Análisis de fallas estructurales en edificaciones: estudios de casos reales y lecciones para el cálculo estructural.
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Universidad Santo Tomás
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Las fallas estructurales constituyen una problemática de alta relevancia para la ingeniería civil debido a sus consecuencias sobre la seguridad de las personas, la funcionalidad de las edificaciones y el patrimonio. El análisis de fallas ocurridas en estructuras reales permite identificar deficiencias asociadas al diseño, las conexiones, los procesos constructivos, la durabilidad, el mantenimiento y la capacidad de los sistemas estructurales para redistribuir cargas ante eventos no previstos. En este contexto, la presente monografía analizó tres casos representativos: el colapso progresivo parcial de Ronan Point, ocurrido en Londres en 1968; el colapso de las pasarelas del Hotel Hyatt Regency, ocurrido en Kansas City en 1981; y el colapso parcial de Champlain Towers South, ocurrido en Surfside, Florida, en 2021.
La investigación se desarrolló bajo un enfoque cualitativo, con alcance descriptivo y analítico, mediante revisión documental de informes técnicos oficiales, artículos científicos, documentos académicos y literatura especializada. Se emplearon matrices de revisión documental para caracterizar cada caso, analizar los mecanismos y causas de falla, identificar lecciones y formular recomendaciones. Posteriormente, se realizó un análisis comparativo mediante criterios comunes de mecanismo iniciador, elemento crítico, influencia relativa del diseño, la construcción y el mantenimiento, trayectorias alternativas de carga y controles preventivos.
Los resultados mostraron que los tres eventos presentaron mecanismos diferentes, pero compartieron condiciones relacionadas con la reducción de los márgenes de seguridad y con deficiencias en la concepción, ejecución, revisión o conservación de los sistemas estructurales. En Ronan Point, una explosión de gas provocó la pérdida de elementos portantes y desencadenó un colapso progresivo, evidenciando la importancia de la continuidad, la redundancia y las trayectorias alternativas de carga. En el Hyatt Regency, la insuficiente capacidad de una conexión entre vigas cajón y tirantes se relacionó con una modificación del detalle estructural sin una verificación suficiente. En Champlain Towers South, NIST estableció que el proceso de colapso comenzó con fallas por punzonamiento en dos conexiones entre columnas del garaje y la losa del deck de la piscina, seguidas de redistribución de cargas y fallas adicionales.
El análisis comparativo permitió identificar que el riesgo de colapso no dependió exclusivamente de la resistencia de un elemento aislado, sino de la interacción entre decisiones de diseño, modificaciones, calidad de construcción, conexiones, condiciones de servicio, mantenimiento y capacidad del sistema para redistribuir cargas. Al contrastar estos hallazgos con el marco colombiano, se encontró que la Ley 400 de 1997, la Ley 1796 de 2016 y la NSR-10 proporcionan herramientas relevantes relacionadas con diseño, revisión, supervisión, integridad estructural y evaluación de estructuras existentes. En consecuencia, las recomendaciones se orientaron a fortalecer la revisión independiente cuando sea exigible, el control de cambios, la verificación de conexiones, la inspección y mantenimiento de edificaciones existentes y la incorporación de criterios de integridad y robustez.
Abstract
Structural failures are highly relevant to civil engineering because of their consequences for human safety, building functionality, and economic assets. The analysis of failures in real structures makes it possible to identify deficiencies associated with design, connections, construction processes, durability, maintenance, and the ability of structural systems to redistribute loads under unforeseen events. This monograph analyzed three representative cases: the partial progressive collapse of Ronan Point in London in 1968; the collapse of the Hyatt Regency Hotel walkways in Kansas City in 1981; and the partial collapse of Champlain Towers South in Surfside, Florida, in 2021.
The research followed a qualitative approach with descriptive and analytical scope, based on documentary review of official technical reports, scientific articles, academic documents, and specialized literature. Documentary review matrices were used to characterize each case, analyze failure mechanisms and causes, identify lessons, and formulate recommendations. A comparative analysis was then conducted using common criteria: initiating failure mechanism, critical element, relative role of design, construction and maintenance, alternative load paths, and preventive controls.
The results showed that the three events involved different mechanisms but shared conditions related to reduced safety margins and deficiencies in the conception, execution, review, or maintenance of structural systems. In Ronan Point, a gas explosion caused the loss of load-bearing elements and triggered progressive collapse, highlighting the importance of continuity, redundancy, and alternative load paths. At the Hyatt Regency, inadequate capacity of a connection between box beams and hanger rods was associated with a modification of the structural detail without sufficient verification. At Champlain Towers South, NIST established that the collapse process began with punching shear failures at two connections between garage columns and the pool-deck slab, followed by load redistribution and additional failures.
The comparative analysis showed that collapse risk did not depend exclusively on the resistance of an isolated element, but on the interaction among design decisions, modifications, construction quality, connections, service conditions, maintenance, and the ability of the structural system to redistribute loads. When these findings were contrasted with the Colombian framework, Law 400 of 1997, Law 1796 of 2016, and NSR-10 were identified as relevant tools concerning design, review, supervision, structural integrity, and assessment of existing structures. The recommendations therefore focused on strengthening independent design review when required, change control, connection verification, inspection and maintenance of existing buildings, and the incorporation of integrity and robustness criteria.
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spa
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Sánchez Accosta, J y Gutiérrez Blanco, S. (2026). Análisis de fallas estructurales en edificaciones: estudios de casos reales y lecciones para el cálculo estructural. [Trabajo de grado, Universidad Santo Tomás]. Repositorio Institucional
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