos.
El edificio identificado como 57-74 en la figura 3, ubicado en Reforma 77, tiene uso de oficinas,
consta de 14 niveles, fue construido en 1943 y está estructurado con base en marcos de acero.
Además de contar con planta irregular, el edificio es esbelto en su dirección corta y esto puede
ayudar a explicar por qué el daño presentado (catalogado como leve) se debió a la flexión de las
columnas de los primeros tres niveles, y se presentó una destrucción del 50% de muros no
estructurales, caída de aplanados y un 15% de rotura de vidrios.
Existieron más daños en edificios con irregularidades que los reportados en Orozco y Reinoso
(2007), conforme a la colección fotográfica de la Universidad de California en Berkeley (Web-
Berkeley 2010), fotos tomadas principalmente por el Prof. Karl Steinbrugge. De ella se aprecia el
colapso del piso superior de un edificio de mediana altura (figura 4a) que cuenta con
irregularidades: a) planta en ele y b) esbeltez en ambas alas. En la figura 4b se aprecia el extenso
daño en los muros de colindancia de un edificio que es notablemente esbelto en su dirección
corta. En la figura 4c se observa el daño en los muros de ladrillo del que a parecer es el edificio
lateral sur del Complejo de Oficinas Centrales del Instituto Mexicano del Seguro Social (IMSS)
en Reforma 476, reestructurado desde los años 90 con dispositivos disipadores de energía ADAS
(por ejemplo, Martínez-Romero 1993, Tena et al. 1994, Tena-Colunga 2003). Finalmente, en la
figura 4d se muestra al Hotel Continental Hilton, también ubicado en Paseo de la Reforma, que
sufrió daños estructurales leves en este sismo y, como se aprecia, era irregular en esbeltez.
Posteriormente, durante el sismo del 19 de septiembre de 1985, éste hotel sufrió daño estructural
grave y colapso parcial, por lo que fue demolido.
a)
b)
c)
d)
Figura 4. Edificios irregulares que presentaron daño estructural y no estructural durante el sismo
del Ángel de 1957 (fotos de la colección de Karl Steinbrugge, Web-Berkeley 2010).
Sismos de mayo de 1962 en Acapulco, México
Según reporta Esteva (1963), en mayo de 1962, una amplia región del sur de México, en
particular el puerto turístico de Acapulco, fue sacudido por un par de sismos de características
semejantes: el primero el 11 de mayo de magnitud M=6.7 y el segundo el 19 de mayo de

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
6
magnitud M=6.5. Dada la distancia con respecto al epicentro y a su magnitud, estos sismos se
sintieron, pero no afectaron mayormente a las estructuras de la ciudad de México, en cambio sí a
las de Acapulco.
Esteva (1963) reporta que en esa época en Acapulco existían típicamente edificios de tres a cinco
niveles destinados a hoteles que tenían una estructuración típica de primer piso suave: planta baja
libre de muros y las superiores dotadas de muros en ambas direcciones y construidas con
materiales de baja calidad, lo cual las hacía muy vulnerables ante sismos. Además, se
encontraban las estructuras importantes, principalmente los hoteles que en esos días se
clasificaban como de cinco estrellas y que hoy en día se denominan como de Gran Turismo, las
cuales contaban con buena ingeniería, calidad de materiales y de mano de obra en la
construcción, pero que también cuentan con irregularidades estructurales.
Esteva (1963) documenta y discute con detalle los importantes daños presentados en 21
estructuras del puerto de Acapulco (a las cuales identificó numerándolas del 1 al 21). La gran
mayoría de estas estructuras contaban con irregularidades estructurales.
Por ejemplo, el edificio 1, un edificio de hotel con 11 niveles superiores, disponía de planta
rectangular alargada y era esbelto en su dirección corta. Dada su alta flexibilidad lateral, el
edificio experimentó daños importantes por tensión diagonal en muros, en las losas y en las
trabes aledañas al cubo de escaleras.
El edificio 2 era un hotel de 11 niveles que, aunque muy rígido por la importante presencia de
muros, era irregular estructuralmente hablando al contar con una planta alargada, ser esbelto en
su dirección corta y contar con un escalonamiento abrupto en los niveles superiores, debido a la
presencia de la estructura de la caseta de elevadores, que funciona estructuralmente como un
apéndice (figura 5a). El daño observado fue agrietamientos por tensión diagonal en los muros
diafragma en los niveles superiores, además de la falla por cortante de las columnas del apéndice
de la caseta de elevadores.
El edificio 3 era un hotel sumamente irregular en planta (figura 5b), ya que contaba con varios
cuerpos de distintas alturas y, en muchas zonas, las losas se disponían en desniveles (o niveles no
coincidentes). Los diversos daños estructurales (leves) y no estructurales (cuantiosos) se pueden
atribuir en parte a la irregularidad en planta y al cambio de estructuración, y su ubicación se
señala con unas líneas dentro de la planta mostrada en la figura 5b.
El edificio 4 era un hotel con planta irregular en L, donde la rama larga de la L es angosta y la
corta es ancha (figura 5c). El edificio sufrió extenso daños, particularmente en el ala larga, debido
a que por su esbeltez no tiene casi resistencia en su dirección corta. De acuerdo con lo reportado
por Esteva (1963), el daño observado evidencia notablemente la tendencia de ambas alas de la
estructura a intentar responder de manera distinta.
El conjunto de edificios 6 presentaban una planta alargada (angosta en una dirección) y sufrieron
daños estructurales leves. Los edificios 7 formaban parte de un hotel donde los cuatro cuerpos
estructurados con base en marcos de concreto reforzado que contaban con tres niveles y planta
alargada, y en su dirección angosta tenía marcos de una sola crujía. Los dos niveles superiores

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
7
tenían muros divisorios de mampostería de tabique rojo recocido, mientras que el nivel de planta
baja estaba totalmente libre, por lo que se tenía un primer piso suave. De hecho, uno de los
edificios ya había sufrido daño en las columnas de planta baja por este concepto durante el sismo
del 28 de julio de 1957 y habían sido reforzadas por medio de un encamisado de concreto. A
pesar del encamisado, la mitad de las columnas de planta baja experimentaron fallas en sus
extremos.
a) Edificio 2
b) Planta Edificio 3
c) Planta Edificio 4
Figura 5. Edificios irregulares en Acapulco que presentaron daño estructural y no estructural
durante los sismos de mayo de 1962 (adaptado de Esteva 1963).
El edificio 8 era un hotel de cuatro niveles típico de esa época (figura 6a) estructurado con base
en marcos de concreto reforzado con pobre calidad del concreto, recubrimientos excesivos y
escasos estribos en columnas. La planta baja era abierta, con escasos muros divisorios de
mampostería no confinada, mientras que en los tres niveles superiores se disponían de muchos
muros diafragma de mampostería confinada en ambas direcciones, por lo que se disponía de un
primer piso suave. El edificio presentó daño estructural grave en el primer nivel que estuvo al
borde del colapso, mientras que las plantas superiores permanecieron prácticamente sin daño, es
decir, se presentó una falla por primer piso suave de libro de texto.
El edificio 10 era una escuela pública de dos niveles con la estructuración típica de la época:
planta muy alargada, columnas rectangulares cuyo menor peralte se encuentra en la dirección
larga y se encuentran acortadas por la presencia de muretes y ventanas y en la dirección corta las
columnas rectangulares disponían de su mayor peralte y de muros diafragma que servían también
para delimitar los salones de clases. A pesar de su corta elevación, los edificios son muy flexibles
en la dirección larga y como esta escuela constaba de dos edificios alineados en T y separados
por medio de una junta constructiva, se observaron importantes daños por el choque estructural
entre los dos cuerpos de la escuela. De hecho, el cuerpo transversal experimentó el colapso de su
azotea en el segundo temblor del 19 de mayo.
El edificio 11 era un hospital de tres niveles con una planta muy irregular (figura 6b) que se
encontraba estructurado con base en marcos de concreto reforzado y con muros de concreto
reforzado en las cabeceras. Se presentaron daños muy importantes en todos los niveles,
principalmente el agrietamiento del muro A y fallas por flexión de las columnas (Esteva 1963);
los daños disminuían a medida que se alejaban del muro A (figura 6b). Además de la

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
8
irregularidad en la planta, los daños se explican por defectos constructivos que no garantizaban la
continuidad del muro A con la cimentación.
a) Edificio 8
b) Planta del Edificio 11
Figura 6. Edificios irregulares en Acapulco que presentaron daño estructural y no estructural
durante los sismos de mayo de 1962 (adaptado de Esteva 1963).
Asimismo, de acuerdo con lo reportado por Esteva (1963), los edificios de departamentos
identificados como Edificio 14 contaban con planta alargada, lo que ocasionó que la losa fallara
por agrietamiento diagonal en su plano. El Edificio 16 era un hotel que contaba con un edificio de
comedor de dos pisos irregular en planta que presento fallas en la parte superior de las columnas
por compresión, favorecidas también por asentamientos. El Edificio 17 era una escuela pública de
tres niveles con la estructuración típica descrita anteriormente: planta alargada, marcos de una
sola crujía en la dirección corta, pero en este caso además los muros estaban excéntricamente
dispuestos por lo que se generaron torsiones. Dado que las columnas del último nivel fueron
dañadas durante el sismo de julio de 1957 y fueron reforzadas localmente, durante los sismos de
mayo de 1962 la escuela sufrió daños importantes en las columnas de los primeros dos pisos por
compresión en sus extremos, mientras que las del tercer nivel permanecieron elásticas.
El edificio 19 era un hotel muy esbelto e irregular en planta (figura 7a) de 11 niveles cuya
resistencia ante carga lateral era provista por muros monolíticos de concreto reforzado dispuestos
en las cabeceras y contravientos concéntricos en cruz. Este edificio fue diseñado y construido con
la mejor ingeniería de la época, por lo que a pesar de sus irregularidades, los daños presentados
pueden considerarse como leves y fueron principalmente en elementos no estructurales, y se
ubicaron en los niveles 7 a 10.
El edificio 20 era otro hotel vecino del edificio 19 y con características semejantes (figura 7b),
con la salvedad que su planta era rectangular y que contaba con contravientos tubulares en pisos
alternados. Sólo se presentaron fisuramientos en las juntas de colado entre vigas y columnas en
los niveles superiores al séptimo. Finalmente, el edificio 21 era otro edificio con un primer piso
suave por la ausencia de muros en el primer nivel y la importante cantidad de éstos en niveles
superiores y, como consecuencia, experimentó una concentración de daños importante en las
columnas de planta baja.
En resumen, conforme a lo reportado por Esteva, se concluye que de los 21 edificios (o grupo de
ellos) cuyo comportamiento poco favorable describió con detalle, 15 de ellos (el 71.4%) contaban

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
9
con irregularidades estructurales, ya sea debido a su configuración en planta y/o elevación, o a
una estructuración deficiente por cambios de rigidez y de resistencia abruptos en pisos contiguos,
como son los casos descritos de pisos suaves.
a) Edificio 19
b) Edificio 20
Figura 7. Edificios irregulares en Acapulco que presentaron daño estructural y no estructural
durante los sismos de mayo de 1962 (adaptado de Esteva 1963).
Sismo de San Salvador (1965)
El 3 de mayo de 1965 un sismo de magnitud M=6.2 sacudió a la República de El Salvador,
causando fuertes daños y la muerte de 127 personas (Rosenblueth y Prince 1965). De hecho, el
sismo puede considerarse como epicentral (o de falla cercana, “near fault”) para la ciudad de San
Salvador, pues el epicentro se ubicó a una distancia de 10 km y la profundidad focal fue somera,
de 8 km únicamente. Este hecho, junto con los efectos de sitio debidos a las características de los
suelos de la región, explican en gran medida el por qué un sismo moderado provocó daños
severos en las estructuras de San Salvador.
Dentro de los causales de daño en las estructuras de San Salvador, Rosenblueth y Prince (1965)
destacan la torsión, tanto la que fue ignorada en el diseño, como la debida a la liga entre cuerpos
con distintas frecuencias naturales de vibración. Entre las primeras destacaron estructuraciones
irregulares en rigidez en muchos edificios ocasionadas por una distribución asimétrica en planta
de muros de relleno que lideraron a fuertes torsiones. En el segundo caso se presentaron fallas
espectaculares por torsión debido a que no se respetaron juntas de construcción en cuerpos con
gran rigidez, como fue el caso del edificio K-5 (figura 8a), una estructura de concreto reforzado
con marcos y muros de cortante (sistema dual), donde no se respetó una junta constructiva entre
los marcos y el edificio de auditorio que era muy rígido por la presencia de los muros, lo que
ocasionó que las 4 columnas de las esquinas del edificio en planta baja sufrieran severos daños
por torsión, además de varias columnas interiores (figura 8b).

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
10
a) Edificio K-5
b) Daño en columnas del edifico K-5
Figura 8. Edificio irregular en torsión en San Salvador que presentó daño estructural y no
estructural durante el sismo de 1965 (adaptado de Rosenblueth y Prince 1965).
Guerrero (1965) reporta el daño severo de un edificio de tres niveles con base en marcos de
concreto reforzado irregular en planta (relación de aspecto 1:3.6, figura 9) y con ligeras
asimetrías en la disposición de muros de tabique rojo recocido que se encontraban ligados a la
estructura. El edificio era muy flexible en su dirección longitudinal ya que las trabes no estaban
ligadas a las losas y eran de sección transversal muy pequeña. Los daños presentados se deben,
además de la flexibilidad lateral, a la presencia de muros y muretes de tabique en ambas
direcciones que fueron omitidos en el diseño original y que ocasionaron concentraciones de
rigidez locales que favorecieron también una respuesta torsional. El edificio fue posteriormente
rehabilitado con encamisados de concreto reforzado en vigas y columnas originales, desligando a
los muros de mampostería originales e incluyendo nuevos muros perimetrales de tabique rojo
recocido con contravientos de concreto reforzado, tal y como se explica y detalla en Guerrero
(1965).
Figura 9. Edificio en San Salvador con planta alargada y distribución asimétrica de muros que
presentó daño severo (adaptado de Guerrero 1965, dimensiones en cm).

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
11
Sismo de Caracas, Venezuela (1967)
El 29 de julio de 1967, un fuerte sismo de magnitud M=6.5 cuyo epicentro se ubicó a 80 km de la
ciudad de Caracas (Esteva et al. 1970) hunde a una ciudad que se prestaba a celebrar su
cuatricentenario en la muerte y el horror: se derrumban varios edificios en el este de Caracas y en
la zona de Caraballeda, en el litoral caraqueño; se suman más de 500 los muertos y miles de
personas se contabilizan como heridos (“Terremoto” 2009).
En Esteva et al. (1970) se comenta que la excesiva irregularidad por esbeltez (H/L>5) de muchos
edificios de Caracas fue una de las principales causales de daño estructural severo, sobre todo
cuando además en los marcos extremos se utilizaban muros diafragma de mampostería en todos
los niveles excepto el primero, fomentando la formación de un piso suave. En la colección
fotográfica del Prof. Karl Steinbrugge (Web-Berkeley 2010) se confirma lo anterior, como se
puede observar de los daños presentados en varios edificios como el Petunia (figura 10), el
Laguna Beach (figura 11), el Mirador (figura 12) y un condominio (figura 13).
Figura 10. Edificios Petunia, esbeltos y con potencial piso suave, que presentó daño estructural
durante el sismo de Caracas (fotos de la colección de Karl Steinbrugge, Web-Berkeley
2010).
Figura 11. Edificio Laguna Beach, esbelto, con planta alargada y con potencial piso suave, que
presentó daño estructural durante el sismo de Caracas (fotos de la colección de Karl
Steinbrugge, Web-Berkeley 2010).

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
12
Figura 12. Edificio El Mirador, esbelto y con planta alargada, que presentó daño estructural
durante el sismo de Caracas (fotos de la colección de Karl Steinbrugge, Web-Berkeley
2010).
Figura 13. Edificio de condominio esbelto y con piso suave, que presentó daño estructural
durante el sismo de Caracas (fotos de la colección de Karl Steinbrugge, Web-Berkeley
2010).
Existieron otras combinaciones de irregularidades que causaron daño estructural, como plantas en
L y esbeltez (figura 14), plantas alargadas exclusivamente (figura 15), plantas alargadas con piso
suave (figura 16) o simplemente un piso suave totalmente definido (figura 17).
Figura 14. Edificios esbeltos y con planta en L, que presentaron daño estructural durante el sismo
de Caracas (fotos de la colección de Karl Steinbrugge, Web-Berkeley 2010).

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
13
Figura 15. Edificio Mobil, con planta alargada, que presentó daño estructural durante el sismo de
Caracas (fotos de la colección de Karl Steinbrugge, Web-Berkeley 2010).
Figura 16. Hotel Macuto Sheraton, con planta alargada y piso suave, que presentó daño
estructural severo durante el sismo de Caracas (fotos de la colección de Karl
Steinbrugge, Web-Berkeley 2010).
Figura 17. Edificio con piso suave que presentó daño estructural severo durante el sismo de
Caracas (fotos de la colección de Karl Steinbrugge, Web-Berkeley 2010).

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
14
Sismo de San Fernando, California, Estados Unidos (1971)
El 9 de febrero de 1971 se presentó un fuerte sismo de magnitud M=6.6 en el Valle de San
Fernando, cerca de Sylmar, California, reclamó a 65 víctimas y, entre otras cosas, provocó el
colapso de dos hospitales, uno de ellos muy importante para la ingeniería sísmica de los Estados
Unidos y mundial, el colapso del hospital Olive View en Sylmar. El hospital Olive View era una
estructura compuesta por varios edificios que componían una planta irregular. Cada cuerpo era de
planta rectangular alargada, y el colapso de una sección del hospital por piso suave ha sido
destacada mundialmente, aunque los daños fueron cuantiosos y por diversos motivos, como se
aprecia de las fotografías destacadas en la figura 18.
Figura 18. Colapso del hospital Olive View en Sylmar, California, durante el sismo de San
Fernando (fotos de la colección de Karl Steinbrugge y de Vitelmo Bertero, Web-
Berkeley 2010).

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
15
Además, se observó daño estructural en estructuras de mampostería no reforzada debido a la alta
flexibilidad lateral de los sistemas de piso de madera (diafragma flexible) que originó el colapso
de muros fuera del plano, como se ilustra en la figura 19.
Figura 19. Colapso de muros de mampostería fuera de plano de flexión debido a la flexibilidad
del diafragma durante el sismo de San Fernando (fotos de la colección de Karl
Steinbrugge y de Vitelmo Bertero, Web-Berkeley 2010).
Sismo de Managua, Nicaragua (1972)
El 23 de diciembre de 1972 se ocurrió un sismo de magnitud M=6.2 justo 5 km por debajo del
centro de la ciudad de Managua, Nicaragua, cuyos efectos en la ciudad fueron devastadores, una
gran parte del centro fue totalmente destruido, murieron aproximadamente 5,000 personas y
250,000 personas quedaron sin hogar.
Los dos edificios más altos de la ciudad eran el Banco Central y el Banco de América, que para
fines prácticos eran vecinos (figura 20) y ambos sufrieron daños durante el sismo. El Banco
Central era irregular porque disponía de una planta alargada, era esbelto en su dirección corta y
disponía de muros ubicados excéntricamente (figura 20). El edificio del Banco de América era
esbelto y, aunque aparentemente regular en estructuración, la ubicación central de los muros para
elevadores lo hacían torsionalmente flexible (figura 20). Como era de esperarse, ambos edificios
sufrieron daños provocados por la torsión, y el Banco de América también sufrió un incendio
(figura 21).
Figura 20. Vista panorámica y plantas de los edificios del Banco Central y del Banco de América
durante el sismo de Managua (fotos de la colección de Vitelmo Bertero y Karl
Steinbrugge, Web-Berkeley 2010).

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
16
Figura 21. Parte del daño observado en los edificios del Banco Central y del Banco de América
durante el sismo de Managua (fotos de la colección de Vitelmo Bertero y Karl
Steinbrugge, Web-Berkeley 2010).
Existieron otras estructuras irregulares que sufrieron daño durante el sismo de Managua, entre las
más notables el Hotel Intercontinental, que es irregular en elevación por escalonamiento y que
sufrió daños en sus muros de fachada (figura 22), un edificio de planta irregular que sufrió
notables daños en sus muros (figura 23a), otro con un muro perimetral excéntrico que provocó
torsiones (figura 23b) y otros dos con notables primeros pisos suaves (figuras 23c y 23d).
Figura 22. Parte del daño observado en el Hotel Intercontinental durante el sismo de Managua
(fotos de la colección de Vitelmo Bertero y Karl Steinbrugge, Web-Berkeley 2010).
a)
b)
c)
d)
Figura 23. Edificios irregulares dañados durante el sismo de Managua (fotos de la colección de
Vitelmo Bertero y Karl Steinbrugge, Web-Berkeley 2010).

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
17
Sismo de la Ibero, México (1979)
El 14 de marzo de 1979 un fuerte sismo de M=7.6 y profundidad focal de 24.6 km con epicentro
cercano a la población de Petatlán, Guerrero, sacudió severamente a la ciudad de México. El
saldo del evento fue de cinco muertos, daños en la Colonia Roma y la destrucción de algunos
edificios del campus original de la Universidad Iberoamericana, entonces ubicada en la colonia
Campestre Churubusco de la Ciudad de México, y por ello es conocido coloquialmente como “el
sismo de la Ibero”. Se colapsaron dos segmentos del edificio principal y uno de los cinco cuerpos
destinados para salones de clases.
Los edificios de la Universidad Iberoamericana estaban estructurados con base en marcos de
concreto reforzado que disponían de plantas alargadas (típico en edificios destinados para salones
de clases en México) y en ese aspecto eran irregulares. Sin embargo, la falla se debió
principalmente a la conexión excéntrica de las vigas con las columnas del marco, que originaron
que la conexión existente entre ellas trabajara a torsión, lo cual no se consideró en su análisis y
diseño y, por ello, al fallar la conexión, los niveles del edificio cayeran uno sobre otro (en inglés,
efecto “pancake”), como se ilustra en la figura 24.
Figura 24. Colapso de los edificios de la Universidad Iberoamericana, irregulares por planta
alargada, durante el sismo del 14 de marzo de 1979 (fotos de Forell y Nicoletti de la
colección del EERI, 1980, tomadas del sitio web del Servicio Sismológico Nacional
de México, http://www.ssn.unam.mx/website/jsp/ibero.jsp ).
Sismo de Valparaíso, Chile (1985)
El 3 de marzo de 1985 un fuerte sismo de M=7.8 con epicentro en las costas del sur de la Región
de Valparaíso, Chile, cercanos a la localidad de Algarrobo. El recuento final de víctimas arrojó el
saldo de 177 muertos, 2,575 heridos, 142,489 viviendas destruidas y cerca de un millón de
damnificados (Wikipedia 2010).
En este sismo se observaron comportamientos indeseables de muchos edificios de concreto
reforzado en Viña del Mar con base en muros por efectos de torsión, acentuados en parte por el
uso de plantas irregulares y también la esbeltez de algunas estructuras, como fueron los casos de
los condominios Acapulco (figura 25) y Hanga Roa (figura 26). De igual manera, también se
presentaron problemas por primer piso suave, el cual fue acentuado cuando esta condición se
combinó con la esbeltez de la estructura (figura 27). También se observaron daños por
distribuciones irregulares de masas, rigidez y resistencia (no ilustrados).

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
18
Figura 25. Parte del daño observado en el Condominio Acapulco en Viña del Mar durante el
sismo de Valparaíso (fotos de la colección de Karl Steinbrugge, Web-Berkeley 2010).
Figura 26. Parte del daño observado en el Condominio Hanga Roa en Viña del Mar durante el
sismo de Valparaíso (fotos de la colección de Karl Steinbrugge, Web-Berkeley 2010).
Figura 27. Parte del daño observado en un edificio con primer piso suave durante el sismo de
Valparaíso (fotos de la colección de Karl Steinbrugge, Web-Berkeley 2010).
Sismo del 19 de septiembre de 1985 en México (sismo de Michoacán)
Es sin lugar a dudas uno de los sismos que más enseñanzas han dejado a la ingeniería sísmica
mundial, no únicamente a la mexicana.

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
19
En lo público, enseñó que el Gobierno del país no estaba preparado para atender una emergencia
de esta magnitud, ni existía siquiera un plan de protección civil. Detonó, por lo tanto, la
necesidad de crear Protección Civil y el Centro Nacional de Prevención de Desastres.
En ingeniería, las enseñanzas son casi innumerables, como se discuten en Tena (2004). En este
documento nos limitaremos a discutir aquéllas que competen a las condiciones de irregularidad
estructural.
Este sismo, por la cantidad de daño presentado, demostró lo vulnerables que son las estructuras
irregulares, aún las diseñadas con las normas sísmicas de la época (1966 y 1976). Destacan por su
vulnerabilidad las siguientes condiciones de irregularidad:
1. Piso débil y torsión (edificios de esquina). Del total de colapsos de edificios en la ciudad
de México, más del 40% correspondió a edificios en esquina (figura 28), que fallaron por
el efecto combinado de torsión y piso suave.
Figura 28. Colapso de edificios en esquina en la ciudad de México durante el sismo de
Michoacán de 1985 (fotos de varios autores, Web-Berkeley 2010).
2. Piso suave o débil. Aproximadamente el 8% de los colapsos observados y documentados
durante los sismos de septiembre de 1985 se deben a esta condición (“Instituto 1985”,
Tena 1986). Este tipo de falla se presentó principalmente en edificios de departamentos
(condominios) ubicados en colonias como la Roma, la Condesa, la Del Valle y Narvarte,
debido al importante contraste de rigidez y resistencia que existió generalmente entre el
primer piso (planta baja) y los pisos superiores. El primer piso, al contar con menos
elementos resistentes (generalmente sólo columnas), que los pisos superiores (que
contaban además de las columnas, con muros diafragma y/o muros estructurales), era
generalmente más flexible y menos resistente que los superiores. Sin embargo, este piso
es el que se ve sujeto a los mayores cortantes sísmicos, y dado su déficit en resistencia
con respecto a los pisos inmediatos superiores, debe entonces ser capaz de resistir estas
demandas con base en su capacidad de deformación. Lamentablemente, las columnas de
concreto reforzado no tienen la capacidad para soportar con su deformación lo que le
demanda un sismo tan intenso, y este hecho fue lo propició el colapso de una gran
cantidad de edificios de condominios, sobre todo en la colonia Roma. En la figura 29 se le

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
20
ilustra esquemáticamente el concepto de primer piso suave y la foto de la columna de uno
de los pocos edificios con piso suave de la ciudad que sólo sufrieron daño estructural
grave, pero no se colapsaron.
3.
d1
d2
Figura 29. Comportamiento dinámico de un edificio con primer piso suave. Daño en la columna
de PB de un edificio con piso suave durante el sismo del 19 de septiembre de 1985.
4. Torsión. Además de los edificios en esquina, se presentaron problemas por torsión en
edificios estructurados deficientemente para resistir cargas laterales, colocando a los
elementos resistentes en planta excéntricamente, en algunas ocasiones motivadas por una
deficiente selección de la ubicación de escaleras y elevadores, y en otras exclusivamente
por ignorancia de cómo se comportan las estructuras ante cargas laterales, como las que
originan los sismos. Entre algunos de los ejemplos de edificios que fallaron por torsión, se
encuentran el Edificio Ruta 100, el edificio de la Secretaría de Comercio (figura 30) y el
edificio de SCT (figura 31).
Figura 30. Colapso del edificio de la Secretaría de Comercio en la ciudad de México por torsión
(ubicación asimétrica de muros interiores) durante el sismo del 19 de septiembre de
1985. Fotos de Web-Berkeley (2010).
5. Esbeltez. Algunos edificios fallaron por su esbeltez excesiva, que provocaron importantes
efectos de segundo orden (P-) e importantes momentos de volteo, los cuales se vieron
magnificados en la zona de lago de la ciudad de México por la interacción suelo-

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
21
estructura. Entre las fallas más conocidas se encuentran las de los Edificios de SCT
(figura 31), Pino Suárez (figura 32), Nuevo León (figura 33) y el edificio Zacatecas,
donde los pilotes de la cimentación no tuvieron la capacidad de sujetar a la estructura y
fueron arrancados del terreno junto con la estructura debido al momento de volteo a que
se vio sujeta esta estructura esbelta (no mostrada). También el daño presentado en las
estructuras de las figuras 34b y 34c se deben a su problema de esbeltez.
Figura 31. Colapso parcial del edificio de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT)
en la ciudad de México por una combinación de distintas irregulares: planta irregular
en T y alargada, además de la esbeltez de cada una de las alas, que propició una falla
por torsión de los pisos superiores durante el sismo del 19 de septiembre de 1985.
Fotos de Web-Berkeley (2010) y de la página web del Servicio Sismológico Nacional.
Figura 32. Colapso del edificio del Edificio Pino Suárez en la ciudad de México principalmente
por esbeltez de su planta, aunque también hubo evidencia de alguna torsión incipiente.
Fotos de Web-Berkeley (2010) y anónima (internet).
6. Plantas alargadas. Las plantas alargadas provocan demandas de deformación adicionales
en los elementos resistentes centrales de la planta, por efectos de flexibilidad de
diafragma. Quizá el caso más conocido de un edificio que falló, entre otras cosas, por su
planta alargada, es el edificio Nuevo León en Tlatelolco, donde además se tenían otras

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
22
deficiencias estructurales, como eran la esbeltez en su dirección corta y las columnas
cortas que se introdujeron en las fachadas en los accesos a los elevadores, que se ubicaban
cada tres niveles, que provocaron irregularidad de rigidez en elevación (figura 33). Las
columnas cortas fueron propiciadas por un defecto constructivo, ya que en el proyecto
estructural se especificó que esos muretes perimetrales debían estar desligados de las
columnas.
Figura 33. Colapso del edificio del Edificio Nuevo León en la ciudad de México por una
combinación de distintas irregulares: planta alargada, esbeltez y cambios de rigidez y
resistencia con la altura en los entrepisos que se presentaron las columnas cortas. Foto
anónima de internet (la primera) y del autor (la segunda).
7. Plantas irregulares. Como en otros sismos, las plantas irregulares estuvieron asociados a
muchos daños y colapso. Además de los edificios en esquina (figura 28) y de edificios
como el de SCT, existieron muchos otros edificios con plantas irregulares, como los
edificios del centro médico (figura 34a) y edificios de oficinas (figuras 34b y c), que
provocaron fallas por torsión principalmente.
a)
b)
c)
Figura 34. Daño estructural observado en edificios con planta irregular. Algunos además son
irregulares por esbeltez (figuras b y c). Fotos de Web-Berkeley (2010).
8. Irregulares en elevación. Irregularidades en elevación como los escalonamientos no
estuvieron exentos en este sismo de provocar daño estructural grave o colapso, como se

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
23
ilustra en la figura 35 con el daño observado en algunas estructuras de estas
características.
Figura 35. Daño estructural observado en edificios con irregularidades en elevación,
principalmente escalonamiento. Fotos de Web-Berkeley (2010).
Sismo de Loma Prieta, California, Estados Unidos (1989)
El sismo del 17 de octubre de 1989 de Ms=7.1 cuyo epicentro se ubicó en Loma Prieta, a unos 95
km de la ciudad de San Francisco, afectó severamente a esa ciudad, su zona conurbada (Oakland,
Berkeley, Palo Alto, Sausalito, etc.) y muchas poblaciones en las montañas de Santa Cruz.
Murieron 62 personas, 3,757 resultaron heridas y 12,000 quedaron sin hogar (Tena Colunga y
Abrams 1992). Aunque este sismo siempre será recordado por el colapso del Viaducto Cypress,
también dejo enseñanza sobre el mal comportamiento de estructuras con condiciones de
irregularidad muy típicas de la vivienda de los Estados Unidos. Se constató la gran vulnerabilidad
que tienen las estructuras de mampostería con sistemas de piso flexible de madera (figura 36), de
las cuales existe un enorme inventario en los Estados Unidos, pues es un sistema constructivo
muy utilizado desde los inicios de la colonia inglesa hasta hoy en día.
Figura 36. Estructura típica de mampostería con sistema de piso flexible de madera en Gilroy,
California (Tena Colunga y Abrams 1992). La estructura mostrada no sufrió daño
debido a una conexión efectiva entre el sistema de piso y los muros, pero la gran
mayoría sufrió daño en sus muros que fallaron fuera de su plano

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
24
También se observaron varias fallas por piso suave en estructuras de madera ubicadas en los
terrenos blandos de relleno de la ciudad de San Francisco (figura 37).
Figura 37. Colapso y/o daño estructural severo observado en edificios con primer piso suave en
San Francisco, durante el sismo de Loma Prieta. Fotos de Web-Berkeley (2010).
Sismo de Northridge, California (1994)
El Terremoto de Northridge en 1994 ocurrió en el área norte del Valle de San Fernando en la
ciudad de Los Ángeles el 17 de enero de 1994 y su magnitud fue M=6.7. Murieron 72 personas y
12,000 resultaron heridas.
Se trata de un sismo que dio varias lecciones importantes. Como se destaca en otros trabajos (por
ejemplo Tena 2004). Sin embargo, con respecto a las condiciones de irregularidad estructural, sus
enseñanzas fueron similares a las del sismo de Loma Prieta. Este sismo demostró nuevamente
que las estructuras con sistemas de piso flexible, tanto de mampostería, como de madera, son
muy vulnerables ante sismos (figura 38). Nuevamente, se presentaron colapsos por primer piso
suave en edificios de departamento, tanto de madera como de concreto (figura 39).
Figura 38. Daño en muros de mampostería en estructuras de mampostería con sistemas de piso de
madera flexible, debido a los esfuerzos de tensión fuera del plano del muro a lo que
los somete el empuje del sistema de piso flexible (foto: Web Berkeley, 2010, figura
ilustrativa del autor).

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
25
Figura 39. Colapso y/o daño estructural severo observado en edificios con primer piso suave en
Los Ángeles, durante el sismo de Northridge. Fotos de Web-Berkeley (2010).
Sismo de Kobe, Japón (1995)
El sismo de Kobe ocurrió el 17 de enero de 1995 y tuvo una magnitud M=6.9. El epicentro se
ubicó en el extremo norte de la isla Awaji, a 20 km de la ciudad de Kobe. Aunque este sismo será
más recordado por la vulnerabilidad de vialidades en segundos pisos con estructuraciones tipo
péndulo invertido, en cuanto a condiciones de irregularidad estructural demostró nuevamente que
las estructuras muy esbeltas (tipo lápiz) son muy vulnerables a la acción de sismos, aún las
diseñadas con reglamentos más modernos (10-15 años), sobre todo si en su dirección esbelta
disponen de marcos con una sola crujía (figura 40a). Nuevamente se observaron colapsos por
primer piso suave (figura 40b).
a) esbeltez
b) piso suave
Figura 40. Colapso y daño estructural severo observado en edificios irregulares por esbeltez (a) o
con primer piso suave (b) durante el sismo de Kobe. Fotos anónimas (internet).
Sismo de Manzanillo, México (1995)
El 9 de octubre de 1995 ocurrió un fuerte sismo originado cerca de las costas de los estados de
Colima y Jalisco, que alcanzó una magnitud Mw=8.0 y cuyo epicentro se ubicó muy cercano a la
población de Campos, Colima y aproximadamente a 24 km del centro geográfico del puerto de
Manzanillo. Las principales enseñanzas de este sismo se presentan en un libro publicado y
editado por la Sociedad Mexicana de Ingeniería Sísmica (Tena 1997).

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
26
En cuanto a condiciones de irregularidad estructural, se pueden destacar los malos
comportamientos del Hospital General de Zona HGZ-10 del IMSS, cuya planta irregular (figura
41) ayudó, aunque no fue la causa principal de los daños observados (figura 42), y los daños
observados en algunos hoteles, con configuraciones irregulares en planta y/o en elevación, entre
los que destacaría el colapso del hotel Costa Real (figura 43) y los daños estructurales del Hotel
Delfos en Manzanillo (figura 44), aunque también se presentaron daños menores en hoteles en
Puerto Vallarta con irregularidades estructurales (Tena 1997).
34.9
8.2
7.2
6.5
6.5
6.5
6.5 6.5 6.5 7.2 7.2 6.5 6.5 6.5
53.4
Acotaciones: m
2 3 4 5 6 7 8 9 10
F
G
D
C
B
A
Figura 41. Fachada y planta del edificio principal del HGZ-10 del IMSS
Figura 42. Daño en columnas del sótano del edificio principal del HGZ-10 del IMSS
Figura 43. Vistas generales del colapso del Hotel Costa Real días después del sismo

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
27
Figura 44. Vistas generales del daño típico presentado en el Hotel Delfos por su gran flexibilidad
lateral y planta irregular (fotos cortesía de Amador Terán Gilmore)
Sismo de Tehuacán, México (1999)
El sismo ocurrió el 15 de junio de 1999 y su magnitud de momento se estimó en Mw=7.0.
Aunque la enseñanza principal de este sismo fue demostrar nuevamente la alta vulnerabilidad de
la mayor parte de los monumentos coloniales, particularmente las iglesias de la región (estados de
Puebla, Veracruz, Oaxaca, Tlaxcala y Morelos) ante los sismos de falla normal que se originan en
la zona, también se observaron problemas en estructuras por irregularidad estructural y que ya
debían haberse aprendido de sismos anteriores, como el mal comportamiento de edificios con
plantas alargadas, principalmente escuelas, así como estructuraciones con pisos suaves (figura
45).
Figura 45. Colapso del los edificios “Los Sapos” en el centro de la ciudad de Puebla, Puebla,
durante el sismo del 15 de junio de 1999 (foto cortesía de Tiziano Perea)
Sismo de Izmit Turquía (1999)
El gran sismo de Izmit (o Kocaeli o Gölcük) de magnitud M=7.6 ocurrió el 19 de octubre de
1999, causando la muerte de más de 17,000 personas y dejando a más de medio millón de
personas sin hogar (Wikipedia 2010). Se presentaron muchos daños ya observados en sismos

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
28
pasados, sobre todo en estructuras de concreto reforzado. Una lección que se refuerza con estos
sismos es la gran vulnerabilidad de las estructuras con primer piso suave (figura 46), sobre todo
de concreto reforzado, las que generalmente colapsan de manera abrupta matando a mucha gente.
a)
b)
c)
Figura 46. Colapso y daño estructural severo observado en edificios irregulares por primer piso
suave durante el sismo de Izmit (Kocaeli o Gölcük). Fotos anónimas (internet).
Sismo de Chi-Chi, Taiwán (1999)
Este sismo, de magnitud M=7.6, ocurrió el 21 de septiembre de 1999 y tuvo epicentro cerca del
pueblo de Chi-Chi, 145 km de la ciudad de Taipei, donde se presentaron grandes daños. Entre
éstos hubo bastantes en estructuras irregulares, tanto por piso suave como por irregularidad en
planta y elevación, como se puede apreciar en la figura 47 (Shabestari y Shen-Tu 2009).
Figura 47. Colapso y daño estructural severo observado en edificios irregulares en planta y por
primer piso suave durante el sismo de Chi-Chi. Fotos anónimas (internet) y de
Shabestari y Shen-Tu (2009).
Sismo de Java, Indonesia (2006)
El 27 de mayo de 2006 un sismo de magnitud de momento MW=6.3 afectó la isla de Java en
Indonesia. El epicentro se ubicó a 20 km de la ciudad de Yakarta (EERI 2006). Dentro de los
daños observados existe evidencia que la condición de piso suave tuvo que ver con el colapso
parcial de algunas construcciones (figura 48).

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
29
Figura 48. Colapso parcial observado en edificios irregulares por primer piso suave durante el
sismo de Java. Fotos obtenidas de EERI (2006).
Sismo de Pisco, Perú (2007)
El 15 de agosto de 2007 un fuerte sismo de magnitud de momento MW=8.0 cuyo epicentro se
ubicó a 45 km al noroeste de Chincha Alta y a 145 al suroeste de Lima; al menos murieron 519
personas y la mayor parte del daño se concentró en Chincha Alta, Ica y Pisco (EERI 2007). Los
daños fueron cuantiosos, principalmente en estructuras de mampostería (EERI 2007, Astroza
2007, Piqué 2008), los cuales fueron magnificados cuando además las estructuras eran
irregulares. Por ejemplo, dentro de los colapsos más comunes están los debidos a un primer piso
débil (figura 49).
Existieron colapsos en edificios de esquina, sobre todo cuando éstos se construyeron sin contar
con una licencia municipal, como fue el caso del Hotel Embassy en el pueblo de Pisco, una
estructura de cinco pisos que colapsó (figura 50a) o el edificio de Chincha Alta mostrado en la
figura 51. También se presentaron colapsos en edificios con planta alargada irregular, sobre todo
al ser simultáneamente esbeltos y con una baja redundancia (marcos de una sola crujía) en la
dirección esbelta (figura 50b). La esbeltez tampoco ayudó mucho a otras estructuras de
mampostería en la ciudad de Pisco, como se observa en la figura 51.
a)
b)
Figura 49. Colapso parcial observado en edificios irregulares de mampostería por primer piso
suave durante el sismo de Pisco. Foto a) obtenida de EERI (2007). Foto b) cortesía de
Javier Piqué.

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
30
a)
b)
Figura 50. Colapsos observados en edificios irregulares durante el sismo de Pisco. Fotos cortesía
de Javier Piqué.
Figura 51. Daños observados en edificios irregulares de mampostería durante el sismo de Pisco.
Fotos obtenidas de Astroza (2007).
Sismo de Wenchuan, China (2008)
El 12 de mayo de 2008 un fuerte sismo de magnitud M=7.9 afectó a la región de Wenchuan, en la
provincia de Sichuan, en China, causando más de 90,000 muertos (Miyamoto et al. 2009) y
destruyendo a más de 216,000 edificios en la provincia (EERI 2008). Quizá resulte obvio que

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
31
muchos de estos colapsos están asociados con condiciones de irregularidad estructural,
particularmente primer piso suave (figuras 52 a y b) y plantas alargadas (figura 52c).
a)
b)
c)
Figura 52. Daños observados en edificios irregulares durante el sismo de Wenchuan. Fotos
obtenidas de: a) Miyamoto et al. (2009), b) anónimo en internet y c) EERI (2008).
Sismo de L´Aquila, Italia (2009)
El 6 de abril de 2009 un sismo de magnitud de momento MW=6.3 afectó la región de Abruzzo, en
el centro de Italia, cerca de la pequeña ciudad de L´Aquila, reclamando la vida de 305 personas y
dañando entre 10,000 y 15,000 estructuras (EERI 2009). Nuevamente, el sismo afectó
severamente a estructuras irregulares, como el hotel Duca D´Abruzzi, que además de contar con
una planta claramente irregular, tenía un claro problema de primer piso suave (figura 53). Los
colapsos por primer piso suave fueron muy comunes (figura 54).
a)
b)
Figura 53. Colapso del hotel Duca D´Abruzzi, de planta irregular y con primer piso suave,
durante el sismo de L´Aquila. Fotos obtenidas de: a) EERI (2009) y b) internet.
Sismo de Haití (2010)
El 12 de enero de 2010 un sismo de magnitud de momento MW=7.0 con epicentro ubicado a 25
km al suroeste de Puerto Príncipe, sacudió a Haití dejando más de 233 mil muertos y más de un
millón y medio de personas sin hogar (EERI 210a). Los efectos devastadores de este sismo se
deben tanto a la proximidad de Puerto Príncipe con la falla, a la baja calidad de los materiales de

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
32
construcción y a la ausencia en la mayoría de las estructuras colapsadas de un diseño estructural
sólido, principalmente desde el punto de vista sismorresistente.
a)
b)
Figura 54. Colapso de edificios con primer piso suave durante el sismo de L´Aquila. Fotos
obtenidas de: a) EERI (2009) y b) internet.
Por ello, no es de sorprender que en las pocas estructuras con diseño ingenieril también sufrieran
daños. De hecho, su edificio más moderno y alto, el edificio Digicel de 12 pisos que se
encontraba en construcción (figura 55a), tenía una planta alargada, era esbelto y además tenía
problemas por torsión, dado que disponía de muros de concreto de sección transversal en L en
tres de sus cuatro esquinas, pues una esquina tenía un atrio de entrada y estaba libre de ese muro
(EERI 2010b). El edificio experimentó daño estructural leve, consistente en pérdidas de
recubrimiento en columnas (en ambos extremos) y en las vigas, sobre todo en los niveles
superiores. En algunas vigas se presentó el pandeo del acero de refuerzo longitudinal (EERI
2010b). También se presentó cuantioso daño no estructural. Los colapsos por piso suave
estuvieron al orden del día, tanto en estructuras con ingeniería (aunque históricas) como el
Palacio de Gobierno (fig 55b), como en estructuras más recientes, con o sin ingeniería (fig 56).
a)
b)
Figura 55. Daño en edificios irregulares con ingeniería en Puerto Príncipe: a) Edificio Digicel
(foto de EERI 210b) y b) Palacio de Gobierno, con primer piso suave (foto anónima
obtenida de internet).

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
33
Figura 56. Colapso de edificios en Puerto Príncipe por primer piso suave. Fotos del EERI
Disaster investigation team (Comerio, Ayhan y Lewis).
Sismo de Maule, Chile (2010)
El 27 de febrero de 2010 ocurrió el sismo más fuerte en lo que va del presente milenio en el
continente americano, un sismo de magnitud de momento MW=8.8 que azotó las costas centrales
de Chile en la región de Maule, afectando una región extensísima de Chile, Argentina y Perú. El
sismo causó la muerte de más de 450 personas y dejó sin hogar aproximadamente a 800 mil más
(Moehle 2010). Además de la enorme devastación en la zona cercana al epicentro,
afortunadamente no tan poblada, el sismo afectó severamente a las estructuras de la ciudad más
cercana, Concepción, distante a unos 100 km del epicentro, así como a edificios de la capital
Santiago, Valparaíso y Viña del Mar, distante más de 300 km del epicentro.
Dada la magnitud del sismo, eran de esperarse cuantiosos daños y colapsos. Sin embargo, lo que
cabe destacar es el número relativamente grande de estructuras diseñadas con reglamentos sismo-
resistentes modernos que experimentaron daño estructural importante e incluso su colapso, y que
en su mayoría tienen algo en común: son estructuras sumamente irregulares. Conforme a la
información disponible con que cuenta el autor (Moehle 2010, Murià 2010), es evidente que en
Santiago, Viña del Mar y Concepción se abusó de la irregularidad estructural en aras de la
estética arquitectónica, y a estos edificios el sismo de Maule les cobró factura.
Por ejemplo, en Santiago se ha estado abusando en el uso de estructuras tipo lápiz, sumamente
esbeltas, con planta alargada y con poca redundancia en su dirección más esbelta y por ello no es
de sorprender que varias de ellas hayan tenido importante daño estructural, como se muestra en
las figuras 57 y 58. De hecho, en lo que se conoce en Santiago como “ciudad empresarial” se
presentaron daños en muchas estructuras modernas, pues los arquitectos han tenido un verdadero
buffet construyendo irregulares tanto en planta como en elevación (figuras 58b y 59).
Sin embargo, el colapso más conocido y espectacular de este sismo sucedió en la ciudad de
Concepción, en el condominio Torre Alto Río, que era un edificio con varias irregularidades:
planta alargada, esbelto en su dirección corta, discontinuidades en los sistemas de piso para
servicios, elevadores y escaleras y un notable piso suave, la mayoría de las cuales se pueden
apreciar en las fotos que se muestran en la figura 60, tomadas varios meses antes del sismo.

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
34
Figura 57. Daño estructural observado en un edificio irregular por esbeltez y planta alargada en
Santiago. Fotos tomadas de Moehle (2010).
a)
b)
Figura 58. Daño estructural observado en edificios irregulares en Santiago: a) por esbeltez y
planta alargada (fotos tomadas de Moehle 2010) y, b) por esbeltez y planta irregular y
alargada (fotos cortesía de David Murià).
Figura 59. Daño estructural observado en edificios irregulares en Santiago en la zona conocida
como Ciudad Empresarial. Fotos cortesía de David Murià.
Por lo tanto, no resulta ninguna sorpresa que se haya presentado un colapso tan espectacular,
donde se fracturaron todas las columnas y muretes del primer piso suave por los enormes

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
35
momentos de volteo a que fueron sujetos en su dirección, ocasionando que toda la estructura se
volteara en esa dirección y se fracturara en dos partes, como se muestra en la figura 61.
Figura 60. Condominio Torre Alto Río en Concepción antes del sismo de Maule. Se observa que
la estructura es muy irregular. Fotos tomadas de Moehle (2010).
a)
b)
Figura 61. Colapso del Condominio Torre Alto Río en Concepción durante el sismo de Maule.
Fotos tomadas de: a) Moehle (2010) y b) Associated Press (AP).
Se presentaron más colapsos parciales y daños estructurales graves en estructuras irregulares en
la ciudad de Concepción durante el sismo de Maule, principalmente por combinaciones de

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
36
plantas irregulares o alargadas con irregulares en elevación como esbeltez y/o escalonamientos
(figura 62).
Figura 62. Colapsos parciales y daño estructural grave observado en edificios en Concepción por
combinaciones de irregularidades en planta y en elevación. Fotos de Moehle (2010).
Sismo de Mexicali, México (2010)
El 4 de abril de 2010 ocurrió un sismo de magnitud de momento Mw=7.2 que afectó tanto a la
ciudad como al Valle de Mexicali (Rangel et al. 2010, Hutchinson et al. 2010). Este sismo
también es conocido como El Mayor-Cucupah, dado que su epicentro se localizó en la sierra así
nombrada, a 26 km al suroeste del poblado de Ciudad Guadalupe Victoria y a 60 km al sur-
sureste de la ciudad de Mexicali.
El sismo afectó a varios edificios de la ciudad de Mexicali, algunos de ellos con claras
condiciones de irregularidad estructural. Entre los más destacables están los siguientes casos.
Los multifamiliares Monte Albán, cuyo diseño corresponde a los años sesenta, ubicados en la
planicie de inundación del río Nuevo, y que tiene historial de daño sufrido en sismos pasados.
Están compuestos por un conjunto de ocho edificios de cuatro niveles y planta alargada con
relación de aspecto mayor de 4, y construidos con base en marcos no dúctiles de concreto
reforzado no desligados propiamente de muros de mampostería de bloque recubiertos en sus
fachadas con cintillas cerámicas y celosías. En la dirección larga se construyeron muros dentro
del marco que se dejaron a media altura formando columnas cortas. En la dirección corta se
tienen muros de concreto que rigidizan esa dirección. Cada dos edificios se encuentran
comunicados y conectados por un cubo rígido de escaleras de concreto reforzado, las cuales están
ligadas estructuralmente a los edificios y, por ello, acoplan la respuesta de los mismos (figura
63). Si bien los edificios no se colapsaron totalmente, los daños estructurales son severos, aunque
no uniformes, pues hubo pares de edificios considerablemente más dañados que otros, a pesar de
estar separados unas cuantas decenas de metros entre sí. Las causas y descripción de los daños se
detallan en Rangel et al. (2010).

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
37
a)
b)
c)
Figura 63. Condominios Monte Albán en Mexicali, con planta alargada (figura a) y acoplados
por escaleras exteriores de concreto reforzado (figura b), sufrió daño estructural
extenso y variado.
El edificio de oficinas de Comisión Federal de Electricidad (CFE) que dispone de una estructura
muy flexible con base en marcos de acero estructural pero con fachadas pesadas con base en
recubrimientos de piedra labrada. Además de las notoria irregularidad en elevación por
escalonamiento (figura 64a), la estructura presenta una clara irregularidad por relación de aspecto
en planta (planta alargada, figura 64b), ya que la máxima dimensión en planta es alrededor de
cinco veces su dimensión menor. Además, en la dirección menor sólo cuenta con marcos de una
sola crujía (figura 64a), lo cual hace esta estructura aún más vulnerable. Al parecer no sufrió
daños estructurales, pero sí en las fachadas no estructurales y recubrimientos.
a)
b)
Figura 64. Edificio de oficinas de CFE en Mexicali, con escalonamiento (figura a) y planta
alargada (figura b), sufrió daño no estructural extenso en las fachadas de piedra.
Por otra parte, se puede observar de la figura 65 que la inmensa mayoría de los edificios que
componen el campus de la Universidad Autónoma de Baja California (UABC) en Mexicali
disponen de plantas irregulares, en I, en C, en cajón o aún más complejas; de hecho, son raras las
plantas regulares cuadradas o rectangulares y cuando son rectangulares, son bastante alargadas.
Tal vez por ello no llama tanto la atención que, coincidentemente, fue precisamente en este
Campus donde se observó una mayor concentración de daño en estructuras con diseño ingenieril,
sobre todo si se toma en cuenta que son edificios de poca altura (entre dos y cuatro pisos). Los
daños observados se reportan con detalle, entre otros trabajos, en Hutchinson et al. (2010) y
Rangel et al. (2010).

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
38
Figura 65. Tomada de Hutchinson et al. (2010). Campus de la UABC en Mexicali: a) foto
satelital tomada de Google Earth y, b) Mapa del campus modificado del provisto en
la página web http://campus.mxl.uabc.mx/ para indicar los edificios por ellos
inspeccionados.
Conforme a los distintos levantamientos e inspecciones que se realizaron en la UABC días
después del sismo, se hizo la clasificación del daño observado que se muestra en la figura 66a,
donde las plantas de los edificios marcados con color verde se clasificaron con daño estructural
leve, sujetos de reparaciones menores, mientras que las plantas marcadas con color amarillo son
de los edificios que presentaron daño estructural moderado, sujetos de reparaciones estructurales.
Es notable que todos los edificios con plantas irregulares sufrieran daño estructural.
En la figura 66b se presenta una vista del edificio de la Rectoría (su planta es identificada con la
letra A en la figura 65b) que como se aprecia a simple vista es irregular en planta y en elevación,
y que presentó daño estructural leve (identificado con el número 12 en la figura 66a).
En la figura 67 se presenta parte del daño apreciado en el edificio de la Facultad de Derecho,
cuya planta se identifica con la letra J en la figura 65b y como 1a en la figura 66a, y que es de los
casos clasificados con daño moderado. El edificio está estructurado con base en marcos
compuestos por columnas y losas planas reticulares o aligeradas de concreto reforzado y entre el
daño presentado se apreció una incipiente penetración o punzonamiento de las columnas en los
capiteles de la losa (figura 67b), mismos que ameritaron su apuntalamiento.
Finalmente, en la figura 68 se presenta parte del daño presentado en el edificio de la Biblioteca,
cuya planta se identifica con la letra D en la figura 65b y como 8 y 9 en la figura 66a, y que es de
los casos clasificados también con daño moderado.

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
39
a)
b)
Figura 66. a) Clasificación del daño en los edificios del campus de la UABC en Mexicali (Rangel
et al. 2010) y b) Edificio de la Rectoría (identificado con la letra A en la figura 65b)
que presentó daño estructural leve (identificado con el número 12 en la figura 66a),
foto tomada de Hutchinson et al. (2010).
a)
b)
Figura 67. Edificio de la Facultad de Derecho (identificado con la letra J en la figura 65b) que
presentó daño estructural moderado (identificado con el número 1a en la figura 66a).
Figura 68. Edificio de la Biblioteca (identificado con la letra D en la figura 65b) que presentó
daño estructural moderado (identificado con los número 6 y 9 en la figura 66a), oto
tomada de Hutchinson et al. (2010).

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
40
DISPOSICIONES REGLAMENTARIAS SOBRE CONDICIONES DE
IRREGULARIDAD ESTRUCTURAL
A partir de 1987 los reglamentos de diseño sísmico de México (NTCS-1987 1987) introdujeron
las disposiciones que se deben satisfacer para considerar a una estructura regular, siendo uno de
los reglamentos pioneros en el mundo en introducir este concepto (Tena-Colunga 1999).
Las condiciones de regularidad que se establecen para edificios desde ese entonces son el
resultado de la intuición frecuentemente confirmada por la experiencia. El propósito de establecer
límites de regularidad es considerar la mayor vulnerabilidad de las estructuras irregulares ante
sismo, y establecer recomendaciones para incrementar su seguridad. Una presentación conceptual
y profunda de cómo afectan las irregularidades el diseño sísmico de estructuras se presenta, entre
otras fuentes, en Arnold y Reitherman (1986).
La versión más actualizada de las condiciones de regularidad estructural se presentan en el
Manual de Obras Civiles de Comisión Federal de Electricidad (MOC-2008 2009, Tena-Colunga
et al. 2009), un reglamento modelo de México que se utiliza ampliamente en el país en ausencia
de una reglamentación local. Muchas ciudades y municipios lo adoptan y/o adaptan. Conforme
al MOC-2008 (2009), para que una estructura pueda considerarse regular, debe satisfacer
simultáneamente las siguientes condiciones:
1. La distribución en planta de masas, muros y otros elementos resistentes, es
sensiblemente simétrica con respecto a dos ejes ortogonales. Estos elementos son
sensiblemente paralelos a los ejes ortogonales principales del edificio.
2. La relación entre la altura y la dimensión menor de la base no es mayor que 2.5.
3. La relación entre largo y ancho de la base no excede de 2.5.
4. En planta no se tienen entrantes ni salientes cuya dimensión exceda de la dimensión
de la planta medida paralelamente a la dirección en que se considera la entrante o
saliente.
5. En cada nivel se tiene un sistema de techo o piso rígido y resistente.
6. No se tienen aberturas en los sistemas de techo o piso cuya dimensión exceda de la
dimensión de la planta medida paralelamente a la dirección en que se considera la
abertura. Las áreas huecas no ocasionan asimetrías significativas ni difieren en
posición de un piso a otro y el área total de aberturas no excede, en ningún nivel,
del área de la planta.
7. El peso de cada nivel, incluyendo la carga viva que debe considerarse para diseño
sísmico, no es mayor que 110% ni menor que 70% del correspondiente al piso
inmediato inferior. El último nivel de la construcción está exento de condiciones de
peso mínimo.
8. Ningún piso tiene un área, delimitada por los paños exteriores de sus elementos
resistentes verticales, mayor que 110% ni menor que 70% de la del piso inmediato
inferior. El último piso de la construcción está exento de condiciones de área

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
41
mínima. Además, el área de ningún entrepiso excede en más de 50% a la menor de
los pisos inferiores.
9. En todos los pisos, todas las columnas están restringidas en dos direcciones
ortogonales por diafragmas horizontales y por trabes o losas planas.
10. La rigidez y la resistencia al corte de cada entrepiso no excede en más de 50% a la
del entrepiso inmediatamente inferior. El último entrepiso queda excluido de esta
condición.
11. En cada entrepiso, la excentricidad torsional calculada estáticamente no excede en
más de 10% su dimensión en planta, medida paralelamente a la excentricidad
torsional.
Una estructura es irregular si no cumple con una o más de las 11 condiciones de regularidad
descritas líneas arriba.
Una estructura será considerada fuertemente irregular si se cumple alguna de las condiciones
siguientes:
12. La excentricidad torsional calculada estáticamente en algún entrepiso excede en más
de 20% su dimensión en planta, medida paralelamente a la excentricidad
13. La rigidez o resistencia al corte de algún entrepiso exceden en más de 100% a la
del piso inmediatamente inferior.
14. No cumple simultáneamente con las condiciones 10 y 11 de regularidad descritas
anteriormente.
En el diseño sísmico de estructuras que no satisfagan las condiciones de regularidad
especificadas, el factor de reducción de las fuerzas sísmicas con fines de diseño por concepto de
ductilidad, Q´, se multiplica por el factor

indicado en la tabla 1, a fin de obtener las fuerzas
sísmicas reducidas por ductilidad. Sin embargo, en ningún caso Q´ se tomará menor que la
unidad. Los desplazamientos laterales calculados, tomando en cuenta la reducción por
irregularidad, se multiplicarán por el producto

QR
para calcular efectos de segundo orden,
donde Q es el factor de comportamiento sísmico que toma en cuenta la capacidad de deformación
del sistema (o ductilidad), R es el factor de reducción por sobrerresistencia y

es el factor de
redundancia, como se ilustra esquemáticamente en la figura 69.
Tabla 1. Factor correctivo por irregularidad,

Factor Correctivo

Tipo de Irregularidad
0.9
Cuando no se cumpla una condición de regularidad enumeradas del 1 al 9.
0.8
Cuando no se cumplan dos o más condiciones de regularidad, o no se
cumpla con la condición 10 o 11 de regularidad.
0.7
Estructuras fuertemente irregulares (condiciones 12 a 14)

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
42
Desplazamiento
Fuerza
Estructura Irregular
Estructura Regular
Sistema elástico
Q´R

Q´R
QR
QR
Figura 69. Idealización esquemática del diseño de estructuras regulares e irregulares conforme al
MOC-2008, suponiendo que todas las estructuras tienen un comportamiento global
elasto-plástico perfecto y pueden desarrollar una ductilidad Q, una sobrerresistencia R
y una redundancia ;  es el factor que corrige al factor de reducción de las fuerzas
sísmicas con fines de diseño por concepto de ductilidad (Q´) por concepto de
irregularidad estructural.
Con respecto a cada condición de regularidad definida en el MOC-2008, se pueden formular los
siguientes comentarios (MOC-2008 2009), también numerados conforme al número asignado a
cada condición de regularidad:
1. Con la condición de simetría aproximada se tratan de limitar las torsiones que puedan
presentarse, puesto que a pesar de que se tomen en cuenta las torsiones que pueden introducir
las asimetrías, cuanto mayor es la torsión en una estructura, tanto mayor es la incertidumbre
respecto a los resultados de los métodos de análisis y diseño aproximados establecidos en este
manual con respecto a la respuesta inelástica real esperada, sobre todo cuando se diseña para
valores altos de Q.
2. A medida que crece la esbeltez de un edificio se incrementan los momentos de volteo, lo que
lo que trae consigo mayor importancia de los efectos P-

, deformaciones importantes en los
entrepisos intermedios (Tena y Cheja 2005), la axialización excesiva de las columnas de
esquina en los niveles inferiores en estructuras con base en marcos y problemas en la
cimentación. De nuevo, ello implica incertidumbres mayores sobre los resultados del análisis
y frecuentemente modos de falla más peligrosos. Se han observado fallas importantes y
colapsos de estructuras de este tipo en varios sismos importantes, como de hecho se ilustra en
la sección anterior, incluyendo los sismos de Caracas de 1967, de México 19 de 1985, de
Kobe de 1995 y más recientemente el de Maule, Chile en 2010. También existen estudios
analíticos donde se reportan potenciales colapsos en estructuras que, entre otras
irregularidades, son esbeltas (Tena 2001, 2004).

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
43
3. En edificios muy alargados, la mayor flexibilidad y la menor capacidad de los sistemas de
piso, trabajando como diafragmas horizontales, pueden disminuir la eficiencia de los sistemas
resistentes verticales, y aumentar la incertidumbre sobre los resultados del análisis e
introducir nuevos modos de falla. Como se ha ilustrado previamente, se han observado
numerosas fallas y colapsos de estructuras de este tipo en varios sismos importantes,
incluyendo el de Acapulco en 1962, Caracas en 1967, Managua en 1972, el sismo de México
del 19 de septiembre de 1985, el sismo de Maule Chile en 2010 y el sismo de Mexicali en
2010. También existen estudios que corroboran la distinta respuesta de estructuras con plantas
alargadas (Ju y Lin 1999).
4. La presencia de entrantes o salientes (figura 70) puede ocasionar flexiones en los sistemas de
piso con lo que se incurre en situaciones semejantes a las de edificios muy alargados (López y
Raven 1999, Ju y Lin 1999). Asimismo, se disminuye la eficiencia de la estructura para
resistir torsiones, ya sea que éstas provengan de asimetrías en masas, rigideces,
amortiguamientos o resistencias, o sean inducidas por movimientos del terreno (Arnold y
Reitherman 1986). En otros casos, fomenta la concentración de esfuerzos cortantes y de
tensión en las esquinas (plantas en Y, L, T), incluyendo plantas con esquinas entrantes (cajón,
I, cruz). Como se documenta en este trabajo, se ha observado daño estructural grave e incluso
colapsos, en varios sismos, entre ellos: el de Acapulco en 1962, el de Caracas en 1967, el de
México en 1985, el de Manzanillo en 1995, el de Chi-Chi en 1999 y el de Mexicali en 2010.
Figura 70. Ejemplos de plantas con entrantes o salientes (Arnold y Reitherman 1986)
5. La escasez de rigidez o resistencia en los diafragmas horizontales puede ocasionar situaciones
como las descritas para edificios muy alargados, es decir, que se presente una condición de
flexibilidad de diafragma.
Las estructuras con diafragmas flexibles responden de una manera muy distinta ante sismos
que las estructuras con diafragma rígidos (Tena-Colunga 1992, Tena 1993, Tena-Colunga y
Abrams 1996, Ju y Lin 1999, De la Colina 1999b, Fleischman y Farrow 2001, Basu y Jain
2004, Tena 2007). Un diafragma flexible distribuye fuerzas laterales entre elementos
resistentes en función de tributación de áreas y no de rigideces relativas, como un diafragma
rígido (figura 71), por lo que amplifica notablemente las demandas de deformación de los
elementos resistentes más centrales, además de los más flexibles lateralmente (Tena-Colunga
1992, Tena-Colunga y Abrams 1996). En muchas ocasiones estas deformaciones no
uniformes producen daño en elementos resistentes en la dirección perpendicular, por lo que
éstos fallan fuera del plano, como se ha observado en muchos sismos, en particular en los
sismos de Loma Prieta en 1989 y el de Northridge en 1994.

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
44
Por ello, se necesita verificar que la resistencia de los sistemas de piso sea adecuada y que su
rigidez sea suficiente para no introducir modificaciones en las fuerzas que, según el análisis,
obran sobre los sistemas resistentes verticales.
F
L1

L2
a) Diafragma rígido
F
L1

L2
b) Diafragma flexible
Figura 71. Hipótesis sobre el comportamiento del sistema de piso ante carga lateral
6. La presencia de aberturas puede disminuir la efectividad de los diafragmas horizontales o
inducir excentricidades cuya valuación sea complicada (figura 72). Asimismo, la variación de
posición de las aberturas de un piso a otro puede originar fuerzas internas en los sistemas
resistentes verticales de difícil cuantificación. Las aberturas debilitan al sistema de piso en sí
en cuanto a su capacidad de resistir y transmitir fuerzas cortantes debidas a sismo,
principalmente si las aberturas son muy grandes, por lo que deberá revisarse siempre su
capacidad resistente ante la acción de cargas laterales.
Figura 72. Aberturas inadecuadas en el sistema de piso y techo (Arnold y Reitherman 1986)
7. Las variaciones bruscas de masa de un piso a otro pueden producir cambios en los modos
naturales de vibración que invaliden las hipótesis simplificadoras de los métodos de análisis
establecidos para la determinación de fuerzas sísmicas, introduciendo así incertidumbres en
los resultados obtenidos con los métodos de análisis usuales. Produce además variaciones
importantes en las demandas de deformación y de resistencia en el intervalo de
comportamiento no lineal (Valmundsson y Nau 1997, Chopra y Chintanapakdee 2004).

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
45
8. Los argumentos que llevan a fijar la limitación sobre variaciones bruscas de área de un piso a
otro son los mismos que operan para la limitación en las masas. Los cambios bruscos de
geometría en elevación en la parte superior de la estructura (figura 73) producen una
amplificación dinámica de los desplazamientos en los pisos superiores conocido
coloquialmente como “chicoteo”. El escalonamiento ocasiona demandas poco uniformes en
los entrepisos medios e inferiores, sobre todo si éste no es simétrico (Tena 2001, Tena-
Colunga 2004). En algunos casos la irregularidad en elevación puede fomentar tanto la
esbeltez como la torsión. Grandes variaciones en área pueden incrementar los efectos de
torsión. En este sentido se incluye una nueva restricción que consiste en que el área de un
nivel no exceda en 50% la menor de las áreas de cualquiera de los pisos inferiores.
De hecho, y como se ilustra en este trabajo, edificios con este tipo de irregularidad han
presentado daños estructurales graves o se han colapsado durante sismos, como por ejemplo,
en los sismos Del Ángel de 1957, Managua en 1972, México en 1985, Maule en Chile en
2010 y Mexicali en 2010.
Figura 73. Ejemplos de cambios bruscos de áreas de planta en entrepisos contiguos que llevan a
estructuras irregulares en elevación (Arnold y Reitherman 1986)
9. Se debe evitar la presencia de columnas que, en una dirección o en ambas, trabajen como
de doble altura o más (figura 74). Esta situación conduciría a una distribución de
momentos flexionantes muy diferentes de aquélla con que se tiene mayor experiencia y,
además, podría inducir efectos P-

difíciles de cuantificar. Tales configuraciones pueden
liderar también a fallas locales frágiles en columnas y a fallas locales de entrepiso cuyo
impacto en el comportamiento global de la estructura sea difícil de predecir utilizando
procedimientos estándar de análisis elástico.
10. El propósito de esta disposición es controlar la potencial formación de un entrepiso
suave, blando o débil, que puede formarse en cualquier nivel. Los entrepisos suaves se
pueden formar por tener entrepisos con columnas de doble altura o más (figura 75), o un
caso muy común en México, por discontinuidad de muros o contravientos en algún nivel,
normalmente el primero, con el fin de proporcionar áreas de estacionamiento o rentable
(figura 76).

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
46
Figura 74. Ejemplos de cambios bruscos de áreas de planta en entrepisos contiguos que llevan a
estructuras irregulares en elevación (Arnold y Reitherman 1986)
Figura 75. Ejemplos de estructuras con un potencial piso suave (Arnold y Reitherman 1986)
Figura 76. Ejemplos de estructuras con un potencial piso suave

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
47
Como se ilustra en este trabajo, la experiencia en numerosos sismos (por no decir que en
todos los discutidos) como Caracas en 1967, San Fernando en 1971, México en 1985,
Loma Prieta en 1989, Northridge en 1994, Kobe en 1995, Izmit en 1999, Chi-Chi en
1999, Tehuacán en 1999, Pisco en 2007, Wenchuan en 2008, L´Aquila en 2009, Haití en
2010, Maule Chile en 2010, y Mexicali en 2010, ha demostrado que ésta es una de las
condiciones de irregularidad más severas y peligrosas. En efecto, con un piso suave o
débil se fomenta una concentración descomunal de demandas de deformación y de
resistencia en los elementos resistentes verticales del piso suave (columnas), que en la
mayor parte de los casos no son capaces de resistir, por lo frecuentemente se produce el
colapso del edificio. Además, los métodos de diseño equivalentes basados en análisis
elásticos subestiman notablemente las demandas de deformación esperadas en estructuras
con pisos suaves. Existen estudios analíticos donde se ha demostrado lo anterior, tanto
para el caso más común en México, que son los edificios con primer piso débil (Ruiz y
Diederich 1989, Esteva 1992, Tena 1997b y Tena-Colunga 2010), como para otros
entrepisos que no correspondan necesariamente al primero (Valmundsson y Nau 1997).
En versiones previas de estas recomendaciones y del Reglamento para Construcciones del
Distrito Federal, se establecía que la rigidez al corte del entrepiso superior debería ser
100% mayor a la del entrepiso inmediato inferior para considerar una condición de piso
suave. Actualmente, se define en función de un porcentaje menor (50%) del contraste de
la rigidez de entrepisos contiguos, tomando en cuenta, entre otros estudios, los
presentados en Tena (1997b) y Tena-Colunga (2010).
Se busca además con esta disposición que exista una relación de proporción rigidez–
resistencia uniforme entre los niveles, manteniendo así lo más uniformemente posible su
capacidad de disipación.
11. No cabe duda que una de las condiciones de irregularidad que más afecta la respuesta sísmica
de edificios y donde también se han observado más colapsos en sismos intensos, incluyendo
el sismo del 19 de septiembre de 1985, es la torsión. La torsión lidera a respuestas dinámicas
donde se presentan demandas no uniformes en elementos resistentes diametralmente
opuestos, lo que normalmente lleva a que la estructura se dañe notablemente en los extremos
y/o esquinas más demandadas. Estas demandas no uniformes no son fáciles de estimar
utilizando métodos convencionales de análisis estructural elástico, principalmente si se
utilizan métodos simplificados y la respuesta esperada es altamente no lineal. De hecho, es
preferible tener sistemas estructurales torsionalmente restringidos, donde los elementos que
controlen la torsión se comporten elásticamente (Paulay 1998). Por ello, se acota la torsión
máxima que debe tolerarse para el diseño de una estructura con métodos convencionales en
función de un parámetro simple de calcular ingenierilmente, como es la excentricidad estática
en planta,
s
e
.
Corrección por irregularidad
Cuando se propuso por primera vez la corrección por irregularidad en las NTCS-87, no existían
estudios específicos que fundamentaran cuantitativamente la reducción del factor Q´ para los
edificios irregulares, sino que se basaron más en la intuición y la experiencia (Rosenblueth y

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
48
Gómez 1991) y simplemente parece una forma razonable y sencilla de considerar la mayor
vulnerabilidad de estas estructuras.
Por ello, se proponía en el diseño sísmico de las estructuras que no satisficieran los requisitos de
regularidad, multiplicar al factor de comportamiento sísmico, Q' por un factor reductivo de 0.8.
Sin embargo, en ese entonces no se indicaba cómo proceder en caso de que no se satisficieran
simultáneamente varias condiciones de regularidad. Se reflexionó que, en ese caso, el empleo del
factor de 0.8 pudiera no ser suficiente (Del Valle 1995, Tena et al. 1996). Los efectos de las
irregularidades afectan el comportamiento de la estructura de diferentes maneras. La gran
mayoría de los estudios disponibles a nivel mundial no han sido enfocados para proponer factores
de comportamiento sísmico adecuados para los casos en que no se cumplan simultáneamente
varias de las condiciones de regularidad.
Se condujeron algunos estudios donde se revisó el diseño conforme a reglamento de estructuras
que no cumplían con una o más de las once condiciones de regularidad establecidas en el
Reglamento para las Construcciones del Distrito Federal (Tena et al. 1996, Tena 1997b). Los
estudios también incluyen la revisión de dos edificios importantes construidos en la ciudad de
México y que fueron diseñados como irregulares con
8.0

, apegados al Reglamento del
Distrito Federal (Tena et al. 1996, Tena y González 1998). Los resultados de estos estudios
indican que, en general y con las limitaciones de los mismos, el factor reductor de 0.8 parece
adecuado cuando no se cumplen simultáneamente dos o más condiciones de regularidad; sin
embargo, este factor de 0.8 pudiera resultar insuficiente cuando se tienen estructuras con una
condición muy marcada de primer piso débil, donde la rigidez al corte de un entrepiso excede en
más de 100 por ciento a la del entrepiso inmediatamente inferior (Tena-Colunga 2010).
Por ello, tanto en las NTCS-2004 del Distrito Federal mexicano como en el MOC-2008 se
proponen distintos factores correctivos por irregularidad

para
Q
, dependiendo si no se
satisface una de las condiciones de regularidad enumeradas del 1 al 9 (
9.0

) , o cuando no se
satisface la condición de regularidad 10 (piso suave) o 11 (torsión), o cuando no se satisfacen dos
o más condiciones de regularidad, (
8.0

). Se define cuándo una estructura debe ser
considerada como fuertemente irregular y emplear un factor correctivo más severo (
7.0

),
dada su mayor vulnerabilidad. Los nuevos valores propuestos requieren de un mayor número de
estudios que revisen si son efectivos en liderar al diseño de estructuras irregulares más seguras, lo
cual está pendiente.
Cabe señalar, sin embargo, que la definición de las condiciones de irregularidad estructural fuerte
por rigidez y resistencia al corte (piso suave o débil) y por excentricidad torsional están
plenamente justificadas, no solamente por las fallas y colapsos observados en este tipo de
estructuras en sismos fuertes, como se ha ilustrado en secciones anteriores, sino también con base
en estudios analíticos conducidos a nivel mundial. Ya se destacó líneas atrás algunos estudios
analíticos relevantes conducidos para la condición de piso suave o débil. El estudio de los efectos
de la torsión en el intervalo de comportamiento no lineal ha sido un tema recurrente de
investigación en la ingeniería sísmica a nivel mundial y, entre otros trabajos, son dignos de
citarse los siguientes: Ayala y García (1991), Escobar y Ayala (1991), Chandler et al. (1994),
Goel y Chopra (1994), De la Llera y Chopra (1995), Wong y Tso (1995), Chandler y Duan

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
49
(1997), Harasimowicz y Goel (1998), Paulay (1998), De la Colina (1999a), Humar y Kumar
(1999), Tso y Smith (1999), Chipol (2001), De la Colina (2001), De la Colina (2003) y Chopra
(2007).
Los desplazamientos laterales calculados tomando en cuenta la reducción por irregularidad

RQ´
, se multiplican por el producto

QR
para estimar los desplazamientos inelásticos
esperados en el diseño, como se ilustra esquemáticamente en la figura 69. De esta figura se
observa que, en la filosofía simplificada de diseño por irregularidad del MOC-2008, se contempla
que la reducción de las fuerzas sísmicas por concepto de comportamiento inelástico sea menor en
estructuras irregulares que en las regulares, pero que el desplazamiento obtenido se amplifique en
ambos casos por el producto

QR
. Por lo tanto, en igualdad de circunstancias (mismo factores
Q
,
R
y

), una estructura irregular se diseña para fuerzas y desplazamientos mayores que una
estructura regular (figura 69).
COMENTARIOS FINALES
Se presentó, discutió e ilustró brevemente, tanto el comportamiento indeseable que se ha
observado en el comportamiento de estructuras irregulares durante sismos moderados e intensos
de los últimos 50 años, como los razonamientos detrás de las condiciones de regularidad
estructural que se establecen en los reglamentos de diseño sísmico de México.
De lo observado durante sismos se ve que existen condiciones de irregularidad que son muy
frecuentes y que en muchos casos lideran al colapso.
Por ejemplo, quizás la más común es estructurar con base en pisos suaves en zonas sísmicas para
resolver espacio de estacionamiento en edificios de departamentos. Los colapsos observados en
estructuras con piso suaves en los últimos 50 años hacen pensar que, hasta cierto punto, son
relativamente independientes del material empleado (concreto reforzado o madera), o de la
economía y desarrollo del país involucrado (por ejemplo, Estados Unidos vs. Perú). Los pisos
suaves no perdonan a nadie que se atreva a construirlos en zona sísmica, y esa debería ser una
lección que ingenieros y sobre todo arquitectos que diseñan en zonas sísmicas ya deberían haber
aprendido. Sin embargo, lo observado en Chile en 2010 durante el sismo de Maule indica lo
contrario, pues se presentaron colapsos por piso suave en estructuras diseñadas con reglamentos
modernos y construidas recientemente. Hay por ello una imperiosa necesidad en que ingenieros
y arquitectos trabajen juntos en cómo resolver los requisitos de uso de este tipo de edificaciones
en zonas sísmicas evitando construir más edificios con pisos suaves, que irremediablemente
sufrirán daños importantes o, como ha ocurrido muy frecuentemente, se colapsarán.
El empleo de plantas rectangulares alargadas también es frecuente en todo el mundo,
principalmente para resolver planteles escolares y, en ocasiones, estructuras como hoteles. Su
comportamiento normalmente no es favorable, sobre todo cuando se combina con otra condición
de irregularidad, tal como esbeltez, o asimetría en la distribución de elementos resistentes.
Las plantas irregulares también son comunes en todo el mundo y en muchas ocasiones este hecho
ocasiona problemas por torsión que pueden ser magnificados por una distribución asimétrica de

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
50
elementos resistentes. Se ha observado durante los sismos reseñados que para que una estructura
con planta irregular tenga un mal comportamiento y experimente daño estructural no se requiere
que ésta tenga varios pisos, puede tener pocos pisos y aún así sufrir daño, a pesar que haya sido
diseñada y construida ingenierilmente, como se observó recientemente en el sismo de Mexicali
de 2010.
La irregularidad por esbeltez es común en las grandes ciudades del mundo, y por ello es que se
han observado daños estructurales importantes e incluso colapsos cuando los sismos afectan
ciudades como Caracas, México, Acapulco, Santiago, Concepción, Viña del Mar, San Francisco,
Los Ángeles, Kobe, etc. En muchas ocasiones el efecto de la esbeltez se magnifica cuando la
estructura tiene poca redundancia en la dirección esbelta, lo que es deber de los ingenieros
informar oportunamente a los arquitectos para que, si se desea hacer un edificio esbelto, se
estudien variantes de cómo minimizar sus efectos en el desempeño sísmico de un edificio al
proveerle de mayor redundancia o, en su defecto, de tecnologías modernas para el control de la
respuesta sísmica, como disipadores pasivos de energía y/o amortiguadores viscosos.
Las configuraciones irregulares de edificios en elevación normalmente están motivadas para
privilegiar la estética arquitectónicamente hablando, y realmente resultan indeseables en zonas
sísmicas. Sin embargo, si se desean construir en zonas fuertemente sísmicas, los arquitectos y los
ingenieros deben estar conscientes que en su diseño se requiere aplicar el estado del arte de
conocimiento sobre la materia, para garantizar su integridad. Por ello, en ocasiones será necesario
también recurrir a tecnologías modernas y/o a modificaciones sobre el proyecto arquitectónico
original. Al final de cuentas, la seguridad de una estructura que se habita siempre debe ser
privilegiada sobre todo lo demás, incluyendo su funcionalidad o su estética.
La torsión es un efecto sumamente dañino en el comportamiento sísmico de edificios. Sin
embargo, no es tan poco común que se presente, pues su presencia la puede favorecer diversas
causas o condiciones: plantas irregulares, irregularidades en elevación, distribución asimétrica de
elementos resistentes (rigidez y resistencia) en planta y/o elevación, distribución asimétrica de
masas (planta y/o elevación), combinaciones de estos efectos, etc.
En opinión del que escribe, con base en lo observado en sismos pasados y en estudios realizados,
las fuentes de irregularidad más indeseables en la respuesta sísmica de estructuras son: (a)
cambios abruptos de rigidez o resistencia en elevación, que entre otras cosas lideran a la
formación de pisos suaves, (b) torsión, cualquiera que sea su fuente (plantas irregulares,
asimetrías de masa/rigidez/resistencia, etc.) y, (c) la esbeltez, sobre todo cuando es excesiva
(relación de aspecto mayor a 5) y se dispone de poca redundancia en la dirección esbelta.
Aún peor es cuando una estructura padece simultáneamente de varias condiciones de
irregularidad estructural, como también lo indica la evidencia documental de sismos pasados. Por
ejemplo, en la ciudad de México se ha constatado lo anterior con el pobre desempeño de los
edificios en esquina, que en su gran mayoría combinan el problema de potencial piso suave con
torsión, por lo cual, durante el sismo del 19 de septiembre de 1985 el 41% de los colapsos
documentados se debieron a esta condición.

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
51
Sin embargo, no es la única combinación siniestra. En este trabajo se han reportado daños
significativos en estructuras que combinan tres o más irregularidades (por ejemplo, planta
alargada y esbeltez excesiva junto con escalonamiento o piso suave). Al respecto, cabe destacar
que existen muy pocas investigaciones analíticas que hayan estudiado este fenómeno, pues
normalmente requieren tanto de herramientas de análisis muy poderosas, como de mucha
dedicación, pues no es fácil obtener modelos simplificados que sean suficientemente
representativos. Estudiar este fenómeno experimentalmente resulta aún más complejo.
Aunque los reglamentos de diseño sísmico de México dan un paso adelante al diferenciar el
diseño de estructuras que presentan una irregularidad con respecto a las que presentan varias, aún
se quedan cortos, porque para fines prácticos, da lo mismo diseñar una estructura que posee dos
irregularidades que una que tiene cinco u ocho, mientras éstas no clasifiquen como fuertemente
irregulares. En opinión del que escribe, en las futuras revisiones de los reglamentos de diseño
sísmico de México los miembros del comité deben revisar cuidadosamente otras combinaciones
de irregularidad estructural que en sismos pasados en todo el mundo han liderado a daño
estructural severo y colapsos, para incluir tales combinaciones en las condiciones de irregularidad
fuerte. A nuestro parecer, debería considerarse a una estructura fuertemente irregular cuando no
cumpliera con tres condiciones de regularidad, cualesquiera que éstas fueran, para mandar el
mensaje correcto a ingenieros y arquitectos que el diseño de estas estructuras es muy riesgoso y
deberían tener más cuidado. De hecho, debería en ese caso exigírsele a los ingenieros y
arquitectos responsables tener una amplia experiencia en el diseño y estar actualizados.
Finalmente, también se puede concluir que los malos comportamientos en estructuras irregulares
en sismos pasados reflejan la falta de comunicación adecuada entre ingenieros y arquitectos sobre
lo que es recomendable en el diseño de edificios en zonas sísmicas (y lo que no lo es).
Escuchando a varios ingenieros civiles de diversos países (ricos, clase medieros y pobres), en
todos ellos es común tener razón de sus quejas con los arquitectos, pero como autocrítica gremial,
no veo apertura a un diálogo constructivo entre ambos especialistas. Así no se podrá resolver
jamás el problema de fondo.
Es responsabilidad de los ingenieros estructuristas, cuando se les presenta un proyecto de
estructura irregular, advertir a los arquitectos y al dueño de su potencial mal desempeño ante
sismos intensos. Debe además ofrecer opciones de estructuración al arquitecto para obtener un
mejor desempeño sísmico.
Si el arquitecto y/o el dueño no aceptan modificaciones a un proyecto de estructura fuertemente
irregular, el ingeniero estructurista debe tener los suficientes pantalones para no aceptar diseñar
esa estructura (además de contárselo a quien más confianza le tenga).
Sólo debe continuar si el dueño y el arquitecto están dispuestos a pagar el costo mayor de un
diseño que involucre métodos de análisis más avanzados, incluyendo análisis dinámicos no
lineales, uso de acelerogramas de sitio, además de revisión para distintos niveles de desempeño, y
la posibilidad de utilizar tecnologías modernas del control de la respuesta sísmica, generalmente
más costosas (pero menos que el costo de los acabados y detalles arquitectónicos). Al final del

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
52
proceso, lo más seguro es que, de todas maneras, se requieran de modificaciones al proyecto
presentado para mejorar su desempeño estructural ante sismos.
En síntesis, el desempeño sísmico satisfactorio de estructuras ante sismos intensos es asunto que
compete por igual a ingenieros y arquitectos, en los que recaen las máximas responsabilidades.
La clave para lograrlo es trabajar juntos desde el inicio, con base en un diálogo abierto,
respetuoso y propositivo de ambas partes, donde se sumen las fortalezas de ambas disciplinas,
coadyuvando a lograr el diseño de una estructura segura ante sismos pero, al mismo tiempo,
funcional y, en la medida de lo posible, atractiva (o estética).
En opinión del que escribe, ¡sí se puede!
AGRADECIMIENTOS
La elaboración de este trabajo no hubiera sido posible sin la colaboración de numerosos colegas a
nivel mundial, que se han tomado el tiempo para documentar, incluyendo fotografías y gráficas,
sus observaciones durante sismos. En este sentido, merecen mención especial el Dr. David Murià
Vilá del Instituto de Ingeniería de la UNAM, el Dr. Javier Piqué del Pozo de la Universidad
Nacional de Ingeniería de Lima, Perú, y el Dr. Tiziano Perea Olvera de la UAM-A por confiarme
sus fotos originales de los edificios acreditados en el texto.
También merece mención especial el National Information Service for Earthquake Engineering
(NISEE) de la Universidad de California en Berkeley, que permite bajar libre de cargo muchas de
las fotografías aquí presentadas, que corresponden principalmente a la colección de los profesores
Karl Steinbrugge y Vitelmo Bertero, siempre y cuando uno las acredite propiamente en el trabajo,
como aquí hacemos.
Finalmente, también agradecemos a los colegas que suben a internet fotos sobre los efectos de
sismo, a todos ellos he tratado de citar adecuadamente, aunque en ocasiones la información sobre
quien subió o es dueño de la foto no está disponible, y en esos casos la identifiqué como
anónima. Espero sinceramente no haber cometido omisión alguna, pero en caso de haberlo hecho,
pido de antemano una disculpa y estaré atento a recibir la corrección correspondiente, siempre y
cuando esté perfectamente documentada.
REFERENCIAS
Aguirre, M (2003), “La columna de la Independencia, Paseo de la Reforma”, México Máxico, México,
http://www.mexicomaxico.org. Actualización de septiembre de 2007.
Arnold, C y R Reitherman (1986), Configuración y diseño sísmico de edificios, primera edición,
Editorial Limusa.
Astroza, M (2007), “Estudio de la zona afectada por el terremoto de Pisco, agosto 15 de 2007.
Intensidades y daños del terremoto”, Informe de la Misión CRESIS/UNESCO, Centro Regional de
Sismología para América del Sur, Lima, Perú.

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
53
Ayala, G y O García (1991), “Comportamiento sísmico de edificios asimétricos diseñados de acuerdo con
una norma de diseño sísmico por torsión”, IX Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica y VIII Congreso
Nacional de Ingeniería Estructural, Manzanillo, México, Vol. I, pp 6-58 a 6-67.
Basu, D y S K Jain (2004), “Seismic analysis of asymmetric buildings with flexible floor diaphragms”,
ASCE Journal of Structural Engineering, Vol. 130, No. 8, pp 1169-1176, agosto.
Chandler, A M, J C Correnza y G L Hutchinson (1994), “Period-dependent effects in seismic torsional
response of code systems”, ASCE Journal of Structural Engineering, Vol. 120, No. 12, pp 3418-3434.
Chandler, A M y X N Duan (1997), “Performance of asymmetric code-designed buildings for
serviceability and ultimate limit states”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 26, pp
717-735.
Chipol, A (2001), “Estudio de la respuesta sísmica de modelos tridimensionales de edificios
torsionalmente acoplados”, Tesis de Maestría, División de Estudios de Posgrado de la Facultad de
Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, junio.
Chopra, A K y C Chintanapakdee (2004), “Evaluation of Modal and FEMA Pushover Analyses:
Vertically “Regular” and Irregular Generic Frames”, Earthquake Spectra, Vol. 20. No. 1, pp 255-271.
Chopra, A K (2007), Dynamics of structures: theory and applications to earthquake engineering, cuarta
edición, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey.
De la Colina, J (1999a), “Effects of torsion factors on simple non-linear systems using fully-bidirectional
analyses”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics , Vol. 28, pp 691-706.
De la Colina, J (1999b), “In-plane floor flexibility effects on torsionally unbalanced systems”, Earthquake
Engineering & Structural Dynamics, Vol. 28, No. 12, pp 1705-1715, diciembre.
De la Colina, J (2001), “Diseño estático de edificios de varios pisos susceptibles a torsión sísmica”,
Revista de Ingeniería Sísmica, SMIS, No. 65, pp 1-16.
De la Colina, J (2003). “Assessment of design recommendations for torsionally unbalanced multistory
buildings”, Earthquake Spectra, Vol. 19, No. 1, pp 47-66.
De la Llera, J C y A K Chopra (1995), "Estimation of accidental torsion effects for seismic design of
buildings", ASCE Journal of Structural Engineering, Vol. 121, No. 1, pp 102-114.
Del Valle, E (1995), Comunicación personal.
EERI (2006), “Learning from Earthquakes. The Mw 6.3 Java, Indonesia, Earthquake of May 27, 2006”,
EERI Special Earthquake Report, agosto.
EERI (2007), “Learning from Earthquakes. The Pisco, Peru, Earthquake of August 15, 2007”, EERI
Special Earthquake Report, octubre.
EERI (2008), “Learning from Earthquakes. The Wenchuan, Sichuan Province, China, Earthquake of May
12, 2008”, EERI Special Earthquake Report, octubre.
EERI (2009), “Learning from Earthquakes. The Mw 6.3 Abruzzo, Italy, Earthquake of April 6, 2009”,
EERI Special Earthquake Report, junio.
EERI (2010a), “Learning from Earthquakes. The Mw 7.0 Haiti Earthquake of January 12, 2010: Report
#1T”, EERI Special Earthquake Report, abril.
EERI (2010b), “Learning from Earthquakes. The Mw 7.0 Haiti Earthquake of January 12, 2010: Report
#1T”, EERI Special Earthquake Report, mayo.

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
54
Escobar, J A y G Ayala (1991), “Efecto de propiedades estructurales inciertas sobre la respuesta sísmica
no lineal de modelos de edificios asimétricos”, IX Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica y VIII
Congreso Nacional de Ingeniería Estructural, Manzanillo, México, Vol. I, pp 3-11 a 3-20.
Esteva, L (1963), “Los temblores de mayo de 1962 en Acapulco”, Revista de la Sociedad Mexicana de
Ingeniería Sísmica, Vol. I, No. 2, pp 39-62, diciembre.
Esteva, L, O A Rascón y A Gutiérrez (1970), “Lecciones de algunos temblores recientes en América
Latina”, Ingeniería Sísmica, No. 3, pp 1-28, mayo.
Esteva, L (1992), “Nonlinear seismic response of soft-first-story buildings subjected to narrow-band
accelerograms”, Earthquake Spectra, Vol. 8, No. 3, pp 373-390.
Fleischman, R B y K T Farrow (2001), “Dynamic behavior of perimeter lateral-system structures with
flexible diaphragms”, Earthquake Engineering & Structural Dynamics, Vol. 30, No. 5, pp 745-763, mayo.
Goel, R K y A K Chopra (1994), “Dual-level approach for seismic design of assymetric-plan buildings”,
ASCE Journal of Structural Engineering, Vol. 120, No. 1, pp 161-179.
Guerrero, G (1965), “Reparación y refuerzo de edificios dañados por el sismo del 3 de mayo de 1965 en la
ciudad de San Salvador, El Salvador”, Revista de la Sociedad Mexicana de Ingeniería Sísmica, Vol. III,
No. 2, pp 61-69, diciembre.
Harasimowicz, A P y R K Goel (1998), “Seismic code analysis of multi-storey asymmetric buildings”,
Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 127, pp 173-185.
Humar, J y P Kumar, (1999). “Effect of orthogonal inplane structural elements on inelastic torsional
response”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 28, pp 1071-1097.
Hutchinson, T, M Hoehler, A Gastelum, D Watkins y R Wood (2010), “Observations from the Sierra El
Mayor earthquake (Northern Baja California Earthquake)”, EERI-UCSD Report, Versión 1, abril.
“Instituto de Ingeniería, UNAM” (1985), “La UNAM ante los sismos del 19 de septiembre de 1985”,
Informe Preliminar, México, octubre.
Ju, S C y M C Lin (1999), “Comparison of building analyses assuming rigid or flexible floors”, ASCE
Journal of Structural Engineering, Vol. 126, No. 1, pp 25–31, enero.
López, O A y E Raven (1999), “An overall evaluation of irregular-floor-plan-shaped buildings located in
seismic areas,” Earthquake Spectra, Vol. 15, No. 1, pp 105-120.
Martínez-Romero, E (1993), “Experiences on the use of supplementary energy dissipators on building
structures”, Earthquake Spectra, Vol. 9, No. 3, pp 581-626.
Meli, R, O López y E Miranda (1985), “Evaluación de los efectos de los sismos de septiembre de 1985 en
los edificios de la ciudad de México Parte III. Comportamiento de edificios dañados. Anexo 1. Edificios
dañados en 1957”, Informe Interno, Instituto de Ingeniería, UNAM.
Miyamoto, H K, A S J Gilani y T Chan (2009), “The 2008 Sichuan Earthquake. Assessment of damage
and lessons learned”, Structure Magazine, enero.
MOC-2008 (2009), Manual de diseño de obras civiles. Diseño por sismo, Comisión Federal de
Electricidad, México, noviembre.
Moehle, J (2010), “27 March 2010, offshore Maule, Chile earthquake”, EERI Learning from Earthquakes
Program, Presentado en una reunión técnica en Berkeley, California. Presentación disponible en
http://peer.berkeley.edu/events/pdf/2010/Moehle_LFE_briefing_in_Berkeley.pdf
Murià, D (2010), Comunicación personal.

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
55
NTCS-1987 (1987), “Normas técnicas complementarias para diseño por sismo”, Gaceta Oficial del
Departamento del Distrito Federal, México, noviembre.
NTCS-2004 (2004), “Normas técnicas complementarias para diseño por sismo”, Reglamento de
Construcciones para el Distrito Federal, Gaceta Oficial del Departamento del Distrito Federal.
Orozco, V y E Reinoso (2007), “Revisión a 50 años de los daños ocasionados en la ciudad de México por
el sismo del 28 de julio de 1957 con ayuda de investigaciones recientes y sistemas de información
geográfica”, Revista de Ingeniería Sísmica, SMIS, No. 76, pp 61-87.
Paulay, T (1998), “Torsional mechanisms in ductile building systems”, Earthquake Engineering and
Structural Dynamics, Vol. 27, pp 1101-1121.
Piqué, J (2008), “Metodología de diseño sismorresistente en el Perú: evolución y resultados”, Jornadas
sobre Ingeniería Estructural y Sísmica, Universidad Autónoma Metropolitana Azcapotzalco, noviembre.
Rangel, J L, A Tena y A Gómez (2010), “Efectos geotécnicos y estructurales observados en el valle y
ciudad de Mexicali, provocados por el sismo El mayor-Cucupah del 4 de abril del 2010”, Memorias, XXV
Reunión Nacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica, Acapulco, Gro., CDROM, pp 1-15,
noviembre.
Rosenblueth, E y J Prince (1965), “El temblor de San Salvador, 3 de mayo de 1965: Ingeniería Sísmica”,
Revista de la Sociedad Mexicana de Ingeniería Sísmica, Vol. III, No. 2, pp 33-60, diciembre.
Rosenblueth, E y R Gómez (1991), “Comentarios a las Normas Técnicas Complementarias para Diseño
por Sismo”, Reporte No ES-7, Instituto de Ingeniería, UNAM, mayo.
Ruiz, S E y R Diederich (1989), “The seismic performance of buildings with weak first story”,
Earthquake Spectra, Vol. 5, No. 1, pp 89-102.
Servicio Sismológico Nacional de México, http://www.ssn.unam.mx
Shabestari, K y B Shen-Tu (2009), “Lessons learned from the 1999 Chi-Chi Earthquake and their
Application to California”, Air Currents, documento 09.09, Air Worldwide Corporation. Disponible en
www.air-worldwide.com.
Tena, A (1986), “Reestructuración de un edificio dañando por el sismo del 19 de septiembre de 1985”,
Tesis de Licenciatura, Facultad de Ingeniería, UNAM, noviembre.
Tena, A (1993), “Innovaciones analíticas en la evaluación sísmica de estructuras de mampostería con
diafragmas flexibles”, Boletín del Centro de Investigación Sísmica de la Fundación Javier Barros Sierra,
Vol. 3, No. 1, pp 26-67, julio.
Tena, A, C Gómez, E Vargas y R González (1994), “Evaluación sísmica de la reestructuración del
complejo de oficinas centrales del IMSS con disipadores de energía tipo ADAS”, Reporte FJBS/CIS-
94/03, Centro de Investigación Sísmica, Fundación Javier Barros Sierra, febrero.
Tena, A, E del Valle, C Gómez, M Basurto, G Casillas y C Cheja (1996), “Revisión de los factores de
comportamiento sísmico para diseño por sismo de estructuras irregulares”, Reporte FJBS/CIS-96/08,
Centro de Investigación Sísmica, AC, Fundación Javier Barros Sierra, diciembre.
Tena, A, editor (1997), El macrosismo de Manzanillo del 9 de octubre de 1995, Sociedad Mexicana de
Ingeniería Sísmica y Universidad de Colima, primera edición, octubre.
Tena, A (1997b), “Revisión de los factores de comportamiento sísmico para el diseño por sismo de
estructuras esbeltas y/o con piso débil”, Reporte FJBS/CIS-97/03, Centro de Investigación Sísmica, AC,
Fundación Javier Barros Sierra, AC, octubre.

Arturo Tena Colunga Irregularidad estructural y su efecto en la respuesta sísmica de edificios
56
Tena, A y R González (1998), “Centro Corporativo Bosques, edificio Arco I, evaluación sísmica”,
Ingeniería Civil, Colegio de Ingenieros Civiles de México, No. 354, pp 34-47, octubre.
Tena, A (2001), “Respuesta sísmica de edificios de concreto reforzado irregulares en esbeltez y en
elevación diseñados para distorsiones de entrepiso altas”, XIII Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica,
Guadalajara, CDROM, noviembre.
Tena, A (2004), “Daños durante sismos recientes y enseñanzas principales”, Memorias, II Seminario de
Reaseguro Facultativo “Terremoto y Huracán”, México, D. F, pp 51-87, septiembre.
Tena, A y C Cheja (2005), “Comportamiento sísmico de edificios esbeltos con base en marcos dúctiles de
acero estructural diseñados conforme al Reglamento de la ciudad de México”, Revista Internacional de
Ingeniería en Estructuras, Vol. 10, No. 1, pp 1-20.
Tena, A (2007), Análisis de estructuras con métodos matriciales, primera edición, editorial Limusa,
septiembre.
Tena-Colunga, A (1992), “Seismic evaluation of unreinforced masonry structures with flexible
diaphragms”, Earthquake Spectra, Vol. 8, No. 2, pp 305-318, mayo.
Tena-Colunga, A y D P Abrams (1992), “Response of an unreinforced masonry building during the Loma
Prieta Earthquake”, Structural Research Series No. 576, Department of Civil Engineering, University of
Illinois at Urbana-Champaign, diciembre.
Tena-Colunga, A y D P Abrams (1996), “Seismic behavior of structures with flexible diaphragms”, ASCE
Journal of Structural Engineering, Vol. 122, No. 4, pp 439-445, abril.
Tena-Colunga, A (1999), “International seismic zone tabulation proposed by the 1997 UBC code:
Observations for Mexico”, Earthquake Spectra, Vol. 15, No. 2, pp 331-360, mayo.
Tena-Colunga, A (2003), “Disipación pasiva de energía en México: un estado del arte”, Memorias, VII
Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica, Barquisimeto, Venezuela, CD-ROM, noviembre.
Tena-Colunga, A (2004), “Evaluation of the seismic response of slender, setback RC moment-resisting
frame buildings designed according to the seismic guidelines of a modern building code ”,13th World
Conference on Earthquake Engineering, Vancouver, Canadá, Artículo No. 2027, CD-ROM, agosto.
Tena-Colunga, A, U Mena-Hernández, L E Pérez-Rocha, J Avilés, M Ordaz y J I Vilar (2009), “Updated
seismic design guidelines for buildings of a model code of Mexico”, Earthquake Spectra, Vol. 25, No. 4,
pp 869-898, noviembre, doi: 10.1193/1.3240413
Tena-Colunga, A (2010), “Review of the soft first story irregularity condition of buildings for seismic
design”, The Open Civil Engineering Journal, Vol. 4, pp 1-15, doi: 10.2174/1874149501004010001.
“Terremoto Caracas y Vargas” (2009), “Memoria histórica: 42 años terremoto Caracas (fotos)”, Círculo
Bolivariano Fabricio Ojeda, http://www.ojopelao.com/component/content/article/4559-memoria-
historica-42-anos-terremoto-caracas-fotos.html.
Tso, W K y R S H Smith (1999), “Re-evaluation of seismic torsional provisions”, Earthquake
Engineering and Structural Dynamics, Vol. 28, pp 899-917.
UBC-88 (1988), “Uniform Building Code, 1988 edition”, International Conference of Building Officials,
Whittier, California.
Valmundsson, E V y J M Nau (1997), “Seismic response of building frames with vertical structural
irregularities,” ASCE Journal of Structural Engineering, Vol. 123, No. 1, pp 30-41.
Web Berkeley (2010), Pagina web http://nisee.berkeley.edu/images/servlet/EqiisListQuake, cortesía de
National Information Service for Earthquake Engineering (NISEE) de la Universidad de California en

V Congreso Iberoamericano de Ingeniería Civil, Mérida, Venezuela, noviembre de 2010
57
Berkeley. Las fotos corresponden principalmente a la colección de los profesores Karl Steinbrugge y
Vitelmo Bertero.
Wikipedia (2010), http://es.wikipedia.org.
Wong, C M y W K Tso (1995), “Evaluation of seismic torsional provisions in Uniform Building Code”,
ASCE Journal of Structural Engineering, Vol. 121, No. 10, pp 1436-1442.