7 IMPLEMENTACIÓN DE LA METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN SÍSMICA PROPUESTA EN EL DOCUMENTO ASCE/SEI 31-03 Y NSR 10 PARA EDIFICACIONES TIPO URMA (MUROS PORTANTES DE MAMPOSTERÍA NO REFORZADA Y DIAFRAGMAS RÍGIDOS) SÁNCHEZ ROA WILSON EDUARDO Cód. 20141579036 GUTIÉRREZ RIVERA EDISON Cód. 20132579010 UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA INGENIERÍA CIVIL (CICLOS PROPEDÉUTICOS) BOGOTÁ 2018
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
7
IMPLEMENTACIÓN DE LA METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN SÍSMICA
PROPUESTA EN EL DOCUMENTO ASCE/SEI 31-03 Y NSR 10 PARA
EDIFICACIONES TIPO URMA (MUROS PORTANTES DE MAMPOSTERÍA NO
REFORZADA Y DIAFRAGMAS RÍGIDOS)
SÁNCHEZ ROA WILSON EDUARDO Cód. 20141579036
GUTIÉRREZ RIVERA EDISON Cód. 20132579010
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD TECNOLÓGICA
INGENIERÍA CIVIL (CICLOS PROPEDÉUTICOS)
BOGOTÁ
2018
8
IMPLEMENTACIÓN DE LA METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN SÍSMICA
PROPUESTA EN EL DOCUMENTO ASCE/SEI 31-03 Y NSR 10 PARA
EDIFICACIONES TIPO URMA (MUROS PORTANTES DE MAMPOSTERÍA NO
REFORZADA Y DIAFRAGMAS RÍGIDOS)
SÁNCHEZ ROA WILSON EDUARDO Cód. 20141579036
GUTIÉRREZ RIVERA EDISON Cód. 20132579010
Monografía para optar por el título de Ingeniero Civil
ING. HÉCTOR PINZÓN
Tutor de proyecto de grado
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD TECNOLÓGICA
INGENIERÍA CIVIL (CICLOS PROPEDÉUTICOS)
BOGOTÁ
2018
9
Nota de aceptación:
_______________________
_______________________
_______________________
_______________________
Presidente de jurado
_______________________
Jurado
_______________________
Jurado
10
AGRADECIMIENTOS
Esta investigación se pudo realizar gracias al esfuerzo y colaboración de muchas
personas que a lo largo de este proceso aportaron sus conocimientos de forma
amable y desinteresada.
En primer lugar brindamos los más cálidos agradecimientos a nuestros padres que
desde el principio de nuestro ciclo académico con su esfuerzo, apoyo incondicional
y dedicación nos dieron las condiciones más óptimas y agradables para seguir
adelante con nuestros proyectos y que a pesar de nuestras dificultades, altibajos y
descuidos nunca nos negaron el sustento ni su ilusión por ofrecernos un futuro
mejor.
Agradecemos de sobremanera a la Universidad Distrital Francisco José de Caldas,
que nos acogió en este proceso de aprendizaje y a todo su grupo de docentes con
los que tuvimos la oportunidad de compartir, por su conocimiento aportado y todos
aquellos valores que nos han hecho crecer como seres humanos, creando en
nosotros un enriquecimiento académico fundamental para la culminación de
nuestros estudios.
Especialmente agradecemos a nuestro tutor el Ing. Héctor Pinzón, quién con su
paciencia, responsabilidad, y dedicación, nos guio en este proceso investigativo
brindándonos su conocimiento y ayuda constante para poder realizar con éxitos este
trabajo de grado.
Finalmente agradecemos a nuestros amigos quienes fueron nuestra compañía
constante desde el inicio de nuestro ciclo de ingeniería y que fueron parte
fundamental en el aprendizaje y conocimientos que se nos brindaron.
11
CONTENIDO
RESUMEN ............................................................................................................. 19
INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 20
1. OBJETIVOS .................................................................................................... 21
1.1 OBJETIVO GENERAL .............................................................................. 21
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ..................................................................... 21
2. IDENTIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA................................. 22
3. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................. 24
3.1. INTERROGANTE (HIPÓTESIS) ............................................................... 24
4. DISEÑO METODOLÓGICO ............................................................................ 25
4.1 TIPO DE INVESTIGACIÓN ....................................................................... 25
4.2 POBLACIÓN ............................................................................................. 25
4.3 MUESTRA ................................................................................................ 25
4.4 VARIABLES .............................................................................................. 25
4.5 ALCANCE ................................................................................................. 25
5. MARCO TEÓRICO ......................................................................................... 26
5.1 ANTECEDENTES ..................................................................................... 26
5.2 METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN SÍSMICA A EDIFICACIONES
EXISTENTES ASCE/SEI 31-03 .......................................................................... 30
5.2.1 Disposiciones generales ......................................................................... 30
5.2.2 Requisitos básicos o de evaluación........................................................ 30
5.2.3 Fase de inspección (nivel 1) ................................................................... 33
5.2.4 Fase de evaluación (nivel 2) ................................................................... 33
5.2.5 Fase de evaluación detallada (nivel 3) ................................................... 37
5.2.6 Informe final ............................................................................................ 37
5.2.7 Actualización de la norma ASCE / SEI 31-03, ........................................ 38
5.3 NSR-10 (TITULO A-CAPITULO A. 10) EVALUACIÓN E INTERVENCIÓN
DE EDIFICACIONES CONSTRUIDAS ANTES DE LA DE LA VIGENCIA DE LA
PRESENTE VERSIÓN DEL REGLAMENTO . .................................................... 39
5.3.1 Información preliminar ............................................................................ 40
5.3.2 Evaluación de la estructura existente ..................................................... 41
5.3.3 Intervención del sistema estructural ....................................................... 43
5.3.4 Elementos no estructurales .................................................................... 43
5.3.5 Actualización de la norma NSR-10 ......................................................... 45
12
5.4 MAMPOSTERÍA NO REFORZADA .......................................................... 47
5.4.1 Materiales de la mampostería ................................................................ 47
5.4.2 Características y comportamientos de los muros de mampostería no
reforzada ......................................................................................................... 50
5.5 PATOLOGÍAS EN CONSTRUCCIONES DE MAMPOSTERÍA NO
REFORZADA ..................................................................................................... 57
6. CÁLCULOS Y RESULTADOS EVALUACION DE VULNERABILIDAD
SISMICA NORMA ASCE/SEI 31-03 ...................................................................... 66
6.1 DISPOSICIONES GENERALES ............................................................... 66
6.2 REQUISITOS DE EVALUACIÓN .............................................................. 66
6.2.1 Recopilación de la información disponible de la edificación ................... 67
6.2.2 Visita Al Sitio .......................................................................................... 70
6.2.3 Nivel de desempeño ............................................................................... 74
6.2.4 Nivel de sismicidad ................................................................................. 75
6.2.5 Tipo de edificación.................................................................................. 75
6.3 NIVEL 1 – FASE DE INSPECCIÓN ........................................................... 76
6.3.1 Nivel de investigación ............................................................................. 76
6.3.2 Calculo fuerzas cortantes sísmicas ........................................................ 77
6.3.3 Comprobaciones rápidas de resistencia y rigidez .................................. 81
6.3.4 Selección Listas De Verificación Nivel 1 ................................................. 84
6.4 NIVEL 2 - FASE DE EVALUACIÓN ........................................................... 90
6.4.1 Comprobación piso débil. ....................................................................... 90
6.4.2 Comprobación Del Esfuerzo Cortante .................................................... 90
6.4.3 Comprobación anclaje de Muro .............................................................. 92
6.4.3 Comprobación acoplamientos Flexibles ................................................. 93
7. DESARROLLO DE LA EVALUACIÓN DE VULNERABILIDAD SÍSMICA
SEGÚN LA NORMA SISMO RESISTENTE (NSR 10) .......................................... 94
7.1 INFORMACIÓN PRELIMINAR .................................................................. 94
7.1.1 Etapa 1 ................................................................................................... 94
7.1.2 Etapa 2 ................................................................................................... 94
7.1.3 Etapa 3 ................................................................................................. 102
7.2 EVALUACIÓN DE LA ESTRUCTURA EXISTENTE (ETAPA 4-9) ........... 103
7.2.1 Datos Generales Para La Evaluación Sísmica ..................................... 103
7.2.2 Evaluación De Las Cargas Para La Muestra En Cuestión ................... 104
7.2.3 Determinación De La Fuerza Cortante En La Base ............................. 105
7.2.4 Determinación De La Fuerza Cortante En La Base ............................. 105
7.2.5 Sistema Estructural [Tabla A.3-3] ......................................................... 106
13
7.2.6 Coeficientes De Reducción Ro ............................................................. 107
7.2.7 Ausencia De Redundancia En El Sistema Estructural.......................... 107
7.2.8 Coeficientes De Reducción De Resistencia Sísmica Corregidas ......... 108
7.2.9 Aceleraciones Corregidas Para Diseño ................................................ 108
7.2.10 Análisis De Derivas ............................................................................ 109
7.2.11 Aceleraciones Corregidas Para El Análisis De Las Derivas ............... 109
7.2.12 Análisis De Derivas Para El Umbral De Daño .................................... 110
7.2.13 Cálculo del índice de sobresfuerzo .................................................... 111
7.2.14 Aceleraciones Corregidas Para Análisis De Derivas En El Umbral De
Daño .............................................................................................................. 116
7.2.15 Resultados Y Análisis De Derivas ...................................................... 116
7.3 ETAPA 10 ............................................................................................... 121
7.3.1 Derivas Permisibles Por La Norma....................................................... 121
7.3.2 Máximos Cocientes Entre Derivas........................................................ 122
8. ESTRUCTURACION DEL MODELAMIENTO DE LA ESTRUCTURA
REALIZADO EN SOWTFARE (ETABS V9.7.4) .................................................. 126
8.1 DETERMINACIÓN DE DATOS PARA DEFINIR PARAMETROS DEL
MODELAMIENTO............................................................................................. 126
8.2 DIMENSIONAMIENTO DE LA EDIFICACION EN CUANTO A LA PARTE
ESTRUCTURAL ............................................................................................... 126
8.2.1 Planta 1 ................................................................................................ 127
8.2.2 Planta 2 ................................................................................................ 127
8.2.3 Planta 3 ................................................................................................ 128
8.2.4 Cubierta ................................................................................................ 128
8.3 INGRESO DE LAS ESPECIFICACIONES DE LOS MATERIALES DE LA
EDIFICACIÓN .................................................................................................. 129
8.3.1 Definir resistencias de los materiales ................................................... 129
8.4 ESPESORES DE LOS MUROS Y DIAFRAGMAS DE LA EDIFICACIÓN 129
8.5 INGRESO DE LAS CARGAS (TABLA 43. EVALUACIÓN DE CARGAS
SEGÚN NORMA NSR 10) ................................................................................ 130
8.6 CARGAR EL ESPECTRO DE DISEÑO DEL ARCHIVO ANEXO D
ESPECTRO01.TXT AL SOFTWARE. ............................................................... 131
8.7 MODIFICACIÓN EN LOS VALORES DE EL SENTIDO DEL SISMO EL
ESPECTRO DE DISEÑO EN CUANTO AL LOS PORCENTAJES SEGÚN
CORRESPONDA.............................................................................................. 132
8.8 CARGAR LOS COMBOS DE CARGAS AL SOFTWARE SEGÚN LA
NORMA NSR 10 ............................................................................................... 132
14
8.9 MÉTODO DE DISEÑO ANÁLISIS DINÁMICO HACER CORRECCIÓN POR
MÉTODO DE LA FUERZA HORIZONTAL EQUIVALENTE .............................. 133
8.10 DEFINIR DESPLAZAMIENTOS DE LA ESTRUCTURA .......................... 133
8.11 LIMITACIONES QUE SE TUVIERON EN LA MODELACIÓN DE LA
ESTRUCTURA ................................................................................................. 134
9. INFORME FINAL DE EVALUACIÓN ACSE/SEI 31-03. ............................... 135
9.1 INFORME NIVEL 1-FASE DE INSPECCIÓN .......................................... 136
9.1.1 Verificación Estructural ......................................................................... 136
9.1.2 Esfuerzo cortante: ................................................................................ 136
9.1.3 Anclaje de los muros: ........................................................................... 136
9.1.4 Particiones de muros (MAMPOSTERIA NO REFORZADA) ................ 137
9.1.5 Tuberías (ACOPLES FLEXIBLES) ....................................................... 137
9.2 INFORME NIVEL 2 – FASE DE EVALUACIÓN ....................................... 137
10. INFORME ETAPA DE EVALUACION DE VULNERABILIDAD SISMICA
NSR 10 ................................................................................................................ 139
10.1 RESULTADOS DE LA EVALUACION SISMICA POR LA NORMA NSR . 139
10.1.1 Sistema estructural de pórtico resistente a momentos ....................... 139
10.1.2 Desarrollo de las etapas de la evaluación propuestas por la norma .. 140
11. COMPARACIÓN DE METODOLOGÍAS: NSR-10 VS ASCE/SEI 31-03 ... 143
12. PATOLOGÍAS DE LA EDIFICACIÓN ....................................................... 144
13. PROPUESTA DE MITIGACIÓN ................................................................ 151
13.1 IMPLEMENTACIÓN DE LA PROPUESTA DE MITIGACIÓN A LA
MUESTRA DE ESTUDIO .................................................................................. 152
CONCLUSIONES ................................................................................................ 155
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................... 158
LISTA DE ANEXOS ............................................................................................ 160
15
INDICE TABLAS
Tabla 1. Definición del nivel de sismicidad ............................................................ 32
Tabla 2. Listado de elementos no estructurales norma ASCE/SEI 31-03 ............ 34
Tabla 3. Resistencia a la compresión de diferentes unidades de mampostería .... 48
Tabla 4. Clasificación de los tipos de mortero de acuerdo a su resistencia (ASTM
C270). .................................................................................................................... 50
Tabla 5. Mecanismos de falla en estructuras de mampostería no reforzada. ........ 58
Tabla 6. Patologías en muros no estructurales ...................................................... 63
Tabla 7. Alcance de la edificación de acuerdo a las normas. ................................ 66
Tabla 8. Descripción básica y general de la edificación ......................................... 67
Tabla 9. Características del suelo del sector. ....................................................... 68
Tabla 10. Coeficientes de diseño. .......................................................................... 69
Tabla 11. Parámetros sísmicos de diseño ............................................................. 70
Tabla 12. Información preliminar de la edificación ................................................. 70
Tabla 13. Determinación nivel de desempeño ....................................................... 74
Tabla 14. Determinación sismicidad de la edificación ............................................ 75
Tabla 15. Calculo de la carga muerta de la edificación .......................................... 78
Tabla 17. Esfuerzos cortantes en los pisos ........................................................... 81
Tabla 18. Esfuerzo cortante en muros a cortante ................................................. 81
Tabla 19. Desplazamientos de la estructura (Deriva) ............................................ 82
Tabla 20. Calculo centros de masa ........................................................................ 84
Tabla 21. Calculo centros de rigidez ...................................................................... 84
Tabla 22. Lista de Verificación Estructural Básica para Edificaciones Tipo URMA:
Muros Portantes de Mampostería No Reforzada con Diafragmas Rígidos ............ 85
Tabla 23. Lista de Verificación de Fallas Geológicas del Sitio y de Cimentación .. 87
Tabla 24. Lista de Verificación Básica del Componente No Estructural ................ 88
Tabla 25. Parámetros sísmicos. ............................................................................ 94
Tabla 26. Datos generales para evaluación de vulnerabilidad sísmica según NSR
10. ........................................................................................................................ 103
Tabla 27. Evaluación de cargas según norma NSR 10 ....................................... 104
Tabla 28. Sistema estructural de pórtico resistente a momentos ........................ 106
Tabla 29. Coeficientes de reducción Ro .............................................................. 107
Tabla 30. Ausencias de redundancias para ambos sentidos ............................... 107
Tabla 31. Coeficientes de reducción de resistencia sísmica ................................ 108
Tabla 32. Aceleraciones corregidas para diseño ................................................. 108
16
Tabla 33. Aceleraciones corregidas para el análisis de derivas........................... 109
Tabla 34: Determinación del índice de sobreesfuerzo por piso, muros (CUB) .... 112
Tabla 35. Determinación del índice de sobreesfuerzo por piso, muros (PISO 1). 113
Tabla 36. Determinación del índice de sobreesfuerzo por piso, muros (PISO 2). 114
Tabla 37. Determinación del índice de sobreesfuerzo por piso, muros (PISO 3). 115
Tabla 38. Aceleraciones corregidas para análisis de derivas en el umbral de daño.
............................................................................................................................. 116
Tabla 39. Derivas máximas como porcentaje ...................................................... 117
Tabla 40. Derivas calculadas para nodos 5, 645, piso 2 ...................................... 118
Tabla 41. Derivas calculadas para nodos 646, 647 piso 2 ................................... 118
Tabla 42. Derivas calculadas para nodos 5, 645, piso 3 ...................................... 119
Tabla 43. Derivas calculadas para nodos 646, 647 piso 3 ................................... 119
Tabla 44. Derivas calculadas para nodos 646, 647 cubierta ............................... 121
Tabla 45. Derivas permisibles según la norma .................................................... 121
Tabla 46. coeficientes de permisibilidad en las derivas calculadas para nodos 5,
645, piso 2 ........................................................................................................... 122
Tabla 47. coeficientes de permisibilidad en las derivas calculadas para nodos
646,647 5, 645, piso 2 y piso 3 ............................................................................ 122
Tabla 48. Coeficientes de permisibilidad en las derivas calculadas para nodos
646,647 5, 645, piso 3 y cubierta ......................................................................... 123
Tabla 49. Coeficientes de permisibilidad en las derivas calculadas para nodos
646,647 cubierta .................................................................................................. 125
Tabla 50. Sistema estructural de pórtico resistente a momentos........................ 139
Tabla 51. Descripción de sistemas estructurales en muros de mampostería no
reforzada (No tiene capacidad de disipación de energía) .................................... 139
Tabla 52. Promedio de los máximos cocientes de las derivas permitidas en la
etapa 10 ............................................................................................................... 140
Tabla 53. COMPARACIÓN DE METODOLOGÍAS: NSR-10 vs ASCE/SEI 31-03
............................................................................................................................. 143
Tabla 54: Ficha de patologías estructurales primera planta ................................ 144
Tabla 55: Ficha de patologías estructurales segunda planta ............................... 145
Tabla 56: Ficha de patologías estructurales tercera planta ................................. 146
Tabla 57: Ficha de patologías no estructurales primera planta ........................... 147
Tabla 58: ficha de patologías no estructurales de la edificación .......................... 148
Tabla 59: Ficha de patologías no estructurales primera y tercera planta ............. 149
Tabla 60: Ficha de patologías no estructurales segunda y tercera planta ........... 150
17
INDICE DE ILUSTRACIONES Ilustración 1. Relaciones esfuerzo-deformación para el mortero, las unidades
aisladas y los Paneles mampostería (Paulay y Priestley, 1992). ........................... 49
Ilustración 2. Agrietamiento escalonado diagonalmente producido por una falla de
fricción cortante. ..................................................................................................... 52
Ilustración 3. Agrietamiento de las unidades de mampostería producido por un fallo
de tensión diagonal. ............................................................................................... 52
Ilustración 4. Fallo por agrietamiento vertical excesivo producido por esfuerzos de
compresión. ........................................................................................................... 53
Ilustración 5. Modos de falla de la mampostería sujeto a tensión directa. ............. 54
Ilustración 6. Agrietamiento por falla a cortante en muros de mampostería no
reforzada. ............................................................................................................... 56
Ilustración 7. Agrietamiento por falla a flexión de muros de mampostería no
reforzada. ............................................................................................................... 57
Ilustración 8.Caracterización de la zona de respuesta sísmica de Bogotá, FOPAE
2010. ...................................................................................................................... 68
Ilustración 9. Modelo estático: Muro con dos apoyos. .......................................... 91
Ilustración 10. Modelo estático: muro en voladizo. ................................................ 92
Ilustración 11. Vista frontal y lateral de la fachada de la edificación. ..................... 96
Ilustración 12. Vista de placa tercer piso de la edificación. .................................... 97
Ilustración 13. Vista de la placa de techo segundo piso de la edificación. ............ 97
Ilustración 14. Planta de cimentación de la edificación ......................................... 98
Ilustración 15. Planta de tercer piso de la edificación ............................................ 99
Ilustración 16 Planta de segundo piso de la edificación. ........................................ 99
Ilustración 17. Corte longitudinal de la edificación. ............................................. 100
Ilustración 18. Vista longitudinal de la edificación ................................................ 100
Ilustración 19. Fachada principal de la edificación ............................................... 101
Ilustración 20. Corte transversal de la edificación ................................................ 101
Ilustración 21. Espectro de diseño ....................................................................... 105
Ilustración 22. Diagrama de esfuerzos combinación B245E Y B242C ................. 112
Ilustración 23. Identificación de nudos de la estructura evaluada ........................ 117
Ilustración 24. Definición de unidades de medida en el software........................ 126
Ilustración 25. Dimensionamiento de la estructura (Planta 1) .............................. 127
Ilustración 26: Dimensionamiento de la estructura (Planta 2) .............................. 127
Ilustración 27: Dimensionamiento de la estructura (Planta 3) .............................. 128
Ilustración 28: Dimensionamiento de la estructura (Cubierta) ............................. 128
Ilustración 29: Definir resistencias de la mampostería ......................................... 129
Ilustración 30: definir espesores de los muros y diafragmas ............................... 130
18
Ilustración 31. Ingreso de tablas de cargas establecidas por la estructura (TABLA
48. EVALUACIÓN DE CARGAS SEGÚN NORMA NSR 10) ............................... 130
Ilustración 32: Cargar el espectro de diseño hallado según norma NSR 10 ........ 131
Ilustración 33: Ajustar parámetros del espectro de diseño .................................. 132
Ilustración 34: Insertar combinaciones de carga .................................................. 132
Ilustración 35: Tabla de reacciones en la base para realizar correcciones por
método de diseño ................................................................................................ 133
Ilustración 36: tabla de desplazamientos de la estructura evaluada por el programa
de diseño ............................................................................................................. 134
Ilustración 37. Detalles de reforzamiento. ............................................................ 151
Ilustración 38. Detalles de los anclajes verticales ................................................ 152
Ilustración 39. Detalles constructivos y unidades de mampostería. ..................... 153
19
RESUMEN
Este proyecto pretende a partir de la realización de dos evaluaciones sísmicas, cada
una regida por una normatividad y metodología diferente, elaborar un análisis de
tipo comparativo y procedimental en cuanto a las metodologías empleadas y
resultados obtenidos de las diferentes evaluaciones sísmicas.
En primer lugar la norma estadounidense ASCE/SEI 31-03 “Seismic Evaluation of
Existing Buildings” de la American Society of Civil Engineers, la cual describe
procedimientos de evaluación sísmica para variados sistemas estructurales y
materiales de construcción y en segundo lugar el reglamento colombiano de
construcción sismo resistente NSR-10, que establece los requisitos a emplear en
la evaluación de vulnerabilidad en edificaciones construidas antes de la vigencia de
la norma en mención.
Para dichas evaluaciones se utiliza como muestra en cuestión, una edificación de
tipo residencial, compuesta por tres plantas y una cubierta, con un sistema
estructural definido por las dos normas, como MUROS PORTANTES DE
MAMPOSTERÍA NO REFORZADA CON DIAFRAGMAS RÍGIDOS.
El objetivo principal es realizar una síntesis de características propias de cada una,
en cuanto a su estructura de desarrollo y resultados obtenidos se refiere, y
analizarlos para demostrar su eficacia o deficiencias partiendo de la calidad y
rigurosidad de los resultados obtenidos por cada una de las dos evaluaciones
sísmicas aplicadas a la muestra de estudio en cuestión.
La intención con este proyecto es dejar abierto un tema de debate en la comunidad
universitaria en general, que sea motivo de futuros proyectos de pregrado y
postgrado, que contribuya al mejoramiento en cuanto a la metodología estructural y
análisis de resultados propios de la norma NSR 10 se refiere, la cual es la que rige
a los ingenieros y calculistas en el territorio nacional.
20
INTRODUCCIÓN
El reglamento colombiano de construcción sismo resistente NSR 10, que rige los
parámetros en el territorio nacional en cuanto a construcción sismo resistente de
edificaciones se refiere, en su título A define los requisitos generales de diseño y
construcción sismo resistente y en el capítulo A.10 se enfoca en la evaluación e
intervención de edificaciones construidas antes de la vigencia de la presente versión
del reglamento.
Se observa que la estructura y etapas en lo que respecta a evaluaciones de
vulnerabilidad sísmica, presenta una orientación o descripción poco detallada y
específica, en cuanto a diferentes sistemas estructurales respecta, es por esto, que
da lugar a que sea objeto de estudio y en este caso, haya llamado la atención para
realizar el siguiente proyecto.
La forma como se aborda el tema es llevando a cabo una comparación y análisis
de las metodologías y criterios descritos en la adaptación y traducción de la norma
ASCE SEI 31-03 específicamente para el anexo A. “Evaluación Sísmica de
Edificaciones Existentes”, realizada por el ingeniero Paulo Marcelo López Palomino,
con los explicados en la NSR-10 para evaluaciones sísmicas y determinar la
factibilidad de implementación de dicho procedimiento en la normatividad
colombiana, llevándolo a cabo en una edificación de uso residencial, construida con
el sistema de muros portantes de mampostería no reforzada, antes de la vigencia
del reglamento para construcciones de este tipo.
La finalidad y objetivo principal de este proyecto es realizar un análisis descriptivo y
comparativo de las falencias y aciertos que tiene cada una de las dos normas en
cuanto a evaluación de vulnerabilidad sísmica se refiere.
21
1. OBJETIVOS
1.1 OBJETIVO GENERAL
Comparar la metodología de evaluación de las normas ASCE/SEI 31-03 y NSR 10
en cuanto metodología estructura y análisis de resultados se refiere.
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Implementar la evaluación sísmica usando las metodologías de la norma
ASCE/SEI 31-03 a la muestra en cuestión.
Implementar la evaluación sísmica usando las metodologías de la norma
NSR 10 a la muestra en cuestión.
Realizar informes de resultados de cada evaluación sísmica efectuada a la
muestra.
Elaborar un paralelo de los resultados obtenidos en las evaluaciones
sísmicas.
Establecer en base a los resultados las patologías propias del tipo de la
estructura directamente relacionados con las evaluaciones sísmicas
realizadas.
Proponer un método de mitigación en cuanto a las patologías que se puedan
presentar en una edificación con muros portantes de mampostería no
reforzada.
22
2. IDENTIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
El crecimiento y desarrollo urbano en Bogotá ha sido notable en las últimas
décadas, localidades como Usme, Bosa, Fontibón, Suba y en menor medida
Ciudad Bolívar presentan incrementos de su población en un rango de 1,78 a 3,47
puntos, del año 2005 al 20101 y con tendencia al aumento, causas como el
desplazamiento forzado, las migraciones y las pocas garantías de seguridad y
economía en las zonas rulares han maximizado dicho crecimiento. A su vez el
aumento poblacional en la ciudad generó la necesidad de viviendas para la
creciente población, que ante las pocas políticas de urbanización, se fueron
asentando en zonas con un alto grado de amenaza sísmica, siendo estas personas
más propensas a sufrir perjuicios en su patrimonio y pérdidas humanas ante un
eventual sismo.
La mayoría de estas viviendas o edificaciones son construcciones informales, las
cuales su realización se produjo sin ningún tipo de licenciamiento, diseños
estructurales, de fundación o arquitectónicos y supervisión técnica por parte de un
arquitecto o un ingeniero civil, lo cual permite garantizar que una construcción
cumpla con los requisitos mínimos de sismo resistencia y garantice el cumplimiento
del fin primordial de salvaguardar las vidas humanas ante la ocurrencia de un
movimiento telúrico.
El sistema de muros portantes de mampostería no reforzada es un sistema
estructural que sigue siendo usado por razones culturales y económicas en
Colombia y en diferentes países de América Latina, cabe aclarar que la construcción
de edificaciones nuevas en Colombia, utilizando el sistema estructural de
mampostería no reforzada, se encuentra prohibido según la norma NSR-10 para
zonas de amenaza sísmica alta e intermedia, de acuerdo a lo descrito en la tabla A
3-1 (sistema estructural de muros de carga) del anexo B, dicho sistema estructural
según la norma NSR-10 puede ser usado en zonas de amenaza sísmica baja, pero
solo para edificaciones de grupo I y altura máxima de dos pisos.
En la actualidad Colombia cuenta con una única norma o reglamento para
establecer los lineamientos de diseño y construcción para edificaciones y viviendas
sismo resistentes, la cual es la Norma Sismo Resistente de 2010 (NSR-10) que
además cuenta con lineamientos para la evaluación e intervención de edificaciones
construidas antes de la vigencia del reglamento mencionado, que es el caso de la
gran mayoría de las construcciones en la ciudad de Bogotá.
1 Secretaría distrital de planeación Alcaldía mayor de Bogotá. “Bogotá ciudad de estadísticas boletín 23 población y desarrollo urbano” Vol 1. Bogotá 2010.
23
A pesar que la NSR-10 contiene parámetros para la evaluación sísmica de
construcciones realizadas antes de su vigencia, dichos parámetros son muy
generales, que no permiten individualizar cada uno de los diferentes sistemas
constructivos.
24
3. JUSTIFICACIÓN
Poniendo como objetivo realizar una síntesis de las características de cada una de
las normas en cuanto a metodología estructural y análisis de resultados, se pretende
evidenciar la necesidad de abrir un debate a los actuales parámetros metodológicos
y de análisis de los resultados del reglamento colombiano de construcción sismo
resistente NSR 10, enfatizando en edificaciones existentes antes de la vigencia del
reglamento y que estén conformadas por muros portantes no estructurales con
diafragmas de planta rígidos.
En cuanto a los procedimientos de evaluación sísmica para edificaciones existentes
antes de la vigencia del reglamento colombiano de construcción sismo resistente
carecen de lineamientos específicos para cada uno de los sistemas constructivos
utilizados en Colombia, por tal razón se hace necesaria la búsqueda de parámetros
puntuales para evaluaciones sísmicas a cada uno de los sistemas constructivos.
3.1. INTERROGANTE (HIPÓTESIS)
Teniendo en cuenta los lineamientos actuales referidos a evaluaciones sísmicas en
la norma NSR 10 con respecto a edificaciones existentes antes de la vigencia del
Reglamento:
¿Es necesario implementar la metodología, estructura y análisis de resultados en
cuanto a evaluaciones sísmicas se refiere, contenido en la norma ASCE SEI 31-03?
25
4. DISEÑO METODOLÓGICO
4.1 TIPO DE INVESTIGACIÓN
Para realizar el desarrollo del proyecto, el tipo de investigación que se abordará será
de carácter cuantitativo, en donde nos apoyaremos en otros modelos de
investigación como referencia, tales como la investigación descriptiva, evaluativa y
experimental.
4.2 POBLACIÓN
La población corresponde a todas las edificaciones de vivienda construida por
muros portantes en mampostería no estructural, que han sido diseñadas o
construidas antes de la entrada en vigencia de la NSR-10.
4.3 MUESTRA
Se toma como muestra la edificación ubicada en la CRA 3 B Este No 84ª-19 sur,
localidad de Usme, barrio Bellavista en la ciudad de Bogotá D.C.
4.4 VARIABLES
Las variables corresponden a los aspectos que no se encuentran considerados en
la NSR-10 y en la ASCE/SEI 31-03 o viceversa en lo correspondiente a edificaciones
de vivienda constituida por muros portantes en mampostería no estructural.
4.5 ALCANCE
Este proyecto busca como resultado final, elaborar un documento que proporcione
una comparación de los criterios y metodologías descritas en las normas a estudiar,
sobre evaluaciones sísmicas en edificaciones construidas con el sistema de muros
portantes en mampostería no reforzada, además de determinar con base en los
resultados obtenidos de las evaluaciones sísmicas, la viabilidad de implementación
del procedimiento referido en la norma ASCE/SEI 31-03 en la normatividad
colombiana vigente.
26
5. MARCO TEÓRICO
5.1 ANTECEDENTES
A continuación se relacionan una serie de documentos, que han aportado
información en cuanto a evaluación sísmica se refiere, a edificaciones existentes y
en algunos documentos a edificaciones de vivienda construida por el sistema
estructural de muros portantes en mampostería no estructural, que es la muestra a
evaluar en cuestión y parte central del proyecto de grado a realizar.
Se realizó una búsqueda acerca de documentos referentes a evaluaciones sísmicas
en Colombia y más precisamente en Bogotá, atendiendo a lo que son evaluaciones
a edificaciones de vivienda constituida por muros portantes en mampostería no
estructural y los documentos que más presentaban antecedentes son los siguientes:
Determinación de la vulnerabilidad sísmica potencial basado en el método del
índice de vulnerabilidad y funciones de vulnerabilidad en viviendas de
mampostería no estructural en la UPZ 35 de ciudad jardín (localidad Antonio
Nariño) 2
Este documento es una determinación de la vulnerabilidad sísmica en una UPZ en
la ciudad de Bogotá, en la cual se determinó por la necesidad que existía al tener
un gran número de edificaciones de vivienda constituida por muros portantes en
mampostería no estructural, la metodología que se utilizo fue la del índice de
vulnerabilidad de Benedetti-Petrini, el cual maneja algunos parámetros definidos
tales como:
• Organización del sistema resistente
• Calidad del sistema resistente
• Resistencia convencional
• Posición del edificio
• Diagramas horizontales
• Configuración en planta
• Configuración en elevación
2 Camilo Andrés Mendoza Ortiz. Determinación de la vulnerabilidad sísmica potencial basado en el método del índice de vulnerabilidad y funciones de vulnerabilidad en viviendas de mampostería no estructural en la UPZ 35 de ciudad jardín (localidad Antonio Nariño), Proyecto de grado para optar por el título de tecnólogo en construcciones civiles, universidad distrital Francisco José de Caldas. Vol 1. Bogotá 2013.
27
• Distancias máximas entre muros
• Tipo de cubierta
• Elementos no estructurales
• Estado de conservación
Variables que aportan al valor de los parámetros que contribuyen al índice de
vulnerabilidad de los edificios de mampostería no reforzada (Benedetti y Petrini,
1984). El peso de los parámetros 5,7 y 9 varía entre 0.5 y 1 dependiendo de algunos
elementos, como por ejemplo el porcentaje de diafragmas rígidos bien conectados,
la presencia de galerías o pasillos y el peso del tejado.
Como se preveía los resultados de la evaluación de la muestra en su gran mayoría
fueron entre medio y alto el índice de vulnerabilidad sísmica, por ser estructuras sin
una normatividad definida y en su gran mayoría edificaciones de vivienda constituida
por muros portantes en mampostería no estructural.
Evaluación de la vulnerabilidad sísmica de viviendas en zonas de ladera
mediante la implementación de las metodologías implementadas en Bogotá3
Este documento nos presenta un una evaluación de la vulnerabilidad sísmica de
viviendas en zonas de ladera mediante la implementación de las metodologías
implementadas en Bogotá, en zonas donde la mayoría son edificaciones de
vivienda constituida por muros portantes en mampostería no estructural con el
agravante que son estructuras construidas en zonas de ladera.
Las metodologías empleadas para el desarrollo del documento, fueron la
metodología que se utilizo fue la del índice de vulnerabilidad de Benedetti-Petrini,
ya nombrada en anterior documento que se relación como antecedente, la otra
metodología implementada para realizar las evaluaciones de vulnerabilidad sísmica
es la descrita por La Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica AIS Manual de
Construcción, Evaluación y Rehabilitación Sismo Resistente de Viviendas de
Mampostería" [6], donde en su capítulo II presenta un método de evaluación del
grado de vulnerabilidad sísmica de viviendas de mampostería, igual que el índice
de vulnerabilidad de Benedetti-Petrini trata de dar parámetros para la determinación
3 María Dolores Fajardo Henao, Evaluación de la vulnerabilidad sísmica de viviendas en zonas de ladera mediante la implementación de las metodologías implementadas en Bogotá, Proyecto de grado para optar por el título de Ingeniera Civil, universidad distrital Francisco José de Caldas. Vol 1. Bogotá. 2009.
28
de grado de vulnerabilidad baja media y alta esta metodología tiene parámetros
geométricos, constructivos, estructurales de cimentación suelo y entorno.
De manera muy similar los resultados arrojados en esta investigación fueron del
orden de edificaciones con alta vulnerabilidad sísmica en su mayoría.
Metodología para la evaluación del riesgo sísmico de pequeñas y medianas
ciudades. Estudio de caso: zona centro de la ciudad de Armenia - Colombia4
En este documento se plantea una metodología específica para la determinación
del riesgo urbano de pequeñas y medianas ciudades. Para la determinación del
riesgo sísmico se debe llevar a cabo una estimación de la amenaza sísmica y una
evaluación de la vulnerabilidad sísmica.
Esta metodología está elaborada como una ampliación y adaptación de la PERCAL
6 de la Universidad EAFIT de Medellín, y se ha utilizado en el sector de la zona
centro de la ciudad de Armenia en 2525 predios y está basada en métodos
probabilísticos teniendo en cuenta variables como:
• Tipo y características de las fuentes sismogénicas que pueden
potencialmente producir sismos que afecten la ciudad y estudios geológicos,
sismológicos y geotectónicos aportan información en este contexto.
• Sismicidad histórica de la zona - Aspectos como magnitudes máximas de
acuerdo a las fallas y longitudes de ruptura probables.
• Distribución espacio-temporal de los sismos en o cerca de la zona a estudiar.
• Atenuación de las ondas sísmicas. - Registros acelero gráficos disponibles.
Adaptación de un sistema ingenieril simplificado de evaluación y diseño de
reforzamiento sismo resistente para vivienda en Bogotá5
Este documento desarrollado por la organización Build Change en conjunto con
Degenkolb Engineers es un manual de evaluación y rehabilitación sísmica basado
en las normas estadounidenses ASCE-31 y ASCE-41 para viviendas en
mampostería confinada y mampostería no reforzada.
4 Cano-Saldaña Leonardo, Et All. Metodología para la evaluación del riesgo sísmico de pequeñas y medianas ciudades. Estudio de caso: Zona centro de la ciudad de Armenia-Colombia. Revista Internacional de Desastres Naturales, Accidentes e Infraestructura Civil. Vol 5 (1). Bogotá 2005 5Blaisdell M.Lisbeth, Strand Elizabeth, Caballero Juan. Adaptation of a simplified engineered approach to housing seismic evaluation and retrofit design for use in Bogotá. Memorias del VII Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica. Universidad de los Andes, Asociación Colombiana de Ingeniería sísmica. Bogotá 2015.
29
Donde se realizó una adaptación para que sea implementado en la ciudad de
Bogotá D.C en las zonas donde se presenta alta vulnerabilidad sísmica ya que
según la NSR-10 Bogotá se encuentra clasificada como zona de amenaza sísmica
intermedia, con el agravante de la construcción de viviendas sin ningún tipo de
normatividad ni supervisión técnica.
La metodología de este manual esta direccionada para evaluar la vulnerabilidad
sísmica para edificaciones existentes de mampostería de baja altura para
determinar su capacidad ante eventuales sismos, donde los parámetros básicos
para realizar la evaluación sísmica son la configuración del sistema estructural, la
continuidad de los elementos, deflexiones, esbeltez, entre otros.
Esta metodología presenta 28 elementos categorizados en 6 grupos descritos de la
siguiente manera:
• Amenazas geológicas del sitio
• Cimientos
• Sistema constructivo
• Muros de mampostería
• Configuración
• Elementos constructivos
El objetivo final es de esta metodología es diseñar un esquema que permita mitigar
cada una de ellas de manera sistemática, tal que cuando se vuelva a hacer la
evaluación con la lista de verificación estas ya no se presenten.
En caso que el área de muros sea insuficiente, se evalúan las alternativas con el
propietario de la vivienda como aumentar el ancho de los muros, construir nuevos
muros, añadir concreto a los muros, convertir los muros no confinados en
confinados aumentando la ductilidad de la estructura, entre otras soluciones.
30
5.2 METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN SÍSMICA A EDIFICACIONES
EXISTENTES ASCE/SEI 31-036
La norma en mención proporciona un proceso de evaluación sísmica compuesto
por una serie de etapas que permiten al investigador determinar si una edificación
está adecuadamente diseñada y construida para resistir las fuerzas sísmicas,
dichas etapas se describen a continuación.
5.2.1 Disposiciones generales
La primera etapa denominada como disposiciones generales es en la cual se
describe en rasgos generares de que está compuesta y en que consiste la
evaluación sísmica del documento, además de algunas descripciones de los
alcances a tener en consideración como las edificaciones exentas a ser evaluadas,
su aplicación y consideraciones en edificios históricos, algunos métodos
alternativos de evaluación sísmica y documentos que pueden ser consultados para
realizar un diseño o estrategia de mitigación a la edificación, en vista que la norma
se limita a describir un procedimiento que permite identificar las posibles
deficiencias sísmicas en el diseño o en la construcción.
5.2.2 Requisitos básicos o de evaluación
La segunda etapa también puede ser llamada como requisitos de evaluación, cuyo
objetivo es explicar y definir al investigador la información y nivel de investigación
requerido para realizar la evaluación sísmica y definir ciertos parámetros iniciales,
como el nivel de sismicidad y el tipo de edificación, información que da lugar a la
ejecución de los procedimientos en las siguientes etapas.
A continuación se describen los pasos a seguir para cumplir con los requisitos de
evaluación:
6 López Palomino Paulo Marcelo. Propuesta de adaptación del documento ASCE/SEI 31-03
“evaluación sísmica de edificaciones existentes”. Tesis de maestría. Escuela colombiana de
ingeniería Julio Garavito. 2015.
31
Recopilación de información existente
El investigador debe reunir la información relacionada con el diseño original de la
edificación que se está evaluando y su posterior comportamiento en su vida útil, la
información recopilada en caso de contarse con ella debe ser la siguiente:
• Informe geotécnico existente sobre las condiciones del suelo del sitio.
• Datos de diseño, incluyendo planos, especificaciones y cálculos.
• Otros datos, como evaluaciones del desempeño de la edificación durante
sismos pasados.
Visita al Sitio
Se debe realizar una visita a la edificación con el fin de verificar los datos existentes
o recoger datos adicionales, determinar el estado general de la edificación y verificar
y valorar las condiciones del sitio.
De dicha visita se debe determinar lo siguiente:
Descripción general de la edificación: número pisos, años de la edificación y
dimensiones.
Descripción del sistema estructural: estructura, sistema de resistencia de
fuerza lateral, diafragma del piso y techo y sistema de cimientos.
Descripción de elementos no estructurales: elementos no estructurales que
podrían afectar el desempeño sísmico.
Uniones de los accesorios no estructurales: condiciones de anclaje,
ubicación de las uniones o soporte.
Tipo de edificación
Tipo de sitio
Uso de la edificación
Características arquitectónicas especiales.
Edificaciones adyacentes: estado y riesgos.
Estado de la edificación.
Nivel de Desempeño
En la norma se definen dos niveles de desempeño para elementos estructurales y
no estructurales cuyo objetivo es reducir el riesgo de pérdida de vidas en un sismo,
32
para ambos la demanda sísmica se basa en una fracción de los valores de
aceleración del espectro de respuesta del Máximo Sismo Considerado (MCE), a
continuación se define dichos niveles.
Nivel de desempeño de ocupación inmediata
En este nivel se encuentran edificaciones que durante el sismo de diseño resistirán
tanto la fuerza lateral como la vertical en casi su totalidad sin daños significativos a
los elementos estructurales y no estructurales. Dentro de este grupo se ubican
edificios clasificados como esenciales, necesarios para la atención después de un
sismo, por ejemplo hospitales, estaciones de bomberos o policía entre otras.
Nivel de desempeño de preservación de la vida
En este nivel existe un margen contra el colapso parcial o total de las edificaciones
con el riesgo de lesiones pero se espera un riesgo de amenaza a la vida muy bajo.
Dentro de ese grupo se ubican todas las edificaciones que nos son clasificadas
como esenciales.
Nivel de sismicidad
El nivel de sismicidad de la edificación, según la norma se define como bajo,
moderado o alto y según la Tabla 1 (Tabla 2-1 del anexo A) los niveles de sismicidad
están en función de los valores de aceleración de respuesta georeferenciados y
factores de amplificación del sitio.
Tabla 1. Definición del nivel de sismicidad
Fuente: López Palomino Paulo Marcelo. Propuesta de adaptación del documento ASCE/SEI 31-03
“evaluación sísmica de edificaciones existentes”. Tesis de maestría. Escuela colombiana de
ingeniería Julio Garavito. 2015.
33
Tipo de edificación
El tipo de edificación se clasifica de acuerdo al sistema de resistencia de fuerza
lateral y el tipo de diafragma con el cual está construido la edificación, dicha
clasificación se encuentra en la tabla 2-2 del anexo A.
5.2.3 Fase de inspección (nivel 1) 7
La fase en mención consiste en evaluar las condiciones en que se encuentra la
edificación, por medio de listas de verificación en las cuales se utilizan
comprobaciones rápidas que son usadas para el cálculo de la rigidez, resistencia y
fuerzas sísmicas a los que están sometidos los elementos de la construcción, que
posteriormente permiten verificar el cumplimiento o no de los criterios de evaluación
de la norma, en tres diferentes categorías: Elementos estructurales, no estructurales
y de cimentación.
Para la determinación de las listas de verificación, inicialmente se establece si la
construcción es una edificación de referencia según la tabla 3-1 del anexo A y
posteriormente la selección de las listas de verificación a usar para la edificación
que está siendo objeto de estudio, se encuentra establecido en la tabla 3-2 del
anexo A, la cual se encuentra en función del nivel de sismicidad y de desempeño.
Finalmente se realiza un resumen de las falencias encontradas en la edificación y
se determina de acuerdo a los hallazgos, la necesidad de una evaluación adicional.
5.2.4 Fase de evaluación (nivel 2)
Una vez culminada la fase de inspección e identificadas las falencias de la
edificación se determina si es necesario realizar evaluaciones adicionales por medio
de la tabla 3-3 del anexo A, que está en función del tipo de edificación, nivel de
sismicidad y número de pisos de la construcción evaluada.
La fase de nivel 2 de ser necesaria consiste en someter a la edificación a un análisis
por alguno de los siguientes métodos:
7 López Palomino Paulo Marcelo. Propuesta de adaptación del documento ASCE/SEI 31-03 “evaluación sísmica de edificaciones existentes”. Tesis de maestría. Escuela colombiana de ingeniería Julio Garavito. 2015.
34
Método Estático Lineal
Método Dinámico Lineal
Método Especial.
Método para elementos no estructurales.
De encontrarse deficiencias en la fase de evaluación, se realiza un resumen de
estas y se analiza la posibilidad de efectuar una evaluación de nivel 3.
Procedimientos de evaluación para elementos no estructurales
Los elementos no estructurales de una edificación hacen alusión a componentes
arquitectónicos, mecánicos y eléctricos, en donde lo primordial para dicha
evaluación es determinar si el elemento se encuentra arriostrada o anclado, los
procedimientos de evaluación se encuentran en el ítem 4.8 del anexo A.
A continuación se presenta un cuadro en donde se evidencia los elementos no
estructurales que tiene en consideración la norma.
Tabla 2. Listado de elementos no estructurales norma ASCE/SEI 31-03
ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES
CATEGORIA ITEM
Particiones
Mampostería no reforzada
Deriva
Separaciones estructurales
Partes superiores
Sistemas de cielo rasos
Soporte
Tendido de azulejos
Cielo rasos integrados
Listones suspendidos y yeso
Bordes
Uniones sísmicas
Accesorios para iluminación
Iluminación de emergencia
Soporte independiente
Soportes colgantes
Protectores de lentes
35
ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES
CATEGORIA ITEM
Revestimiento y acristalamiento
Anclajes de revestimiento
Deterioro
Aislamiento de revestimiento
Paneles de varios pisos
Conexiones portantes
Inserciones
Conexión de los paneles
Acristalamiento
Enchapado de mampostería
Ángulos de soporte
Estribos
Planos debilitados
Deterioro
Mortero
Agujeros de drenaje
Fisuras en piedra
Sistemas con postes metálicos de respaldo
Poste de pista
Aberturas
Sistema de bloques de concreto y mampostería de respaldo
Anclaje
URM de respaldo
Parapetos, cornisas, ornamentación y accesorios
Parapetos URM
Marquesinas
Parapetos de concreto
Accesorios
Chimeneas de mampostería Chimeneas URM
Anclaje
Escaleras Muros URM
Detalles de la escalera
Contenido del edificio y mobiliario
Contenidos altos y delgados Archivadores
Puertas y cajones de archivadores
Pisos de acceso
Equipos en pisos de acero
36
ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES
CATEGORIA ITEM
Equipo eléctrico y mecánico
Energía de emergencia
Equipo con contenido de materiales peligrosos
Deterioro
Equipo adosado
Aisladores de vibración
Equipo pesado
Equipos eléctricos
Puertas
Tuberías
Tubería contra incendios
Acoplamientos flexibles
Redes de suministro y gas
Válvulas de cierre o interrupción
Abrazaderas
Ductos
Ductos de humo y escalera
Apuntalamiento de ductos
Soportes de los ductos
Materiales peligrosos Sustancias toxicas
Cilindros de gas materiales peligrosos
Ascensores
Sistema de soporte
Interruptores sísmicos
Muros de foso
Retenedores de seguridad
Placas de sujeción
Rieles de contrapeso
Soportes spreader
Movimiento lento del ascensor
Fuente: Autoría propia
37
5.2.5 Fase de evaluación detallada (nivel 3)
La investigación de nivel 3 se puede utilizar en todos aquellos elementos que hayan
sido encontrados como deficientes después de realizar las fases de nivel 1 y/o nivel
2.
Dicha evaluación se utiliza en casos especiales o apropiados en donde el nivel de
desempeño de la edificación sea de ocupación inmediata en zonas de sismicidad
alta, además que la estructura sea demasiado compleja y necesite ser verificada
por medio de procedimientos de análisis no lineales, que son costosos y complejos.
La fase de nivel 3 no provee criterios reales de aceptación o rechazo de los
elementos evaluados, sino que propone valoraciones respecto a la fuerza sísmica
y deriva calculadas para la estructura basadas en las resistencias obtenidas de
ensayos reales a los materiales, por lo que la realización de este nivel de inspección
tiene inmersa la realización de ciertos ensayos en campo y laboratorio.
5.2.6 Informe final
Después de realizar la evaluación en sus diferentes etapas, se realiza un informe
que contenga los siguientes elementos como mínimo:
Alcance y propósito.
Datos y sitio de la edificación: Descripción general de la edificación, del
sistema estructural, del sistema no estructural, tipo de edificación, nivel de
desempeño, nivel de sismicidad y tipo de suelo.
Lista de supuestos
Hallazgos
Además de lo ya mencionado y dependiendo del nivel de investigación y la
información encontrada debe contener lo siguiente:
Datos y sitio de la edificación:
•Ocupación y el uso de la edificación,
•Nivel de las inspecciones y pruebas realizadas,
•Disponibilidad de documentos originales del diseño y edificación,
•Importancia histórica,
•Desempeño previo del tipo de edificación en sismos.
Recomendaciones: Esquemas de mitigación o evaluaciones adicionales
38
Apéndice: Referencias, cálculos preliminares, fotografías, resultados de
pruebas de materiales, todas las listas de verificación necesarias, hoja de
resumen de datos y el procedimiento de análisis.
5.2.7 Actualización de la norma ASCE / SEI 31-038,9
En el año 2014 la Asociación Americana de Ingenieros Civiles (ASCE) publico la
norma ASCE SEI 41-13 “Evaluación sísmica y rehabilitación de edificios existentes”,
la cual remplaza a las normas ASCE / SEI 41-06 “Rehabilitación sísmica de edificios
existentes” y ASCE / SEI 31-03 “Evaluación sísmica de edificios existentes”, esta
última es objeto de estudio en este documento.
La actualización describe procedimientos sistemáticos, los cuales basados en
deficiencias y rendimientos, permiten evaluar y adaptar los edificios existentes, de
tal manera que puedan resistir los efectos causados por los sismos. La norma
combina el proceso de evaluación y rehabilitación, en un procedimiento de tres
niveles.
A continuación se describen a grandes rasgos las modificaciones, que tiene la
norma con respecto a los procedimientos de evaluación sísmica contenidos en la
ASCE / SEI 31-03:
La fase de nivel 1 o de inspección es esencialmente la misma que en la ASCE
/ SEI 31-03, con algunas reorganizaciones y cambios técnicos en las listas
de verificación.
Los procedimientos de la fase de nivel 2 o de evaluación, la cual parte de las
deficiencias encontradas en el nivel 1, han sido ampliados en gran medida
para edificios regulares de mayores alturas, dicha evaluación también
puede ser usada para determinar la rehabilitaciones necesarias para la
edificación.
A diferencia de la norma ASCE / SEI 41-06 en la cual los requisitos para la
determinación de la rehabilitación sísmica eran más restrictivos, en la norma
ASCE / SEI 41-06, no hay diferencia en el tamaño del edificio cuando la
rehabilitación se basa en deficiencias.
8 Robert Pekelnicky, Chris Poland. ASCE 41-13: “Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings” SEAOC “Structural Engineers Association” of California. 2012. 9 Norma ASCE / SEI 41-13 “Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings”. 2014. www.asce.org. [En línea]: http://www.asce.org/templates/publications-book-detail.aspx?id=6728
39
No hay diferencia entre el Nivel 2 y el Nivel 3 en términos de fuerza,
exigencias o criterios de aceptación de los elementos.
La fase de evaluación de Nivel 2 en la norma ASCE / SEI 41-13 solo se refiere
a procedimientos de revisión de deficiencias, encontradas en el nivel anterior,
mientras que la de fase de evaluación detallada de nivel 3, se convierte en
un análisis sistemático del edificio que se puede utilizar para evaluación o
rehabilitación sísmica, en donde, el procedimiento abarca los cuatro análisis
(Estático lineal, Dinámico lineal, Estático no lineal, y Procedimientos
dinámicos no lineales) de la ASCE / SEI 41-06.
Además, hubo serie de importantes cambios técnicos que incluyen
disposiciones de análisis actualizado, con más énfasis en el análisis de la
historia de respuesta no lineal, disposiciones para contrarrestar los marcos
arriostrados, la licuefacción expandida, un nuevo procedimiento de análisis
de balanceo de base, las disposiciones URM sustancialmente actualizadas y
una actualización completa del Capítulo sobre aislamiento sísmico y
disipación de energía.
5.3 NSR-10 (TITULO A-CAPITULO A. 10) EVALUACIÓN E INTERVENCIÓN DE
EDIFICACIONES CONSTRUIDAS ANTES DE LA DE LA VIGENCIA DE LA
PRESENTE VERSIÓN DEL REGLAMENTO10 .
La norma en dicho capitulo describe los criterios y procedimientos a seguir para
evaluar la vulnerabilidad sísmica de una edificación construida antes de la vigencia
de la NSR 10, el procedimiento en mención consta de una serie de etapas que se
describen a continuación.
Cabe aclarar que la norma NSR-10 en el ítem A.10.4.4 define como metodología
alternativa a la norma Seismic Evaluation of Existing Buildings ASCE/SEI 31-03, la
cual es objeto de comparación en este documento, siempre y cuando se garanticen
los criterios de resistencia y capacidad de funcionamiento establecidos en el ítem
A.10.9 de la norma NSR-10 (anexo B).
10 Asociación colombiana de ingenieros sísmicos AIS. Código colombiano de construcción sismo resistente NSR-10. Ministerio del interior 2010.
40
Otras metodologías alternas que pueden ser contempladas son las siguientes:
“Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings”, ATC-40, Vol 1,
Appendices, Vol 2, Applied Technology Council, Redwood City, CA, USA,
1996.
"NEHRP Handbook for Seismic Evaluation of Existing Buildings”, FEMA 178,
Federal Emergency Management Agency / Building Seismic Safety Council,
Washington, D.C., USA, 1992.
5.3.1 Información preliminar
Etapa 1
Establece el alcance de la norma y los casos en los cuales el documento avala la
realización de la evaluación del comportamiento sísmico y diseño de medidas de
mitigación en una edificación, los casos son mencionados a continuación:
Cambios de uso.
Vulnerabilidad sísmica.
Modificaciones.
Reforzamiento estructural
Reparaciones de edificaciones dañadas por sismos
Etapa 2
La información existente de la edificación que debe ser reunida para la realización
del análisis es la siguiente:
Diseño geotécnico y estructural
Proceso constructivo y modificaciones posteriores
Exploraciones del sitio
Además de realizar investigaciones de la edificación en la cual se pueda determinar
los siguientes aspectos:
Verificar la concordancia del sitio en la actualidad por medio de los diseños
de la estructura y la cimentación y realizar exploraciones en lugares
representativos.
41
Determinar de una manera cualitativa la calidad de la construcción de la
estructura.
Evaluar de una manera cualitativa el estado de conservación de la
edificación.
Investigar el comportamiento de la estructura ante la existencia de fallas
locales, asentamientos, corrosión, entre otras, con el fin de determinar su
estado actual.
Investigar la ocurrencia de asentamientos en la cimentación y sus
consecuencias en la estructura.
Determinar la existencia en el pasado de eventos que hayan podido afectar
la integridad de la estructura.
Etapa 3
Se debe realizar una calificación cualitativa del estado del sistema estructural de la
edificación con respecto a la calidad de los diseños (estructural y de cimentación) y
su construcción original y el estado actual, también el estado de conservación y
mantenimiento.
La calificación que hace referencia a la calidad del diseño y la construcción
de la estructura original se define como la mejor tecnología existente de la
época con la cual se llevó a cabo la construcción.
Se realiza una calificación del estado de la estructura basada en diferentes
aspectos que pudieron haberla afectado, dicha calificación debe concluir en
bueno, regular o malo.
5.3.2 Evaluación de la estructura existente
Etapa 4
Establecer la equivalencia de esfuerzos que puede resistir la edificación, en su
estado actual y lo establecido por el reglamento, utilizando los siguientes criterios.
Movimientos sísmicos para un nivel de seguridad equivalente al de una
edificación nueva.
Movimientos sísmicos para un nivel de seguridad limitada.
Clasificación del sistema estructural.
Coeficiente de disipación de energía.
Fuerzas sísmicas.
42
Cargas diferentes a las solicitaciones sísmicas.
Análisis estructural
Obtención de las solicitaciones equivalentes.
Etapa 5
Se realiza un análisis elástico de la estructura y de su sistema de cimentación para
las solicitaciones equivalentes definidas en la anterior etapa.
Etapa 6
La etapa en mención consiste en determinar la resistencia de la estructura existente,
utilizando los siguientes requisitos:
La determinación de la resistencia existente de los elementos de la
estructura se realiza por el investigador con base en la información disponible
y utilizando el mejor criterio y experiencia.
La resistencia se define como el nivel de fuerza o esfuerzo al cual el elemento
deja de responder en el rango elástico, o los materiales frágiles llegan a su
resistencia máxima o los materiales dúctiles inician su fluencia.
Los valores obtenidos para cada material estructural al aplicar los modelos
de resistencia descritos en la norma son los que conforman a la resistencia
existente de la estructura.
Etapa 7
La presente etapa consiste en obtener una resistencia efectiva de la estructura, a
partir de la resistencia existente, afectándola por dos coeficientes de reducción de
resistencia obtenidos de los resultados de la calificación llevada a cabo en la Etapa
3.
Etapa 8
Se obtiene un índice de sobreesfuerzo como el máximo cociente obtenido para
cualquier elemento o sección de éste, entre las fuerzas internas solicitadas
obtenidas del análisis estructural.
Etapa 9
43
Esta etapa consiste en el cálculo de las derivas a partir de los desplazamientos
horizontales.
Etapa 10
Su finalidad es determinar un índice de flexibilidad por efectos horizontales y
verticales como el máximo cociente entre las derivas y deflexiones obtenidas y las
derivas y deflexiones permitidas por la norma.
5.3.3 Intervención del sistema estructural
Etapa 11
La intervención estructural se define con el tipo de modificación a la estructura
existente en tres categorías diferentes:
Ampliaciones adosadas
Ampliaciones en altura
Actualización al reglamento
Etapa 12
Se debe realizar nuevamente un análisis de la estructura incluyendo la intervención
propuesta y con este análisis se realiza el diseño geotécnico y estructural de la
edificación.
5.3.4 Elementos no estructurales11
La norma NSR 10 en sus procedimientos de evaluación sísmica para edificaciones
construidas antes de la vigencia de la norma, no contiene una descripción de
evaluación para elementos no estructurales, a pesar de ello la noma menciona en
el capítulo A.9 del anexo B, los requisitos de diseño para elementos no estructurales
y sus anclajes a la estructura.
11Fondo de Prevención y Atención de Emergencias - FOPAE y Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica- AIS, GUÍA DE PATOLOGÍAS CONSTRUCTIVAS, ESTRUCTURALES Y NO ESTRUCTURALES, Tercera Edición – 2011.
44
Los elementos no estructurales de una edificación se definen como aquellos
elementos arquitectónicos, mecánicos o de otra índole, que no participan
activamente en la trasmisión de las solicitaciones, desde su punto de aplicación,
hasta las cimentaciones, y que solamente son responsables por su propio peso y
por acciones directamente aplicadas sobre ellos.
Los elementos no estructurales contemplados en la norma se mencionan a
continuación:
Acabados y elementos arquitectónicos y decorativos: Como muros de
fachada, muros interiores, cielo rasos, enchapes de fachada, áticos,
parapetos, antepechos, vidrios, paneles prefabricados de fachada, calados y
demás elementos decorativos de la edificación. Algunos de estos elementos
tienen responsabilidades funcionales como la división de espacios y la
protección de la intemperie mientras que otros son netamente ornamentales.
Instalaciones (hidráulicas, sanitarias, eléctricas, mecánicas y de gas): Estos
elementos constituyen el sistema de distribución de agua potable, la
recolección y disposición de las aguas lluvias y de las aguas negras, la
distribución de energía, el trasporte vertical o gases. Esencialmente, están
constituidos por un sistema de tuberías embebidas en, o colgadas de, la
estructura. A pesar de su importancia, estos elementos carecen de otra
responsabilidad estructural que la de su propio peso.
Tanques de agua: Normalmente pueden ser de concreto o de otros
materiales como plástico, pueden estar situados en la parte superior o en el
sótano de la edificación. Cuando están colocados en la parte superior del
edificio pueden generar cargas inerciales importantes o sufrir volcamiento.
Equipos mecánicos
Estanterías e instalaciones especiales
Criterios de diseño
Según la norma los elementos no estructurales, sus anclajes y conexiones,
deben diseñarse para que sean capaces de resistir fuerzas inerciales debido
a su propia masa, los vientos aplicados sobre ellos, y cualquier otra
45
solicitación que resulte independientemente del sistema estructural principal
de transmisión de cargas de toda la estructura hasta la cimentación.
Determinación del grado de interacción entre los elementos no estructurales
y elementos estructurales.
5.3.5 Actualización de la norma NSR-1012
El Gobierno de Colombia expidió el decreto 945 de 2017, por el cual se modifica
parcialmente el Reglamento Colombiano de Construcciones Sismo Resistentes
NSR-10, que empezó a regir a partir del primero de julio de 2017.
Colombia se encuentra ubicada en una de las zonas sísmicas más activas de la
tierra, conocida como el anillo ‘circumpacífico’, el cual corresponde al borde del
Océano Pacífico, que es precisamente donde han ocurrido los últimos grandes
sismos en países como Chile, Japón, Ecuador, etc., por ende, existe un mayor
riesgo y preocupación para los colombianos respecto al tema.
Según artículo publicado por el periódico el Tiempo en el 2016, de acuerdo con
estudios de amenaza sísmica realizados a nivel nacional por la AIS (Asociación
Colombiana de Ingeniería Sísmica), cerca del 40% de los colombianos se encuentra
en zonas de amenaza sísmica alta y 47% de la población del país está ubicada en
zonas de amenaza sísmica intermedia, es decir, el 87% de la población colombiana
se encuentra bajo un nivel de riesgo sísmico considerable.
El documento que modifica la NSR-10 decreta en 4 artículos la modificación, la
resolución de diferencias, el régimen de transición y la vigencia de los cambios para
los requerimientos de aprobación de licencias.
Son más de treinta cambios los que indica el decreto dentro de sus secciones,
apéndices, tablas, capítulos y artículos, incluyendo secciones nuevas. Uno de los
cambios más importantes que presenta la modificación es la inclusión de controles
un poco más rigurosos como la supervisión técnica de edificaciones iguales o
superiores a los 2.000 m² y la certificación de la vigilancia mínima a construcciones
que no superen el área anteriormente mencionada. Estos cambios que antes no
hacían parte del presupuesto de los constructores deben estar incluidos para
licencias próximas a solicitar, pues las licencias radicadas legalmente hasta antes
de la vigencia pueden continuar teniendo en cuenta la norma anterior.
12 Ministerio de vivienda, ciudad y territorio. República de Colombia. Decreto número 945 de 2017
46
Los anexos técnicos que fueron cambiados por el decreto, relacionados en la norma
NSR-10, Título A son los siguientes:
A.1.1 NORMAS SISMO RESISTENTES COLOMBIANAS
A.1.1.1
A.1.2.3.4
A.1.2.4.2
A.1.2.4.4
A.1.3.3 DISEÑO ARQUITECTÓNICO
A.1.3.6.2
A.1.3.6.2
A.1.3.6.3
A.1.3.7 REVISIÓN DE LOS DISEÑOS
A.1.3.8 CONSTRUCCIÓN
A.1.3.9 SUPERVISIÓN TÉCNICA INDEPENDIENTE
A.1.3.9.2 Edificaciones diseñadas y construidas de acuerdo con el Título E
del Reglamento
A.1.3.9.4 Idoneidad del supervisor técnico independiente
A.1.3.11 CASAS DE UNO Y DOS PISOS
A.1.3.12 ASPECTOS FUNDAMENTALES DE DISEÑO
A.1.3.13 CONSTRUCCIÓN RESPONSABLE AMBIENTALMENTE
A.1.3.14 RÉGIMEN DE RESPONSABILIDAD DE LOS PROFESIONALES
A.1.4.1 POR TAMAÑO Y GRUPO DE USO
A.1.5.2.1 Planos estructurales
A.1.5.2.2 Planos arquitectónicos y de elementos no estructurales
arquitectónicos
A.1.5.2.3 Planos hidráulicos y sanitarios, eléctricos, mecánicos y de
instalaciones especiales
A.3.2.4.1 Máximo valor de R permitido
A.3.4.2.3 Método del análisis dinámico inelástico
A.3.4.2.4 Método de análisis no lineal estático de plastificación progresiva
A.3.6.8.3
El literal (b) de A.3.8.1
El literal (b) de A.3.9.1
La fila correspondiente a 3.b de la Tabla A.3 – 2
Las filas correspondientes a 3.b y 3.c de la Tabla A.3-3
La Nota 5 de las Tablas A.3-2 y A.3-3
47
En la sección A.4.0 se suprimen
Las líneas que inician con las siguientes variables: BA, wiA, wi, n h, wi h y
wn.
En la Tabla A.4.2-1 se suprime su última línea.
Se suprime la ecuación A.4.2-4, de la sección A.4.2.2
En la sección A.9.1.2, los literales (a), (b) y (c)
Se modifica la sección A.9.3.2,
A.9.5.3 — FUERZAS SÍSMICAS DE DISEÑO
A.9.5.6 — CAPACIDAD DE DEFORMACIÓN
En el título de la Tabla A.9.5-1 debe sustituirse “y acabados” por “(Véase la
sección I.2.1.2 del presente Reglamento NSR-10).
La nota 3 de la Tabla A.9.5-1
En la sección A.10.9.4, los literales (a) a (c), se reemplazan por los literales
(a) a (e) Se modifica el título del Capítulo A.13 del Reglamento NSR-10 El
Apéndice A-1 Del Reglamento Colombiano de Construcciones Sismo
Resistentes NSR-10
En el Apéndice A-4 – “Valores de Aa, Av, Ae y Ad y definición de la zona de
amenaza sísmica de los municipios colombianos” del Título A – “Requisitos
generales de diseño y construcción sismo resistente”
En la actualización realizada a la NSR-10 no se generaron cambios específicos al
capítulo A-10, que concierne con la evaluación sísmica descrita en el proyecto.
5.4 MAMPOSTERÍA NO REFORZADA13
Según la NSR 10 la mampostería no reforzada se define como la construcción con
base en piezas de mampostería unidas por medio de mortero, que no cumple con
las cuantías mínimas especificadas por la norma de refuerzo establecida por la
mampostería parcialmente reforzada.
5.4.1 Materiales de la mampostería
Por mampostería se entiende el conjunto de dos fases de materiales constituidas
por bloques, ya sean en forma natural o de fábrica (como los ladrillos) y una
sucesión de juntas, eventualmente de mortero, dispuestas en forma irregular o
13 Luis M. Bozzo y Alex H. Barbat, Diseño sismo resistente de edificios, Técnicas convencionales y avanzadas EDITORIAL REVERTE S.A. 2000.
48
regular. En este último caso, las juntas siguen la disposición del contorno de los
ladrillos.
Unidades de mampostería
Elemento de colocación manual, de características pétreas y estabilidad
dimensional, que pueden ser en piedra, adobe, ladrillo, o concreto, y en donde sus
principales propiedades se describen a continuación:
Resistencia a la compresión: Mínima resistencia nominal de la mampostería a
compresión, medida sobre el área transversal neta y sobre la cual se basa su
diseño, los valores obtenidos por medio de ensayos a unidades aisladas de
mampuestos de diferentes materiales se muestran en la tabla 3.
Tabla 3. Resistencia a la compresión de diferentes unidades de mampostería
Fuente: Luis M. Bozzo y Alex H. Barbat, Diseño sismo resistente de edificios, Técnicas
convencionales y avanzadas EDITORIAL REVERTE S.A. 2000.
La relaciones esfuerzo-deformación de las unidades de mampostería indican una
relación casi lineal hasta el fallo, en donde es seguido por un rápido decrecimiento
de la resistencia, exhibiendo un comportamiento muy frágil cuando son sometidas
a acciones sísmicas.
49
Ilustración 1. Relaciones esfuerzo-deformación para el mortero, las unidades aisladas y los
Paneles mampostería (Paulay y Priestley, 1992).
Fuente: Luis M. Bozzo y Alex H. Barbat, Diseño sismo resistente de edificios, Técnicas
convencionales y avanzadas EDITORIAL REVERTE S.A. 2000.
Resistencia a la tracción: Se determina la resistencia a la tensión de las unidades
de mampostería sometidas a fuerzas en su propio plano, mediante el ensayo de
tensión indirecta.
La relación esfuerzo-deformación de las unidades de mampostería en tensión es
casi elástica lineal, hasta cerca de su esfuerzo máximo y cuando es sobrepasado,
se produce un fallo frágil.
Mortero14
Mezcla plástica de materiales cementantes, agregado fino y agua, usado para unir
las unidades de mampostería, que en ocasiones se le adicionan otros materiales,
para aumentar su capacidad de adherencia y de secado y/o hacerlo más manejable
durante la construcción.
14 Luis M. Bozzo y Alex H. Barbat, Diseño sismo resistente de edificios, Técnicas convencionales y avanzadas EDITORIAL REVERTE S.A. 2000.
50
Tabla 4. Clasificación de los tipos de mortero de acuerdo a su resistencia (ASTM C270).
Fuente: Luis M. Bozzo y Alex H. Barbat, Diseño sismo resistente de edificios, Técnicas
convencionales y avanzadas EDITORIAL REVERTE S.A. 2000.
A continuación se mencionan las principales propiedades del mortero:
Adherencia: Esta se logra cuando los solubles del cemento son absorbidos por la
unidad, cristalizándose como agujas en sus poros. La adherencia se ve favorecida
cuando el mortero penetra en las perforaciones y rugosidades de la unidad,
formando una especie de llave de corte entre las hiladas.
Consistencia: Se define como la capacidad que tiene la mezcla de poder fluirse
manejable utilizando los instrumentos adecuados para ello.
Retentividad: Consiste en la capacidad de la mezcla de mantener su consistencia o
de continuar siendo manejable después de un lapso de tiempo.
5.4.2 Características y comportamientos de los muros de mampostería no
reforzada15
Comportamiento mecánico de la mampostería a compresión
La mampostería de arcilla cocida es un material que presenta un comportamiento
óptimo cuando está sometida a esfuerzos de compresión, en donde las fallas ante
cargas axiales se deben a una inadecuada interacción entre las unidades y el
mortero, esto debido a que los mampuestos y el mortero presentan características
15 Luis M. Bozzo y Alex H. Barbat, Diseño sismo resistente de edificios, Técnicas convencionales y avanzadas EDITORIAL REVERTE S.A. 2000.
51
de esfuerzo-deformación diferentes y por lo tanto, al ser sometidos a un mismo
esfuerzo, se produce una interacción entre ambos materiales, en el cual las
unidades de mampostería al ser menos deformables, limitan las deformaciones
transversales del mortero, sometiéndolo a esfuerzos de compresión de dirección
transversal, a su vez las unidades de mampostería se ven expuestas a esfuerzos
transversales de tracción, que ocasionan una disminución de la resistencia de las
unidades.
Comportamiento de la mampostería a cortante
Para el diseño de estructuras de mampostería no reforzada, sometidas a cargas
laterales inducidas por el viento o por movimientos sísmicos, es necesario evaluar
adecuadamente la resistencia a cortante, en donde, habitualmente los esfuerzos de
cortante son combinaciones con los esfuerzos de compresión, producidos por
cargas gravitatorias u otras acciones.
La resistencia a cortante de la mampostería se investiga considerando el efecto de
los esfuerzos de compresión en la dirección normal a las juntas horizontales y en
otros casos más complejos en donde la mampostería se ve afectada por esfuerzos
biaxiales, se hace necesario utilizar un criterio de fallo general para evaluar la
resistencia de la mampostería.
El comportamiento de la mampostería se caracteriza por dos efectos importantes,
en primer lugar, la fragilidad de las unidades de mampostería en tracción y en
segundo lugar, la poca resistencia a esfuerzos que aporta las juntas de mortero, por
tal razón las fallas resultan a partir de la combinación de grietas de tensión diagonal
cruzando las unidades y las grietas a lo largo de las interfaces mortero-unidad.
Las fallas a considerar por esfuerzos a cortante son las siguientes:
Falla Fricción Cortante: Este tipo de falla ocurre para esfuerzos normales de
compresión bajos y se produce por la unión débil de las interfaces mortero-unidad,
dando lugar a esfuerzos cortantes deslizantes en las juntas horizontales.
52
Ilustración 2. Agrietamiento escalonado diagonalmente producido por una falla de fricción
cortante.
Fuente: Luis M. Bozzo y Alex H. Barbat, Diseño sismo resistente de edificios, Técnicas
convencionales y avanzadas EDITORIAL REVERTE S.A. 2000.
Como se evidencia en la ilustración 2 la falla muestra la distribución escalonada de
las grietas, las cuales se forman a partir de los extremos de las juntas verticales,
que constituyen planos de debilidad en la mampostería, debido a que su resistencia
a la adherencia disminuye por causa de la contracción y de los vacíos existentes.
Falla por tensión diagonal: Se produce directamente sobre las unidades de
mampostería para valores de esfuerzos normales de compresión moderados, la
resistencia a cortante de las juntas de mortero se incrementa debido al efecto de los
esfuerzos normales de compresión, por lo tanto, las grietas se producen en las
unidades, como resultado de los esfuerzos de tracción inducidos por el estado de
esfuerzos de compresión y cortante.
Ilustración 3. Agrietamiento de las unidades de mampostería producido por un fallo de
tensión diagonal.
Fuente: Luis M. Bozzo y Alex H. Barbat, Diseño sismo resistente de edificios, Técnicas
convencionales y avanzadas EDITORIAL REVERTE S.A. 2000.
53
La ilustración muestra la distribución de las grietas que siguen la dirección de las
juntas verticales y pasan a través de las unidades con una inclinación que depende
de la orientación de los esfuerzos principales en la unidad.
Falla a compresión: Este tipo de falla se presenta para valores muy altos de esfuerzo
normal en comparación con los esfuerzos cortantes, en donde para que se produzca
este tipo de falla el esfuerzo normal debería ser superior a 8 veces el esfuerzo
cortante.
En este caso, el fallo es similar al que se produce bajo compresión directa, aunque
el efecto del esfuerzo cortante causa una reducción en la resistencia a la
compresión de la mampostería.
Las grietas se forman por las deformaciones verticales y se incrementan por el
efecto de las deformaciones del mortero en las juntas, estas grietas se propagan
verticalmente y atraviesan las unidades de mampostería, llegando en algunos casos
a comprometer la estabilidad del elemento y a producir la falla del mismo.
Ilustración 4. Fallo por agrietamiento vertical excesivo producido por esfuerzos de compresión.
Fuente: Luis M. Bozzo y Alex H. Barbat, Diseño sismo resistente de edificios, Técnicas
convencionales y avanzadas EDITORIAL REVERTE S.A. 2000.
54
Comportamiento de la mampostería a esfuerzos de tracción16
Los diferentes tipos de fallas que ocurren por tracción dependen de la dirección de
la carga de tracción, la magnitud relativa de la resistencia de adherencia y la
resistencia a la tracción de las unidades de mampostería.
Cuando los esfuerzos de tracción son paralelos a las juntas horizontales de mortero,
se pueden presentar dos tipos de agrietamiento:
Grietas completamente verticales que atraviesan las unidades, donde la
resistencia está controlada por la resistencia a la tracción de las unidades de
mampostería.
Grietas que no afectan las unidades y sólo se presentan a lo largo de las
juntas de mortero, donde los factores más determinantes son la resistencia
a cortante y la longitud de traslapo.
Por otra parte, cuando los esfuerzos de tracción actúan perpendicularmente a las
juntas de mortero horizontal, las fallas usualmente ocurren por separación de las
interfaces mortero-unidad, aunque, también puede presentarse la falla por tensión
de las unidades, como se muestra en la ilustración.
Ilustración 5. Modos de falla de la mampostería sujeto a tensión directa.
Fuente: Luis M. Bozzo y Alex H. Barbat, Diseño sismo resistente de edificios, Técnicas convencionales y
avanzadas EDITORIAL REVERTE S.A. 2000.
16 Luis M. Bozzo y Alex H. Barbat, Diseño sismo resistente de edificios, Técnicas convencionales y avanzadas
EDITORIAL REVERTE S.A. 2000.
55
Comportamiento de la mampostería a flexo compresión y cortante17
Los muros de mampostería no reforzada se ven expuestos a cargas de compresión
y laterales, que generan esfuerzos de compresión, de cortante y de flexión, lo que
produce un cambio en el comportamiento mecánico de la mampostería.
Los elementos de mampostería suelen ser considerados frágiles, lo cual limita su
resistencia lateral a los esfuerzos admisibles y que conlleva a considerar que las
estructuras de mampostería no reforzada no tienen capacidad de deformación
inelástica.
Aunque en las estructuras de mampostería no reforzada, sólo la carga vertical es la
que proporciona la resistencia a flexión de los muros, la cual es notoriamente menor
a la capacidad de cortante, la mayoría de los fallas observados en este tipo de
estructuras, han sido fallas por cortante y en menor medida por flexión,
comportamiento que se debe a que la deformación por cortante predomina sobre la
de flexión, ya que la mayoría de las veces, los muros son de baja altura, es decir
que tienen una relación de aspecto (longitud/altura) grande y por tanto, el momento
de inercia de su sección transversal es elevado y la resistencia a cortante disminuye
en proporción a la relación altura-longitud.
Falla por cortante: Este tipo de falla se presenta principalmente en los paneles de
mampostería que poseen la mayor relación de aspecto (longitud/altura) y la mayor
carga pre-compresiva.
La falla consiste en que se producen grietas diagonales y longitudinales, la primera
de ellas antes de alcanzar la carga máxima y posteriormente aparece una segunda
grieta ”b” diagonal, junto antes de alcanzar la carga horizontal máxima.
17 Luis M. Bozzo y Alex H. Barbat, Diseño sismo resistente de edificios, Técnicas convencionales y avanzadas EDITORIAL REVERTE S.A. 2000.
56
Ilustración 6. Agrietamiento por falla a cortante en muros de mampostería no reforzada.
Fuente: Luis M. Bozzo y Alex H. Barbat, Diseño sismo resistente de edificios, Técnicas
convencionales y avanzadas EDITORIAL REVERTE S.A. 2000.
Falla por flexión: La falla por flexión, comienza con la formación de grietas
horizontales localizadas en la parte inferior del muro, sobre la junta horizontal más
cercana al apoyo interior,en donde, la longitud de esta grieta es aproximadamente
dos tercios de la longitud total del muro. Cuando la fuerza lateral se vuelve
reversible, la grieta por flexión vuelve a ocurrir, pero en el lado opuesto del muro,
extendiendose a lo largo de este.
En las estructuras de mampostería no reforzada, la capacidad resistente a flexión
está condicionada por la magnitud de la carga vertical actuante sobre el muro
(incluyendo la carga tributaria del muro transversal), por lo que, a mayor carga
vertical, mayor es la resistencia a flexión de la estructura.
57
Ilustración 7. Agrietamiento por falla a flexión de muros de mampostería no reforzada.
Fuente: Luis M. Bozzo y Alex H. Barbat, Diseño sismo resistente de edificios, Técnicas
convencionales y avanzadas EDITORIAL REVERTE S.A. 2000.
Comportamiento bajo cargas cíclicas y dinámicas en el plano18
A pesar que las estructuras de mampostería no reforzada no se consideran
apropiadas para su construcción en zonas de amenaza sísmica moderada y alta,
dichas estructuras son frecuentes en este tipo de zonas, por lo cual se hace
necesario el análisis de su comportamiento dinámico frente a cargas sísmicas
(cíclicas). La respuesta de la estructura ante estas depende de la resistencia, rigidez
y ductilidad de los muros de mampostería, del tipo de diafragma de piso, de sus
conexiones y finalmente de la magnitud de las cargas verticales de compresión del
sistema.
5.5 PATOLOGÍAS EN CONSTRUCCIONES DE MAMPOSTERÍA NO REFORZADA
La vulnerabilidad de las estructuras suelen manifestarse a través de patologías que
aparecen en las edificaciones, ocasionando múltiples efectos, desde pequeños
daños y molestias para sus ocupantes, hasta grandes fallas que pueden causar el
colapso de la edificación o parte de ella.
Las patologías pueden ser clasificadas de acuerdo a su origen, a continuación se
menciona dicha clasificación:
18 Luis M. Bozzo y Alex H. Barbat, Diseño sismo resistente de edificios, Técnicas convencionales y avanzadas EDITORIAL REVERTE S.A. 2000.
58
Por defectos: Son aquellas patologías que surgen producto de un mal diseño
estructural y de la fundación, una construcción mal elaborada o la utilización de
materiales deficientes o inapropiados para la obra.
Por daños: Son aquellas que se manifiestan durante y/o luego de la incidencia de
una fuerza o agente externo a la edificación, como eventos naturales (sismos,
inundaciones, derrumbes, entre otros) y/o daños causados por el uso inadecuado
del sistema estructural de la edificación.
Por deterioro: Son aquellas manifestaciones que presenta el inmueble producto
del paso del tiempo y la exposición al medio ambiente, los ciclos continuos de lluvia
y sol, el contacto con sustancias químicas presentes en el agua, en el aire, y en el
entorno. Todo esto ocasiona que la estructura se debilite continuamente y por esta
razón se hace necesario un adecuado y permanente mantenimiento que ayude a
prevenir el deterioro normal e inevitable causado por el tiempo.
A continuación se presentan los principales mecanismos de falla, identificados e
investigados, que a lo largo de la historia, por efecto de sismos, han sido causantes
de daños en los elementos que componen las edificaciones construidas con el
sistema estructural de mampostería no reforzada.
Tabla 5. Mecanismos de falla en estructuras de mampostería no reforzada.
MECANISMOS DE FALLA EN ESTRUCTURAS DE MAMPOSTERÍA NO REFORZADA
TIPO DESCRIPCIÓN
Fallas fuera del plano
Falla bastante común en las estructuras de mampostería no reforzada, incluso para movimientos sísmicos de magnitud moderada. Se produce por la falta de anclaje de los muros a los diafragmas de piso y techo, o por una excesiva flexibilidad de los diafragmas. La falla fuera del plano es explosiva y pone en peligro la capacidad del sistema resistente de cargas gravitatorias.
La ilustración muestra un ejemplo de colapso fuera del plano de dos muros de un edificio en Santa Cruz (Estados Unidos), producido por el sismo de Loma Prieta en California, el 17 de Octubre de 1989.
59
MECANISMOS DE FALLA EN ESTRUCTURAS DE MAMPOSTERÍA NO REFORZADA
TIPO DESCRIPCIÓN
Fallas en el plano
Pueden producirse por esfuerzos excesivos de cortante o de flexión, dependiendo de la relación de aspecto (longitud/altura) de los elementos de mampostería no reforzada. Por lo tanto, para valores bajos de la relación de aspecto, el fallo se produce por flexión y para valores medios, el fallo se produce por cortante.
La ilustración muestra una falla de parapetos en una casa de dos niveles durante el sismo de Loma Prieta.
Fallas en el plano por flexión
Las grietas producidas por esfuerzos excesivos de flexión, son generalmente horizontales y se forman en la parte superior o inferior de las columnas o pilares de mampostería.
La ilustración muestra una falla por flexión de las columnas de mampostería no reforzada en Santa Cruz-Sismo de Loma Prieta.
Fallas de anclaje o conexión
Este tipo de falla se asocia a la mala práctica constructiva de no garantizar las conexiones competentes entre los mismos elementos de mampostería (muros, parapetos, dinteles etc.) o los elementos de mampostería y los diafragmas de piso y techo.
La ilustración muestra una falla de muro en la parte superior de un edificio por mala conexión en el techo y el muro – Sismo de Chile, 25 de Mayo de 1960.
Flexibilidad de los diafragmas y resistencia
Los diafragmas de piso y techos experimentan solicitaciones dinámicas en su propio plano y su flexibilidad tiene un impacto considerable sobre la respuesta de los edificios de mampostería no reforzada.
Daños por impacto
El impacto entre edificios adyacentes no aislados mediante juntas sísmicas, puede producir el colapso parcial o total de los muros de una estructura, particularmente cuando los niveles de pisos y techos no están alineados.
La ilustración muestra daños producidos por el martilleo entre dos edificios vecinos – Sismo Loma Prieta
60
MECANISMOS DE FALLA EN ESTRUCTURAS DE MAMPOSTERÍA NO REFORZADA
TIPO DESCRIPCIÓN
Fallas de fundación y deformaciones permanentes
Estas ocurren generalmente en las zonas donde los suelos son particularmente propensos a licuefacción, a su vez los muros de mampostería al ser de un material frágil, se pueden agrietar con pequeñas deformaciones debidas a los desplazamientos y rotaciones de una fundación. Dicho falla se puede presentar cuando los muros son muy alargados, cuando el suelo de la cimentación es arena suelta o cuando la cimentación este sobre arcillas expansivas.
La ilustración muestra una falla de una casa de mampostería no reforzada por licuefacción del suelo, sismo Chimbote-Perú, 31 de Mayo de 1970.
Fallas inducidas por configuración
Las formas regulares tanto en planta como en elevación, reducen considerablemente la vulnerabilidad de cualquier tipo de estructura. Problemas de torsión por distribución inadecuada de los muros en la planta de la edificación o cambio en la sección del muro por vanos (ventanas) que forman muros de poca altura (columna corta), los cuales son muy rígidos y adsorben la mayoría de la resistencia cortante. Mala transmisión de esfuerzos desde los muros superiores hacia los inferiores. Reducción de la resistencia a cortante. Discontinuidad en la elevación de los muros y/o alturas de entre piso producen formación de un piso débil o blando.
La ilustración muestra un daño típico de columna corta en la Universidad Nacional de Arequipa, sismo de Arequipa -Perú, 23 de Junio de 2001.
Ampliaciones de suelos blandos
Las estructuras de mampostería no reforzada, son particularmente vulnerables a los efectos de ampliación del suelo.
Calidad de mortero y ladrillos
La calidad del mortero es especialmente importante en la parte superior de los muros y para los anclajes en el techo, donde la magnitud de sobrecargas es demasiado pequeñas como para permitir que la mampostería resista las cargas fuera del plano.
61
MECANISMOS DE FALLA EN ESTRUCTURAS DE MAMPOSTERÍA NO REFORZADA
TIPO DESCRIPCIÓN
Edad de la construcción
En la mampostería no reforzada el deterioro de los ladrillos y el mortero por la erosión causada por el clima y el paso del tiempo son una de las causas que indirectamente contribuyen a ocasionar daños en la edificación ante un sismo.
La ilustración muestra el colapso de un edificio de mampostería no reforzada de 3 niveles sin diseño sismo resistente durante el sismo de Quindío-Colombia el 25 de Enero de 1999.
Caída
Cuando los objetos no se encuentran debidamente anclados y son sometidos a fuerzas sísmicas, dependiendo de su localización, tamaño, forma y orientación pueden sufrir caída. Parapetos, recubrimientos exteriores, equipos suspendidos o cielo rasos muy pesados son los más susceptibles a sufrir daños.
La ilustración muestra la caída de un cielo raso muy pesado y con anclaje deficiente.
Volcamiento
Componentes con un centro de gravedad alto, como paneles eléctricos, estanterías y particiones internas son susceptibles a volcarse, representando un gran peligro para los ocupantes.
La ilustración muestra ejemplos de volcamiento.
Deslizamiento
Elementos montados sobre pisos, techos o plataformas son principalmente susceptibles a deslizarse. Estos movimientos de deslizamientos pueden afectar conexiones eléctricas o de tuberías generando riesgo de incendios o derrames de agua. El deslizamiento puede causar daños a los elementos mismos o los elementos vecinos.
La ilustración muestra ejemplos de falta de anclaje lateral y deslizamiento de objetos
62
MECANISMOS DE FALLA EN ESTRUCTURAS DE MAMPOSTERÍA NO REFORZADA
TIPO DESCRIPCIÓN
Vaivén o balanceo
Un componente suspendido, que sólo tiene soporte vertical, o anclaje deficiente, puede balancearse como un péndulo, rompiendo tuberías o conexiones eléctricas y chocando con otros elementos vecinos. Si este elemento pierde su soporte vertical puede caerse sobre los ocupantes.
La ilustración muestra ejemplos de daño por vaivén o balanceo.
Fuente: Luis M. Bozzo y Alex H. Barbat, Diseño sismo resistente de edificios, Técnicas convencionales y avanzadas EDITORIAL REVERTE S.A. 2000. Fondo de Prevención y Atención de Emergencias - FOPAE Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica – AIS, GUÍA DE PATOLOGÍAS CONSTRUCTIVAS, ESTRUCTURALES Y NO ESTRUCTURALES, Tercera Edición – 2011.
Los muros construidos con mampostería no reforzada, no confinada, representan
los elementos más representativos y abundantes en las edificaciones de
mampostería no reforzada, por esta razón, a continuación se describe con detalle
los factores de falla, más importantes en construcciones de esta tipología afectados
por sismos.
63
Tabla 6. Patologías en muros no estructurales
PATOLOGIAS EN MUROS NO ESTRUCTURALES (MURO DE MAMPOSTERIA NO REFORZADA)
PATOLOGIA DAÑO DESCRIPCION DEL DAÑO
CRITERIOS APARIENCIA TIPICA
Fisuración por flexión. Aplastamiento de borde. Deslizamiento de junta
Ninguno/Muy leve
Fisuras horizontales muy delgadas en borde a tracción.
Posible fisuración diagonal y descascaramiento menor en borde a compresión.
x|
Moderado
Fisuras horizontales, mortero descascarado en las juntas de la base del muro indicando que ha ocurrido un corrimiento en el plano de hasta aproximadamente 6 mm.
Posible fisuración diagonal y descascaramiento en el borde a compresión.
Las fisuras se extienden hacia arriba varias hiladas.
Posible fisuración diagonal en partes superiores del muro, inclusive en las unidades.
Fuerte
Grietas en juntas horizontales cerca de la base del muro, similar al moderado, pero anchura de hasta 12 mm.
Posible fisuración diagonal y en el borde a compresión.
Las fisuras se extienden hacia arriba varias hiladas. Igual que el moderado, pero con fisuras de hasta 12 mm.
Severo
La capacidad de carga vertical se disminuye.
Indicaciones: La fisuración en escalera es muy pronunciada. Las unidades se deslizan de su apoyo inferior. Borde inferior comienza a desintegrarse. El desplazamiento residual es tan grande, que las unidades del borde están por caerse
64
PATOLOGIAS EN MUROS NO ESTRUCTURALES (MURO DE MAMPOSTERIA NO REFORZADA)
PATOLOGIA DAÑO DESCRIPCION DEL DAÑO
CRITERIOS APARIENCIA TIPICA
Fisuración por flexión, aplastamiento del borde inferior
Ninguno/Muy leve
Fisuras horizontales en juntas de pega en el borde inferior del muro.
Fisuras horizontales en 1 a 3 grietas en la parte central del muro. No ha habido corrimiento a lo largo de la grieta.
No hay fisuras en unidades.
Leve No se usa
Moderado No se usa
Fuerte
Fisuras horizontales en la junta de pega en el extremo inferior del muro.
Fisuras horizontales en 1 a 3 grietas en la parte central del muro.
Con un posible corrimiento a lo largo de la grieta.
Fisuración diagonal en el borde inferior del muro, posiblemente a través de las unidades, con algo de descascaramiento.
Severo
Fisuras horizontales en junta de pega en el borde inferior del muro.
Fisuras horizontales en parte central del muro, con corrimiento a lo largo de la grieta.
Fisuración diagonal en el borde inferior del muro, posiblemente a través de las unidades, con algo de descascaramiento.
Grandes fisuras en parte superior, diagonales para muros con L/H ˃ 1.5,
verticales para dimensiones menores.
Comportamiento por flexión fuera del plano
Ninguno/Muy leve
Fisuras horizontales a nivel superior, inferior y en el medio de cada nivel del muro entre pisos.
No hay corrimiento fuera del plano o descascaramiento del mortero de pega a lo largo de las fisuras.
Leve No se usa
65
PATOLOGIAS EN MUROS NO ESTRUCTURALES (MURO DE MAMPOSTERIA NO REFORZADA)
PATOLOGIA DAÑO DESCRIPCION DEL DAÑO
CRITERIOS APARIENCIA TIPICA
Moderado
Fisuras a nivel superior e inferior (techo y piso) de cada nivel y en la mitad de la altura puede haber descascaramiento de la junta de pega posiblemente corrimiento fuera del plano de hasta 3 mm.
Fuerte
Fisuras a nivel superior e inferior (techo y piso) de cada nivel y en la mitad de la altura puede haber descascaramiento de la junta de pega.
Descascaramiento y redondeo de bordes de unidades a lo largo de plano de fisuras.
Corrimiento fuera del plano a lo largo de las fisuras de hasta 12 mm.
Severo
Capacidad de carga disminuida.
Corrimiento significativo fuera del plano o en el plano en los extremos superior e inferior.
Significante aplastamiento y descascaramiento de unidades en las grietas.
Fuente: Fondo de Prevención y Atención de Emergencias - FOPAE Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica – AIS, GUÍA DE PATOLOGÍAS CONSTRUCTIVAS, ESTRUCTURALES Y NO ESTRUCTURALES, Tercera Edición - 2011
66
6. CÁLCULOS Y RESULTADOS EVALUACION DE VULNERABILIDAD
SISMICA NORMA ASCE/SEI 31-03
A continuación se realiza la evaluación sísmica al caso de estudio construido en
mampostería no reforzada y diafragmas rígidos utilizando los procedimientos
descritos en el documento ASCE/SEI 31-03.
En la evaluación de nivel 2 se requieren ensayos de laboratorio a materiales
constructivos y de la cimentación, pero por tratarse de una investigación académica
que busca implementar la metodología descrita en el documento, no se cuenta con
recursos suficientes para la realización de los mismos.
6.1 DISPOSICIONES GENERALES
Al igual que en la NSR-10 en la etapa 1, la primera acción a realizar en una
evaluación sísmica es determinar si la edificación a evaluar se encuentra dentro del
alcance de la norma y puede ser evaluada por esta o no, a continuación se
menciona el alcance de cada una de ellas.
Tabla 7. Alcance de la edificación de acuerdo a las normas.
ALCANCE
ASCE / SEI NSR-10
El alcance se describe en ítem 1.1 del anexo A. y de acuerdo a este, la edificación no cumple con ninguno de los criterios de excepción descritos en la misma, por tal razón puede ser evaluada por los procedimientos mencionados en el documento.
El alcance del reglamento se describe en el ítem A. 10.1.3 del anexo B. en el cual determina que cualquier edificación que tenga por objeto realizar un diagnóstico o evaluación de la vulnerabilidad sísmica de edificaciones existentes antes de la vigencia de la presente versión del Reglamento puede utilizar los criterios descritos por la norma.
Fuente: Autoría propia
6.2 REQUISITOS DE EVALUACIÓN
Se va a realizar la evaluación mediante los métodos descritos tanto en la norma
NSR-10 como la norma ASCE/SEI 31-03 edificación localizada en la Cra 54b este
No. 84ª – 19 sur, localidad 5: Usme, UPZ 57: Gran Yomasa, de la ciudad de Bogotá
D.C. Esta edificación es de uso residencial.
67
6.2.1 Recopilación de la información disponible de la edificación
El documento ASCE SEI 31-03, al igual que en la etapa 2 de la NSR-10, indica que
inicialmente se debe realizar una reunión de la información existente de la
edificación, referente a diseños previos y estudios realizados posterior a su
construcción.
La edificación que se está evaluando, al ser una construcción informal no cuenta
con ninguno de los diseños o estudios mencionados en el ítem 5.2.2 y en el ítem
5.3.1., en la siguiente tabla se realiza una descripción básica y general de la
edificación evaluada.
Tabla 8. Descripción básica y general de la edificación
DESCRIPCIÓN BÁSICA Y GENERAL DE LA EDIFICACIÓN
Tipo de edificación según tabla 6. (tipos de edificaciones comunes)
URMA (Muros portantes de mampostería no reforzada con diafragmas rígidos)
Año de construcción 1986 (30 AÑOS)
Número de pisos 3
Número de habitaciones piso 1 0
Número de habitaciones piso 2 6
Número de habitaciones piso 3 5
Ubicación de la edificación Cr 3 B ESTE No 84 A-19 Sur (USME) Bogotá D.C.
Geometría de la edificación Rectangular
Dimensiones de la edificación 6 m x 12 m
Altura 7.2
Tipo de cubierta Tejas de asbesto cemento
Tipo de recubrimiento en los pisos Alistados en mortero y enchape cerámico en algunas áreas.
Muros Mampuesto en bloque # 5 en aparejo de soga.
Fuente: Autoría propia
Esta edificación posee muros portantes perimetrales, que constan de bloques de
arcilla no reforzada, al igual que los muros interiores de soporte. Los diafragmas son
rígidos con respecto a los muros de mampostería no reforzada y la estructura
interior, los diafragmas se componen de concreto reforzado vaciado en sitio.
68
Aspectos geotécnicos
Ilustración 8.Caracterización de la zona de respuesta sísmica de Bogotá, FOPAE 2010.
Fuente: Zonas de respuestas sísmica FOPAE 2010
Informe geotécnico: La información se sustrae del estudio de microzonificación
sísmica de Bogotá presente en el decreto 523 de 2010 del distrito de Bogotá “por el
cual se adopta la microzonificación sísmica de Bogotá D.C.”, con lo que se
obtuvieron los siguientes datos:
Tabla 9. Características del suelo del sector. 19
ZONA
ESPESOR DEL
DEPOSITO (m)
PERIODO FUNDAMENTAL
DEL SUELO (seg)
DESCRIPCIÓN GEOTÉCNICA
GENERAL
VELOCIDAD ONDA
PROMEDIO 50 m Vs
(m/s)
HUMEDAD PROMEDIO 50 m Hn (%)
EFECTOS DE SITIO
RELACIONADOS
DEPÓSITO DE LADERA
6-25 < 0.3
Depósitos de ladera con espesores superiores a 6 m de composición variable.
Variable según
depósito
Variable según el tipo de depósito
Topográfico
Fuente: Microzonificación sísmica de Bogotá presente en el decreto 523 de 2010 del distrito de
Bogotá “por el cual se adopta la microzonificación sísmica de Bogotá D.C.
19 ALCALDÍA MAYOR DE BOGOTÁ. Decreto 523 de 2010: Por el cual se adopta la microzonificación de la
ciudad de Bogotá D.C.
69
Características sísmicas
Datos de diseño y edificación:
Al carecer de datos in-situ sobre la estructura del suelo, se toman como elemento
base los resultados de la microzonificación sísmica de Bogotá.
Debido que la norma ASCE pide determinar el espectro de pseudo-aceleraciones a
partir de parámetros que dependen de estudios específicos para Estados Unidos,
en este aspecto se deben tomar los lineamientos del decreto 523 de 2010 acorde al
reglamento NSR-10.
Coeficientes de diseño para suelo DEPOSITO DE LADERA:
Tabla 10. Coeficientes de diseño.20
Zona Fa Fv TC (seg) TL (seg) A0 (g)
DEPÓSITO LADERA
2.1 3.2 2.0 9.6 0.15
Fuente: microzonificación sísmica de Bogotá presente en el decreto 523 de 2010 del distrito de
Bogotá “por el cual se adopta la microzonificación sísmica de Bogotá D.C.
Determinación parámetros sísmicos de diseño
Según la norma NSR-10 en el ítem A.2.2.1 anexo B, dichos parámetros pueden ser
obtenidos por medio de estudios de microzonificación sísmica, en vez de los
descritos en la norma.
20 ALCALDÍA MAYOR DE BOGOTÁ. Decreto 523 de 2010: Por el cual se adopta la microzonificación de la
ciudad de Bogotá D.C.
70
Tabla 11. Parámetros sísmicos de diseño
PARAMETROS SISMICOS DE DISEÑO
𝐴𝑎 Coeficiente que representa la aceleración horizontal pico efectiva, para diseño. 0.15
𝐹𝑎 Coeficiente de amplificación que afecta la aceleración en la zona de periodos cortos, debido a los efectos del sitio.
2.1
𝐴𝑣 Coeficiente que representa la velocidad horizontal pico efectiva, para diseño 0.2
𝐹𝑣 Coeficiente de amplificación que afecta la aceleración en la zona de periodos intermedios, debido a los efectos del sitio.
3.2
𝐴𝑒 Aceleración horizontal pico efectiva de seguridad limitada (g) 0.13
𝐴𝑑 Aceleración horizontal pico efectiva de umbral de daño (g) 0.06
𝑇𝑐 Periodo de vibración, en segundos, correspondiente a la transición entre la zona de aceleración constante del espectro de diseño, para periodos cortos, y la parte descendiente del mismo.
2.0
𝑇𝐿 Periodo de vibración, en segundos, correspondiente al inicio de la zona del desplazamiento aproximadamente constante del espectro de diseño, para periodos largos.
9.6
𝐴0 Aceleracion horizontal pico efectiva del terreno en superficie (g) 0.15
𝐼 Coeficiente de importancia. 1
Fuente: Autoría propia
6.2.2 Visita Al Sitio
Siguiendo lo descrito en el ítem 5.2.2 se realiza una visita a la edificación, en la que
se identifica la siguiente información.
Tabla 12. Información preliminar de la edificación
INFORMACIÓN PRELIMINAR DE LA EDIFICACIÓN
ÍTEM DESCRIPCIÓN CONDICIÓN OBSERVACIONES
1
Número de pisos 2
Años de construido 31 Según el propietario de la edificación la fecha de construcción consta del año 1986.
71
INFORMACIÓN PRELIMINAR DE LA EDIFICACIÓN
ÍTEM DESCRIPCIÓN CONDICIÓN OBSERVACIONES
Dimensiones (esquema de distribución)
Dimensiones (esquema de distribución)
2
Estructura X NO
Esta edificación posee muros portantes perimetrales que constan de bloque de arcilla no reforzada igual con los muros interiores de soporte. Los diafragmas son rígidos con respecto a los muros de mampostería no reforzada y la estructura interior, los diafragmas se componen de concreto reforzado vaciado en sitio.
Sistema de resistencia de fuerza lateral
SI X
No se observan elementos dedicados a la resistencia de fuerzas horizontales como diagonales o rigidizadores. La fuerza horizontal es asumida básicamente por los muros perimetrales y los diafragmas.
Diafragma de piso 1 SI X Se observa un diagrama rígido en concreto reforzado que abarca el área completa de la edificación por piso.
Diafragma de piso 2 SI X Se observa un diagrama rígido en concreto reforzado que abarca el área completa de la edificación por piso.
72
INFORMACIÓN PRELIMINAR DE LA EDIFICACIÓN
ÍTEM DESCRIPCIÓN CONDICIÓN OBSERVACIONES
Sistema de cimientos
X NO
Se asume por la descripción de la construcción que la cimentación, es de tipo superficial a forma de vigas enterradas de concreto reforzado y ciclópeo cómo soporte bajo muros.
3
Elementos no estructurales que afecten el desempeño sísmico
X NO
La totalidad de los muros existentes son no estructurales y afectan de forma directa el comportamiento de la estructura (aunque funcionan como soporte de la placa de entrepiso y de la estructura de cubierta, es necesario revisar si esto los convierte en parte del sistema estructural) y las particiones y muros divisorios arriostrados o no, que afectan directamente las deformaciones de los diafragmas.
4
Condiciones de anclaje elementos no estructurales (generalmente)
aceptable La mayoría de los elementos no estructurales están anclados a la estructura y se evidencia que se encuentran en buen estado de conservación.
Soportes de elementos no estructurales (generalmente)
SI X
5 Tipo de edificación URMA
Estas edificaciones son similares a las edificaciones URM, excepto que los diafragmas son rígidos con respecto a los muros de mampostería no reforzada y la estructura interior. En la edificación más antigua o grandes edificaciones de varios pisos, los diafragmas se componen de concreto vaciado en sitio. En la edificación más moderna para niveles de sismicidad baja consiste en losa colaborante apoyada sobre estructuras de acero.
6 Uso de la edificación Mixto Uso residencial
7
Acabados arquitectónicos (considerables)
X NO En esta edificación los elementos arquitectónicos considerables son pisos de cerámica
Características históricas evidenciables
X NO No existen evidencias históricas de eventos de ningún tipo que hayan afectado la estructura de la edificación.
8 Posible golpeo con edificaciones vecinas
SI X Si se evidencia los dos lados estructuras con separaciones que oscilan entre 2 y 5 centímetros.
73
INFORMACIÓN PRELIMINAR DE LA EDIFICACIÓN
ÍTEM DESCRIPCIÓN CONDICIÓN OBSERVACIONES
Riesgo de falla edificaciones vecinas
SI X
Lindero oriente: corresponde a la carrera lo que nos indica que es la fachada de la edificación. Lindero occidente: Casa lote de un solo piso el cual no posee estructura definida que pueda afectar de alguna forma la estructura en cuestión, corresponde a la parte de muros de culata de la edificación. Lindero norte: Edificio residencial de 1 pisos con estilo similar al de estudio, cabe anotar que este lindero solo consiste en un muro de mampostería, Lindero Sur: Edificio residencial de 3 pisos con estilo similar al de estudio, cabe anotar que este lindero solo consiste en un muro de mampostería.
9
Evidencias de daño
Pudrición por hongos
X NO No se evidencia presencia de hongos en los elementos estructurales y los no estructurales de la edificación.
Fuego X NO No se evidencia afectación de la estructura por incendios ocurridos.
Insectos (que afecten los materiales)
SI X No se observó la existencia de insectos. Es muy probable que durante la vida del edificio
corrosión de elementos metálicos
X NO
En algunos elementos metálicos como barandas o marcos de ventanas (generalmente aquellos expuestos a intemperie) se observa corrosión, aunque las manchas son pequeñas o aisladas y no constituyen un riesgo grave para su desempeño
Agua (infiltraciones o acumulaciones)
SI X No se evidencia infiltraciones ni por placa ni por muros, teniendo en cuenta que la cubierta está compuesta por tejas de asbesto cemento.
Productos químicos SI X No se observaron daños debidos a productos químicos
Asentamientos evidentes
SI X No se observaron asentamientos significativos que pudieran afectar la estructura
Sismos registrados SI X No se tiene registros de sismos que hayan afectado la estructura de la edificación de alguna forma.
Vientos fuertes SI X No está sometido a vientos lo suficientemente fuertes para afectar la edificación.
Reparaciones a gran escala
SI X Según el propietario la edificación no se le ha realizado ninguna reparación a gran escala.
Modificaciones que afecten el desempeño sísmico
SI X
Según el propietario las modificaciones que se han realizado a la edificación han sido menores por ende de ninguna manera se ve afectado el desempeño sísmico de la edificación.
Fuente: Autoría propia
74
6.2.3 Nivel de desempeño
Tabla 13. Determinación nivel de desempeño
NIVEL DE DESEMPEÑO
ASCE / SEI NSR-10
De acuerdo al ítem 2.4 de la norma se definen dos niveles de desempeño:
Preservación de la Vida
Ocupación Inmediata El nivel de desempeño de ocupación inmediata se utiliza en instalaciones esenciales, que son aquellas construcciones necesarias inmediatamente después de un sismo. El nivel de desempeño de preservación de la vida se utiliza para aquellas construcciones que son catalogadas como construcciones esenciales o de ocupación normal.
El reglamento no menciona específicamente niveles de desempeño, pero se podría asociar con el coeficiente de importancia descrito en el ítem A.2.5.2 del reglamento, el cual depende del grupo de uso en el que este clasificada la edificación evaluada, los grupos de uso se mencionan a continuación:
Grupo IV-Edificaciones indispensables
Grupo III-Edificaciones de atención a la comunidad
Grupo II-Estructuras de ocupación especial
Grupo I-Estructuras de ocupación normal
Los valores del coeficiente de importancia de acuerdo al grupo de uso se definen en la tabla A.2.5-1 del anexo B.
La edificación evaluada es una vivienda, la cual según la norma ASCE / SEI 31-03
no clasifica como instalación esencial y por dicha razón se evalúa para un nivel de
desempeño de preservación de la vida, a su vez la NSR-10 clasifica a la edificación
dentro de grupo de uso I-Estructuras de ocupación normal, grupo que tiene un
coeficiente de importancia igual a 1.
75
6.2.4 Nivel de sismicidad
Tabla 14. Determinación sismicidad de la edificación
DETERMINACIÓN SISMICIDAD DE LA EDIFICACIÓN
ASCE / SEI NSR-10
La norma en la tabla 1 del documento define la sismicidad de la edificación en niveles (bajo, moderado y alto), de acuerdo a valores de aceleración de respuesta y factores de amplificación del sitio, dichos factores aplican para las condiciones del suelo de las construcciones realizadas en Estados Unidos, los cuales no corresponden a la ubicación de la edificación evaluada, por ende los parámetros no tienen ninguna validez o aplicación.
El reglamento define la sismicidad de la edificación de acuerdo al ítem A.2.3 del anexo B, en zonas de amenaza sísmica (baja, intermedia y alta) y coeficientes de aceleración y velocidad pico efectiva. Por ende se determina la zona de amenaza de acuerdo al lugar de construcción de la edificación, que en este caso es Bogotá D.C. y los coeficientes se determinan del estudio de microzonificación sísmica de la zona.
Fuente: Autoría propia
De acuerdo a lo mencionado en la tabla 14, la sismicidad de la edificación se
determinó con los parámetros descritos en la NSR-10, en la cual, la tabla A.2.3.2
del anexo B, clasifica a Bogotá como zona de amenaza sísmica intermedia, que es
el equivalente al nivel de sismicidad moderado en la norma ASCE / SEI 31-03.
6.2.5 Tipo de edificación
El predio que se está evaluando está clasificado de acuerdo a la norma por el
sistema de fuerza lateral y el tipo de diafragma como tipo URMA (Muros de
Portantes de Mampostería No Reforzada con Diafragmas Rígidos), dicha
clasificación se encuentra en la tabla 2.2 del anexo A, en la cual se realiza la
siguiente descripción:
Estas edificaciones son similares a las edificaciones URM, con la excepción de que
los diafragmas son rígidos con respecto a los muros de mampostería no reforzada
y la estructura interior, en la edificación los diafragmas se componen de concreto
vaciado en sitio.
76
6.3 NIVEL 1 – FASE DE INSPECCIÓN
Una vez realizados y cumplidos los requisitos de evaluación se procede a
determinar si la edificación cumple con los criterios de las edificaciones de
referencia de la tabla 3.1 del anexo A.
La construcción fue realizada en Bogotá-Colombia, por ende, nunca ha sido
evaluada por ninguna norma americana, permitiendo ser evaluada por el
procedimiento del documento ASCE/SEI 31-03.
6.3.1 Nivel de investigación
Después de determinar que la edificación se evalúa para el nivel de desempeño de
preservación de la vida y nivel de sismicidad moderado (ASCE) o intermedio (NSR-
10), se realiza la evaluación de NIVEL 1-FASE DE INSPECCIÓN y se elabora una
lista de deficiencias.
Posteriormente como lo indica la tabla 3.3 del anexo A, la vivienda tipo URMA que
cuenta con tres pisos, no necesita una evaluación completa del nivel 2, por tal razón,
se lleva a cabo solo una evaluación de Nivel 2 para deficiencias.
En la evaluación de nivel 2 se requieren ensayos físicos de los materiales
constructivos y de cimentación, pero al tratarse de una investigación académica que
busca implementar la metodología descrita en el documento, no se cuenta con
recursos suficientes para la realización de los mismos y por ende los valores de las
propiedades de los materiales fueron supuestos, siguiendo lo descrito en el ítem
2.1.3.1 del anexo A, los valores por defecto utilizados son:
• fc = 14 MPa para concreto
• fy = 240 MPa para el acero de refuerzo
• Fv = 240 MPa para el acero estructural
• f’m = 7MPa
• vte = 0.14 MPa para unidades de mampostería de concreto
• vte = 0.07 MPa para unidades de mampostería de arcilla
• Fpe = 110 kN para resistencia efectiva de un torón presforzado.
• Τ = 70 kN/m2 Esfuerzo cortante en muros
77
6.3.2 Calculo fuerzas cortantes sísmicas
Calculo período fundamental de vibración de la edificación
Para determinar el periodo fundamental de la estructura la norma ASCE establece
parámetros de aplicación en el territorio de los Estados Unidos, por tal razón dichos
parámetros no sirven para su aplicación en el territorio colombiano.
En vista de esto se utilizara los lineamientos semejantes descritos por la NSR 10,
los cuales indican que el periodo T se asemeja a al periodo aproximado Ta descrito
en la ASCE, con la siguiente ecuación.
𝑇𝑎 = 𝐶𝑡ℎ𝛼
𝑇𝑎 = 0.049 x 7.20.75
𝑇𝑎 = 0,215 seg
Donde:
𝑇𝑎 = Período fundamental aproximado (en segundos) en la dirección en
consideración.
𝐶𝑡 = 0,049
ℎ𝑛 = altura (m) por encima del suelo hasta el nivel del techo
α = 0,75
Aceleración espectral asignada (𝑺𝒂)
La aceleración espectral, 𝑆𝑎, será calculada con la ecuación de A.2.6.3 de la norma
NSR 10.
Los parámetros para la aceleración espectral descritos en la ASCE no son apliques
para la zona en la cual se encuentra construida la edificación por tal razón se
utilizara los descritos en la norma NSR 10.
Los parámetros de la ASCE representan un sismo de 2% de probabilidad de
excedencia en 50 años (2500 años de periodo de retorno) a diferencias de los
parámetros de la NSR 10 que representan un sismo con un 10% de probabilidad
de excedencia en 50 años (475 años de periodo de retorno).
78
𝑆𝑎 = 2.5 𝐴𝑎 𝐹𝑎 𝐼
𝑆𝑎 = 2.5 𝑥 0.15 𝑥 2.1 𝑥 1
𝑆𝑎 = 0.789
Donde:
𝐴𝑎 = Coeficiente de amplificación que afecta la aceleración en la zona de periodos
intermedios, debido a los efectos del sitio.
𝐹𝑎 = Aceleración horizontal pico efectiva de seguridad limitada (g).
𝐼 = Coeficiente de importancia.
Calculo carga muerta de la edificación
Tabla 15. Calculo de la carga muerta de la edificación
CARGAS MUERTAS-ÁREA (Impuestas)
Código Categoría Descripción y/o observaciones
Carga (kN/m²)
CUBIERTA
D004 Cielo Raso Entramado metálico suspendido afinado en yeso.
0.5
D133 Especiales Instalaciones Técnicas 0.1
D132 Especiales Estructuras metálicas 0.18
D136 Especiales Teja plástica Ondulada 0.05
PESO CUBIERTA (kN/m²) 0.83
Área de piso (m²) 72 Peso de cubierta (kN) 59.76
TERCERA PLANTA
D006 Cielo Raso Pañete en yeso o concreto 0.25
D133 Especiales Instalaciones Técnicas 0.1
D017 Pisos y acabados Baldosa cerámica (20 mm) sobre 25 mm de mortero.
1.1
D078 Mampostería de bloque de arcilla
(pañetada en ambas caras) e= 200mm 3.1
D149 Especiales Placa Maciza e=20cm 4.8
Peso tercera planta (kN/m²) 9.35
Área de piso (m²) 67.7 Peso tercera planta (kN) 632.995
SEGUNDA PLANTA
79
CARGAS MUERTAS-ÁREA (Impuestas)
Código Categoría Descripción y/o observaciones
Carga (kN/m²)
D006 Cielo Raso Pañete en yeso o concreto 0.25
D133 Especiales Instalaciones Técnicas 0.1
D017 Pisos y acabados Baldosa cerámica (20 mm) sobre 25 mm de mortero.
1.1
D078 Mampostería de bloque de arcilla
(pañetada en ambas caras) e= 200mm 3.1
D149 Especiales Placa Maciza e=20cm 4.8
Peso segunda planta (kN/m²) 9.35
Área de piso (m²) 67.7 Peso segunda planta (kN) 632.995
SUPER ESTRUCTURA
PESO DE SUPER ESTRUCTURA (kN) 1314.33
W=Peso total (kN) 2640.08
Fuente: Autoría propia.
Calculo esfuerzos cortantes en la base
𝑉 = 𝐶 𝑆𝑎 𝑊
𝑉 = 1 𝑥 0.789 𝑥 2640.08
𝑉 = 2083,02 𝑘𝑁
Donde:
𝑉 = Pseudo fuerza lateral.
𝐶 = Factor de modificación para relacionar los desplazamientos inelásticos
máximos esperados con desplazamientos calculados para la respuesta elástica lineal. Tabla 3-4 del anexo A.
𝑆𝑎 = Aceleración horizontal pico efectiva de seguridad limitada (g).
𝑊 = Peso sísmico efectivo de la edificación.
80
Calculo esfuerzos cortantes en los pisos
La pseudo fuerza lateral, se deberá distribuir verticalmente de acuerdo con las
siguientes ecuaciones.
𝐹𝑥 = 𝑊𝑥 ℎ𝑥
𝑘
∑ 𝑤𝑖ℎ𝑖𝑘𝑛
𝑥=𝑗
𝑉
𝑉𝑗 = ∑𝐹𝑥
𝑛
𝑥=𝑗
En donde:
Vj = Fuerza de cortante de piso en el nivel j
n = Número total de pisos sobre el suelo
j = Número de nivel de piso en consideración
W = Peso sísmico total según la Sección
V = Pseudo fuerza lateral
wi = Porción de peso total de la edificación W localizado a nivel de piso i
wx = Porción de peso total de la edificación W Localizado a nivel de piso x
hi = Altura (m) desde la base hasta el nivel de piso i
hx = Altura (m) desde la base hasta el nivel de piso x
k = 1,0 para T = 0,5 segundos
k = 2,0 para T > 2,5 segundos; se debe utilizar interpolación lineal para los
valores intermedios de k
Para las edificaciones con diafragmas flexibles (Tipos SIA, S2A, S5A, C2A, C3A,
PC1, RM1, URM), se calculará por separado el cortante del piso para cada línea de
resistencia lateral.
81
Tabla 16. Esfuerzos cortantes en los pisos
NIVEL O PISO w (kN) h (m) w (kN) x h (m) Vj (kN)
Cubierta 59.76 7.2 3,097.96 95.53
3 632.995 7.2 32,814.46 1,060.50
2 632.995 5.95 22,409.61 1,475.36
1 1314.33 2.65 9,229.88 2,083.02
Fuente: Autoría propia.
Calculo esfuerzo cortante en muros a cortante.
6.3.3 Comprobaciones rápidas de resistencia y rigidez
𝑣𝑗𝑎𝑣𝑔
=1
𝑚(𝑉𝑗
𝐴𝑤)
En donde:
Vj = Cortante de piso en el nivel j.
Aw= Suma del área de sección transversal horizontal de todos los muros a
cortante en dirección de la carga.
Se tendrán en cuenta las aberturas al computar Aw. Para muros de mampostería,
se utilizará el área neta. Para los muros de pórticos de madera, se utilizará la
longitud en lugar del área.
Tabla 17. Esfuerzo cortante en muros a cortante
CORTANTES DE MURO
PARAMETRO Piso 1 Piso 2 Piso 2
Aw en Y (m2) 3.60 5.63 5.64
Aw en X (m2) 0.84 3.10 2.57
Vj avg (y) (Mpa) 0.39 0.17 0.13
Vj avg (x) (Mpa) 1.65 0.32 0.28
Fuente: Autoría propia.
82
Calculo desplazamientos de la estructura (Deriva)
Para esta comprobación (no contemplada en la norma) se plantea un modelo
conservador donde se considera que no hay acople vertical entre los muros y por
tanto se modela la rigidez lateral del muro como:
𝑘 =𝐸𝑒
3 (ℎ𝐿) + 4 (
ℎ𝐿)
3
Dónde:
E= Módulo de elasticidad.
e= Espesor efectivo del muro.
h= Altura del muro.
L= Longitud del muro.
Tabla 18. Desplazamientos de la estructura (Deriva)
NIVEL EJE Y SENTIDO L (m) e(m) K(kN/m) Participación vi
1ER PISO x1 12 0.15 2759375.506 49.74% 1036.18968
1ER PISO x2 3.82 0.15 28336.04753 0.51% 10.6406395
1ER PISO x3 12 0.15 2759375.506 49.74% 1036.18968
Σ 5547087.059 100.00% 2083.02
Desplazamiento piso 1 en X (m) 0.000375516
Deriva piso 1 en X (m) 0.000375516
1ER PISO y1 6 0.15 172460.9691 49.97% 1040.80769
1ER PISO y2 1.15 0.15 232.743297 0.07% 1.40461355
1ER PISO y3 6 0.15 172460.9691 49.97% 1040.80769
Σ 345154.6815 100.00% 2083.02
Desplazamiento piso 1 en Y (m) 0.006035033
Deriva piso 1 en Y (m) 0.006035033
DERIVA PISO 1 TOTAL (m) 0.006410549 % DERIVA 0.0042%
2DO PISO x1 12.5 0.15 6251428.898 48.95% 722.240809
2DO PISO x2 4.95 0.15 153730.5 1.20% 17.76081
2DO PISO x3 3.7 0.15 47989.49063 0.38% 5.5443274
2DO PISO x4 4 0.15 65550.98308 0.51% 7.57324379
2DO PISO x5 12.5 0.15 6251428.898 48.95% 722.240809
83
NIVEL EJE Y SENTIDO L (m) e(m) K(kN/m) Participación vi
Σ 12770128.77 100.00% 1475.36
Desplazamiento piso 2 en X (m) 0.000115532
Deriva piso 2 en X (m) 0.00245%
2DO PISO y1 6 0.15 331851.8519 29.44% 434.312303
2DO PISO y2 6 0.15 331851.8519 29.44% 434.312303
2DO PISO y3 4.1 0.15 72356.02012 6.42% 94.6962013
2DO PISO y4 3.8 0.15 53391.68541 4.74% 69.8765601
2DO PISO y5 2.2 0.15 5998.324646 0.53% 7.85032893
2DO PISO y6 6 0.15 331851.8519 29.44% 434.312303
Σ 1127301.586 100.00% 1475.36
Desplazamiento piso 2 en Y (m) 0.001308754
Deriva piso 2 en Y (m) 0.007343787
DERIVA PISO 2 TOTAL (m) 0.007834835 % DERIVA
3ER PISO x1 13 0.15 5649340.594 49.15% 521.219212
3ER PISO x2 2.75 0.15 11312.40968 0.10% 1.04370504
3ER PISO x3 4 0.15 50636.57407 0.44% 4.67182936
3ER PISO x4 5.1 0.15 133815.0787 1.16% 12.3460409
3ER PISO x5 13 0.15 5649340.594 49.15% 521.219212
Σ 11494445.25 100.00% 1060.5
Desplazamiento piso 3 en X (m) 0.000092262
Deriva piso 3 en X (m) 0.000583310
3ER PISO y1 6 0.15 256347.6563 32.91% 349.037624
3ER PISO y2 6 0.15 256347.6563 32.91% 349.037624
3ER PISO y3 2.2 0.15 4633.563006 0.59% 6.30896278
3ER PISO y4 2.2 0.15 4633.563006 0.59% 6.30896278
3ER PISO y5 1.3 0.15 564.9340594 0.07% 0.76920244
3ER PISO y6 6 0.15 256347.6563 32.91% 349.037624
Σ 778875.0288 100.00% 1060.5
Desplazamiento piso 3 en Y (m) 0.001361579
Deriva piso 3 en Y (m) 0.000009999
DERIVA PISO 3 TOTAL (m) 0.000593309 % DERIVA 0.00328%
Fuente: Autoría propia.
84
Calculo centro de masa y centro de rigidez de la estructura
Centro de masas
Tabla 19. Calculo centros de masa
NIVEL O PISO W (kN) W x Xi W x Yi Xcg Ycg
3 632.995 2,014.48 3,750.15 5.92 3.18
2 632.995 1,912.30 3,835.20 6.06 3.02
1 1314.33 3,896.40 7,614.36 5.79 2.96
Fuente: Autoría propia.
Centro de rigidez
Tabla 20. Calculo centros de rigidez
PISO Kx Ky dx dy Xk Yk
3 11494445.25 778875.0288 5.64 3.40 5.64 3.40
2 12770128.77 1127301.586 5.84 3.10 5.84 3.10
1 5547087.059 345154.6815 6.10 3.05 6.10 3.05
Centro de rigidez
6.3.4 Selección Listas De Verificación Nivel 1
De acuerdo a la tabla 3.2 del anexo A, la cual está en función del nivel de sismicidad
y nivel de desempeño se selecciona las siguientes listas de verificación de NIVEL
1:
Lista de verificación estructural básica
Lista de Verificación de Fallas Geológicas del Sitio y de Cimentación
Lista de verificación no estructural básica
Lista De Verificación Estructural Básica Para Edificaciones Tipo URMA: Muros
Portantes De Mampostería No Reforzada Con Diafragmas Rígidos
85
Tabla 21. Lista de Verificación Estructural Básica para Edificaciones Tipo URMA: Muros Portantes de Mampostería No Reforzada con Diafragmas Rígidos
3.7.15A Lista de Verificación Estructural Básica para Edificaciones Tipo URMA: Muros Portantes de Mampostería No Reforzada con Diafragmas Rígidos
Sistema de Construcción
C NC NA TRAYECTORIA DE CARGA: La estructura contiene una trayectoria de carga completa.
C NC NA MEZANINES: La edificación no tiene en su interior mezanines.
C NC NA
PISO DÉBIL: Hay discontinuidades de resistencia significativas en algunos elementos verticales del sistema de fuerza de resistencia lateral ya que la resistencia del sistema de fuerza lateral es inferior al 80 % en algunos de los pisos adyacentes.
NIVEL O PISO
Vj (kN) % PISO
ADYACENTE
3 1060.5 72%
2 1475.36 71%
1 2083.02 100%
C NC NA
PISO FLEXIBLE: No hay discontinuidades de rigidez significativas en ninguno de los elementos verticales del sistema de fuerza de resistencia lateral.
NIVEL O PISO
Vj (kN) % PISO
ADYACENTE
3 1060.5 72%
2 1475.36 71%
1 2083.02 100%
C NC NA
GEOMETRÍA: No hay cambios en la dimensión horizontal superiores al 30% con respecto a los niveles siguientes.
PLANTA LONGITUD % DE CAMBIO
1RA PLANTA 12 -----
2DA PLANTA 12.5 4%
3RA PLANTA 13 4%
C NC NA DISCONTINUIDADES VERTICALES: Todos los muros son continuos hasta la cimentación.
C NC NA
MASA: El cambio en la masa efectiva es menor del 50 % en los pisos 2 y 3 de la vivienda y la cubierta al ser liviana no se tiene en cuenta.
PISO PESO (kN) % CAMBIO
TECHO 23.76 CUBIERTA
LIVIANA
3 616.07 0
86
3.7.15A Lista de Verificación Estructural Básica para Edificaciones Tipo URMA: Muros Portantes de Mampostería No Reforzada con Diafragmas Rígidos
2 616.07 -
C NC NA
TORSIÓN: La distancia estimada entre el centro de masa y el centro de rigidez del piso es inferior al 20% del ancho de la edificación en cualquier dimensión en planta, es decir no supera 1.2 m. Revisar calculo centros de masa y centros de rigidez.
C NC NA DETERIORO DEL CONCRETO: No se observa deterioro a simple vista del concreto o acero de refuerzo en las losas de entrepiso y contra piso
C NC NA UNIDADES DE MAMPOSTERÍA: No se observa deterioro en las unidades de mampostería ya que estas se encuentran recubiertas por mortero.
C NC NA JUNTAS DE MAMPOSTERÍA: El mortero no se puede rasparse fácilmente lejos de las juntas
C NC NA FISURAS EN LOS MUROS DE MAMPOSTERÍA NO REFORZADA: No se observan fisuras diagonales
Sistema de Resistencia de Fuerza Lateral
C NC NA REDUNDANCIA: Hay dos líneas de muros a cortante en cada dirección principal.
C NC NA
COMPROBACIÓN DEL ESFUERZO CORTANTE: El esfuerzo cortante en los muros a cortante de mampostería no reforzada, es superior a 0.21 MPa.
𝑉 = 2083,02 𝑘𝑁 = 0.203 𝑀𝑃𝑎 < 0.21 MPa
Conexiones
C NC NA ANCLAJE DE MURO: No tiene ningún tipo de anclaje de muro
C NC NA TRANSFERENCIA DE CORTANTE A MUROS: No tiene ningún tipo de anclaje de muro
C NC NA CONEXIÓN VIGA/COLUMNA: La edificación es construida en mampostería no reforzada, por ende, no tiene columnas o vigas.
Fuente: López Palomino Paulo Marcelo. Propuesta de adaptación del documento ASCE/SEI 31-03 “evaluación sísmica de edificaciones existentes”. Tesis de maestría. Escuela colombiana de ingeniería Julio Garavito 2015.
87
Lista De Verificación De Fallas Geológicas Del Sitio Y De Cimentación
Tabla 22. Lista de Verificación de Fallas Geológicas del Sitio y de Cimentación
3.8 Lista de Verificación de Fallas Geológicas del Sitio y de Cimentación
Fallas Geológicas del Sitio
Los siguientes puntos deben ser completados para edificaciones en niveles de sismicidad altos o moderados.
C NC NA LICUEFACCIÓN: El edificio se encuentra en un sitio relativamente plano.
C NC NA FALLA DE TALUDES: El edificio se encuentra en un sitio relativamente plano.
C NC NA RUPTURA DE LA SUPERFICIE DE LA FALLA: La ruptura de la superficie de la falla y el desplazamiento de la superficie no se anticipan
Condición de las Cimentaciones
El siguiente punto debe ser completado para todas las evaluaciones de edificaciones de nivel 1.
C NC NA DESEMPEÑO DE LA CIMENTACIÓN: La estructura no muestra evidencia de movimiento excesivo de las cimentaciones
El siguiente punto deberá ser completado para edificaciones en niveles moderado o alto de sismicidad evaluada por el Nivel de Desempeño de Ocupación Inmediata.
C NC NA DETERIORO: Nivel de desempeño de Preservación de la Vida
Capacidad de las Cimentaciones
C NC NA SOPORTES DE VIGAS, VIGUETAS Y CERCHAS: Los muros de mampostería no reforzada de la edificación no soportan vigas, viguetas y cerchas.
El siguiente punto debe ser completado para todas las evaluaciones de edificaciones de nivel 1
C NC NA CIMENTACIONES DE POSTES: Cimentaciones de postes no utilizados
Los siguientes puntos deben ser completados para edificaciones en niveles de sismicidad moderado y ser evaluados para nivel de desempeño de Ocupación Inmediata; y para edificaciones con niveles de sismicidad
altos.
C NC NA VOLCAMIENTO: Relación entre la base / altura = 12 m /7.2 m = 1,66> 0.6 Sa = 0,6 (1,00) = 0,6.
C NC NA ENLACES ENTRE LOS ELEMENTOS DE LAS CIMENTACIONES: Las zapatas están restringidas por losas.
C NC NA CIMENTACIONES PROFUNDAS: Nivel de desempeño de Preservación de la Vida.
C NC NA LUGARES (SITIOS) INCLINADOS: Nivel de desempeño de Preservación de la Vida.
Fuente López Palomino Paulo Marcelo. Propuesta de adaptación del documento ASCE/SEI 31-03 “evaluación sísmica de edificaciones existentes”. Tesis de maestría. Escuela colombiana de ingeniería Julio Garavito. 2015.
88
Lista De Verificación Básica Del Componente No Estructural
Tabla 23. Lista de Verificación Básica del Componente No Estructural
3.9.1 Lista de Verificación Básica del Componente No Estructural
Particiones
C NC NA MAMPOSTERÍA NO REFORZADA: Los muros en mampostería no reforzada no están arriostrados
Sistemas de Cielo Raso
C NC NA SOPORTE: No hay cielos rasos en la vivienda
Accesorios de Iluminación
C NC NA ILUMINACIÓN DE EMERGENCIA: La edificación no cuenta con iluminación de emergencia
Revestimiento y Acristalamiento
C NC NA ANCLAJE DE REVESTIMIENTOS: No hay revestimiento exterior de la vivienda
C NC NA DETERIORO: No hay revestimiento exterior de la vivienda
C NC NA AISLAMIENTO DE REVESTIMIENTOS: No hay revestimiento exterior de la vivienda
C NC NA PANELES DE VARIOS PISOS: La edificación no tiene paneles
C NC NA CONEXIONES PORTANTES: La edificación no tiene paneles
C NC NA INSERCIONES: No se emplean inserciones en las conexiones de concreto
C NC NA CONEXIÓN DE LOS PANELES: La edificación no tiene revestimiento exterior
Enchapado de Mampostería: No hay enchape de mampostería; los puntos de esta sección no son aplicables (N/A).
C NC NA ÁNGULOS DE SOPORTE: No hay presencia de enchape en la mampostería
C NC NA ESTRIBOS: No hay presencia de enchape en la mampostería
C NC NA PLANOS DEBILITADOS: No hay presencia de enchape en la mampostería
C NC NA DETERIORO: No hay presencia de enchape en la mampostería
Parapetos, Cornisas, Ornamentación y Accesorios
C NC NA PARAPETOS DE MAMPOSTERÍA NO REFORZADA: Relación altura-espesor superior a 1.5. h / t = 2.4 m /0.6 m =4> 1,5
C NC NA MARQUESINAS: La edificación no tiene marquesinas
Chimeneas
C NC NA CHIMENEAS DE MAMPOSTERÍA NO REFORZADA: La edificación no tiene chimeneas de mampostería no reforzada.
Escaleras
89
3.9.1 Lista de Verificación Básica del Componente No Estructural
C NC NA MUROS DE MAMPOSTERÍA NO REFORZADA: Los muros de encerramiento alrededor de las escaleras no tienen una relación altura-espesor mayor de 12 a 1.
C NC NA DETALLES DE LA ESCALERA: No hay estructuras resistentes a momento.
Contenidos y Equipamiento de la Edificación
C NC NA CONTENIDOS ALTOS Y DELGADOS: El mobiliario de la edificación no está anclada pero ninguno tiene relación de altura-profundidad o de altura-ancho mayor de 3 a 1
Equipo Eléctrico y Mecánico
C NC NA CORRIENTE DE EMERGENCIA: La edificación no cuenta con equipo eléctrico de emergencia
C NC NA EQUIPO CON CONTENIDO MATERIALES PELIGROSOS: La edificación no tiene equipos con contenido de materiales peligrosos.
C NC NA DETERIORO: Los equipos eléctricos o mecánicos no presentan anclaje
C NC NA EQUIPO ADOSADO: No hay equipos adosados a cielo rasos o muros
Tuberías
C NC NA TUBERÍA CONTRA INCENDIOS: La edificación no cuenta con tuberías contra incendios
C NC NA ACOPLES FLEXIBLES: Las redes de la edificación presentan acoplamientos rígidos.
Almacenamiento y Distribución de Materiales Peligrosos
C NC NA SUSTANCIAS TÓXICAS: En la vivienda no hay sustancias tóxicas o peligrosas que se almacenan.
Fuente: López Palomino Paulo Marcelo. Propuesta de adaptación del documento ASCE/SEI 31-03 “evaluación sísmica de edificaciones existentes”. Tesis de maestría. Escuela colombiana de ingeniería Julio Garavito. 2015.
Deficiencias Fase de Inspección (Nivel 1)
Una vez realizada la fase de inspección de la norma, fueron identificadas las
siguientes deficiencias en los criterios estructurales, no estructurales y de
cimentación.
1. Comprobación del esfuerzo cortante 2. Piso débil 3. Anclaje de muro 4. Mampostería no reforzada 5. Acoples flexibles
90
Al encontrarse falencias en la evaluación realizada de nivel 1 se procede a realizar
la fase de evaluación nivel 2 solo para deficiencias.
6.4 NIVEL 2 - FASE DE EVALUACIÓN
Se realiza una evaluación de nivel 2 solo para deficiencias encontradas en el nivel
1, en vista que la edificación no presenta patologías visibles que pongan en peligro
la vida de los ocupantes, pero con el fin de mitigar los efectos de los esfuerzos
aplicados sobre esta, se realiza una sugerencia de reforzamiento a la estructura y/o
procedimiento de mitigación.
6.4.1 Comprobación piso débil.
Con el fin de revisar la falencia presentada en el nivel 1 se realizaran los siguientes
procedimientos.
Análisis de conformidad con los procedimientos establecidos en la sección 4.2 del
anexo A.
Calculo de la resistencia del piso.
Adecuación de los elementos resistentes a fuerzas laterales del piso no conforme y
comprobación de la capacidad de resistir a la mitad de la pseudo fuerza lateral total.
6.4.2 Comprobación Del Esfuerzo Cortante
El procedimiento que se seguirá para revisar o comprobar la falencia será realizar
un análisis de conformidad con la Sección 4.2, en donde se evaluará la adecuación
de los elementos de muro a cortante de mampostería no reforzada utilizando los
factores m.
Siguiendo los parámetros y procedimientos descritos en la norma Se evalúa la
edificación usando el método estático lineal en donde se desarrolla un modelo
matemático bidimensional de la edificación, teniendo en cuenta que los efectos de
la torsión en la estructura son muy pequeños.
91
Se realiza una evaluación de los elementos de muro de mampostería no reforzada
a esfuerzos cortantes, utilizando los modelos de análisis dinámico y estático para
analizar el primero con respecto a las derivas y el segundo a las solicitaciones
requeridas en dos casos: muros con dos apoyos y muros en voladizo.
Modelo Estático
Este modelo se planteó como la superposición de dos estados de carga, uno con la
fuerza sísmica actuando en el centro de gravedad del muro (hm/2) y otro donde se
produce un desplazamiento en un apoyo por efectos de la deriva de piso, como se
ilustra a continuación.
Ilustración 9. Modelo estático: Muro con dos apoyos.
De la suma de estos dos estados se originan las siguientes expresiones para las
solicitaciones en el muro:
𝑀𝑚á𝑥 = 𝐹𝑝 ∗ℎ𝑚
4+𝑊 ∗
∆
2
𝑅𝑎 =𝐹𝑝
2−𝑊 ∗
∆
2 ∗ ℎ𝑚
92
𝑅𝑏 =𝐹𝑝
2+𝑊 ∗
∆
2 ∗ ℎ𝑚
Para el voladizo se presenta el siguiente modelo:
𝑅𝑎 = 𝐹𝑝
𝑀 𝑚á𝑥 = 𝐹𝑝 ∗ℎ𝑚
2
Ilustración 10. Modelo estático: muro en voladizo.
Para realizar la revisión se comparó con el valor asumido por defecto para esfuerzo
cortante τ= 70 kN/m2.
En la tabla del cálculo de derivas obtenidas en el numeral 8.3.2 resultados de las
derivas en el desarrollo metodológico de la norma NSR 10, se relacionan los
resultados obtenidos para las solicitaciones que se presentan en cada uno de los
muros de mampostería no reforzada en la edificación.
6.4.3 Comprobación anclaje de Muro
En la evaluación realizada de nivel 1 se identifica que en la edificación no existe
ningún tipo de anclaje y por esta razón se determina que la vivienda necesita un
sistema de anclajes que aporte resistencia a tensión.
93
6.4.3 Comprobación acoplamientos Flexibles
De acuerdo a la norma las red de suministro de gas debe tener acoples flexibles
para permitir el movimiento de la edificación en separaciones sísmicas, pero dicha
norma no establece un procedimiento de evaluación adicional cuando este no se
cumple, por tal razón se realiza la recomendación de cambiar lo acoples rígidos por
unos flexibles y de esta manera prevenir fallas en las tuberías que atraviesan juntas
sísmicas, debido a la diferencia de movimiento de las dos estructuras adyacentes.
94
7. DESARROLLO DE LA EVALUACIÓN DE VULNERABILIDAD SÍSMICA
SEGÚN LA NORMA SISMO RESISTENTE (NSR 10)
7.1 INFORMACIÓN PRELIMINAR
7.1.1 Etapa 1
La edificación cumple con el alcance propuesto en numeral A.10.1.3. de la norma.
7.1.2 Etapa 2
Se va a realizar la evaluación mediante el método descrito en la norma NSR-10 a la edificación localizada en la Cra. 3b este No. 84ª – 19 sur, localidad 5: Usme, UPZ 57: Gran Yomasa, de la ciudad de Bogotá D.C. Esta edificación es de uso residencial, grupo I.
Características Sísmicas
Al carecer de datos certeros sobre el suelo de la estructura, se toman como
elemento base los resultados de la microzonificación sísmica de Bogotá.
Cuando se trate de edificaciones que sean objeto del procedimiento de seguridad
limitada del Título A. 10 de la NSR-10, para efectos de su evaluación e intervención,
se acogen los coeficientes y curvas de seguridad limitada para edificaciones de la
"Tabla A.4. Coeficientes y curvas de seguridad limitada" de la norma, así:
Coeficientes de seguridad limitada para suelo de depósito de ladera
Tabla 24. Parámetros sísmicos.21
ZONA Fa Fv Tc (seg) TL (seg) A0 (g)
DEPÓSITO LADERA
1.70 1.95 0.55 3.0 0.20
Fuente: microzonificación sísmica de Bogotá presente en el decreto 523 de 2010 del distrito de Bogotá “por el cual se adopta la microzonificación sísmica de Bogotá D.C.
21 ALCALDÍA MAYOR DE BOGOTÁ. Decreto 523 de 2010: Por el cual se adopta la microzonificación de la ciudad de Bogotá D.C.
95
Siguiendo los parámetros descritos en la sección 6.4.5 se determinó el espectro
correspondiente que será usado para el posterior cálculo de las fuerzas sísmicas
que serán impuestas a los elementos no estructurales y serán usados para las
comprobaciones rápidas de nivel 1.
Esta edificación posee muros portantes perimetrales que constan de bloque de arcilla no reforzada igual con los muros interiores de soporte. Los diafragmas son rígidos con respecto a los muros de mampostería no reforzada y la estructura interior, los diafragmas se componen de concreto reforzado vaciado en sitio.
Restricciones De La Investigación.
La edificación correspondiente al caso de estudio no presenta documentación con
relación a su diseño y construcción. Para realizar la evaluación, se establecerán a
continuación los criterios base que determinen las condiciones iniciales en que
probablemente se encuentre la estructura.
Se asumirá el valor por defecto establecido para la resistencia al cortante y a la
compresión de mampostería:
Valores Por Defecto
fy = 240 MPa para el acero de refuerzo
Fv = 240 MPa para el acero estructural
f’m= 7MPa
vte = 0.14 MPa para unidades de mampostería de concreto
vte = 0.07 MPa para unidades de mampostería de arcilla
Por aspectos económicos y por tratarse de una investigación de carácter académico
con el fin de aplicar la metodología propuesta, no fue posible realizar ningún tipo de
ensayo ya que no se contó con la autorización del dueño, y por tanto la investigación
de la cimentación no pudo realizarse con datos exactos.
a) Investigación de la estructura (fallas locales, deflexiones excesivas, corrosión
de las armaduras y otros indicios de su comportamiento.)
NINGUNA
96
b) La ocurrencia de asentamientos de la cimentación y su efecto en la
estructura.
NINGUNA
c) Ocurrencia en el pasado de eventos extraordinarios que hayan podido
afectar la integridad de la estructura, debidos a explosión, incendio, sismo,
remodelaciones previas, colocación de acabados que hayan aumentado las
cargas, y otras modificaciones. A ocurrencia de asentamientos de la
cimentación y su efecto en la estructura.
NINGUNA
Registro Fotográfico de la Muestra en Cuestión
Se realiza un registro fotográfico de la edificación para identificar los diferentes
detalles de la estructura.
Ilustración 11. Vista frontal y lateral de la fachada de la edificación.
Fuente: Autoría propia
97
Ilustración 12. Vista de placa tercer piso de la edificación.
Fuente: Autoría propia
Ilustración 13. Vista de la placa de techo segundo piso de la edificación.
Fuente: Autoría propia
98
Planos Arquitectónicos De La Muestra En Cuestión
Para la realización de este proyecto fue necesario elaborar los planos record en
formato DWG de la edificación a evaluar, entre los cuales encontramos:
Planta de cimentación
Planta del piso tercero
Planta del piso segundo
Planta del piso primero
Corte transversal
Corte longitudinal
Plano de Fachada
Ilustración 14. Planta de cimentación de la edificación
Fuente: Arquitectonicos01.dwg autoría propia
Fuente: Arquitectonicos01.dwg autoría propia
99
Ilustración 15. Planta de tercer piso de la edificación
Ilustración 16 Planta de segundo piso de la edificación.
Fuente: Arquitectonicos01.dwg autoría propia
Fuente: Arquitectonicos01.dwg autoría propia
Ilustración 16. Planta de segundo piso de la edificación.
Fuente: Arquitectonicos01.dwg autoría propia
100
Ilustración 17. Corte longitudinal de la edificación.
Fuente: Arquitectonicos01.dwg autoría propia
Fuente: Arquitectonicos01.dwg autoría propia
Ilustración 18. Vista longitudinal de la edificación
Fuente: Arquitectonicos01.dwg autoría propia
101
Ilustración 19. Fachada principal de la edificación
Fuente: Arquitectonicos01.dwg autoría propia
Ilustración 20. Corte transversal de la edificación
Fuente: Arquitectonicos01.dwg autoría propia
102
7.1.3 Etapa 3
Valoración Cualitativa de la Edificación22
a) Calidad del diseño de la estructura original y su sistema de cimentación y de
la construcción de la misma.
MALA
b) Debe investigarse la estructura con el fin de determinar su estado a través
de indicios de su comportamiento:
Fallas locales: Ninguna
Deflexiones excesivas: Ninguna
Corrosión de las armaduras: No presenta
c) Debe investigarse la ocurrencia de asentamientos de la cimentación y su
efecto en la estructura.
NINGUNA
d) Debe determinarse la posible ocurrencia en el pasado de eventos
extraordinarios que hayan podido afectar la integridad de la estructura,
debidos a explosión, incendio, sismo, remodelaciones previas, colocación de
acabados que hayan aumentado las cargas, y otras modificaciones.
NINGUNA
22 Norma NSR 10 título A por índice (A.10.2.1) pág. A-100
103
7.2 EVALUACIÓN DE LA ESTRUCTURA EXISTENTE (ETAPA 4-9)
7.2.1 Datos Generales Para La Evaluación Sísmica
Tabla 25. Datos generales para evaluación de vulnerabilidad sísmica según NSR 10.23
Datos generales
Departamento Cundinamarca
Municipio Bogotá D.C
Código Municipio 11001
Zona de Amenaza Sísmica Intermedia
Aa 0,15
Av 0,2
Ae 0,13
Ad 0,06
Tipo de suelo E
Fa 2,1
Fv 3,2
Grupo de uso I
Coeficiente de sitio umbral D (Ŝ) 4,0
Coeficiente de importancia (I) 1
Periodo corto (Tc) 0,975
Periodo largo (TL) 7,680
To 0,203
Tcd 2,000
TLd 9,600
Sistema estructural de resistencia sísmica
Muros portantes en mampostería no reforzada
Altura edificación (H) 7,600
Ct 0,047
Α 0,9
23 NSR 10 APÉNDICE A 4 Valores de Aa, Av, Ae, Ad y definición de la zona de amenazas sísmica de los municipios colombianos (Pág. A-167) Tabla A.2.4-1 Clasificación de los perfiles del suelo (Pág. A-22) Figura A.2.4-1 Coeficiente de amplificación Fa del suelo para la zona de los periodos cortos del espectro (Pág. A-24) Figura A.2.4-2 Coeficiente de amplificación Fa del suelo para la zona de los periodos cortos del espectro (Pág. A-25) Tabla A.2.5-1 Valores del coeficiente de importancia, Grupo 1 (A-26) Tabla A.4.2-1 Valor de los parámetros Ct y a para el cálculo del periodo aproximado Ta (Pág. A-64)
104
Datos generales
Periodo aproximado (Ta) 0,29
Aceleración espectral (Sa) 0,78750
Aceleración espectral U.D (Sad) 0,180
Fuente: Autoría propia
7.2.2 Evaluación De Las Cargas Para La Muestra En Cuestión
Tabla 26. Evaluación de cargas según norma NSR 1024
Fuente: Autoría propia
24 Tabla B.3.4.1-1, B.3.4.1-2, B.3.4.1-3, B.3.4.1-4 Cargas Muertas mínimas de los elementos no estructurales
horizontales (Cielo raso, Relleno de pisos, Pisos, Cubiertas) (Pág. B-10 B-11 b-12)
Código CategoríaCarga
(kN/m²)
D004 Cielo Raso 0
D133 Especiales 0,1
D132 Especiales 0,18
D136 Especiales 0,05
0,33
Área de piso
(m2)72,00 23,76
D006 Cielo Raso 0
D133 Especiales 0,1
D017 Pisos y acabados 1,1´+
D078Mampostería de bloque de arcilla
(pañetada en ambas caras)3,1
D149 Especiales 4,80
9,10
Área de piso
(m2)67,7 616,07
D006 Cielo Raso 0
D133 Especiales 0,1
D017 Pisos y acabados 1,1
D078Mampostería de bloque de arcilla
(pañetada en ambas caras)3,1
D149 Especiales 4,80
9,10
Área de piso
(m2)67,7 616,07
1314,33
MODELO ETABS CALCULADO Diferencia %
Superimpuesta 1325,75 1255,90 69,85 5,26872%
Muerta 1314,33 1314,33 0 0,00000%
2640,08 2570,23 69,85 2,64575%
Peso total (kN) 2640,08
Código CategoríaCarga
(kN/m²)
L025 Residencial 1,8
L026 Residencial 3
L035 Cubiertas 0,5
Código CategoríaCarga
(kN/m²)
A001 Granizo 1
A004 Empozamiento 0,49
2do piso
Peso de 2do piso (kN)
Baldosa cerámica (20 mm) sobre 25 mm de
Pañete en yeso o concreto
Instalaciones Técnicas
Placa Maciza e=20cm
Peso de 2do piso (kN/m2)
e= 200mm
Rebose a 5 cm del nivel de piso
Super estructura
Descripcion y/o observaciones
Municipios con altitud mayor a 2000 m.s.n.m,
cubierta inclinación menor a 15°
CARGAS VIVAS-ÁREA
Descripcion y/o observaciones
CubiertaCubiertas inclinadas con pendiente de 15° o menos en
estructura metálica o de madera con imposibilidad
física
de verse sometidas a cargas superiores a la aquí
estipulada
Escaleras
Cuartos privados y sus corredores
CARGAS AMBIENTALES-ÁREA
Peso de Super estructura (kN)
Entramado metálico suspendido afinado en
yeso.
Cubierta
CARGAS MUERTAS-ÁREA (Impuestas)
Peso de Cubierta (kN)
Instalaciones Técnicas
Descripcion y/o observaciones
Estructuras metálicas
Teja plástica Ondulada
Peso de Cubierta (kN/m2)
Placa Maciza e=20cm
Peso de 3er piso (kN/m2)
Peso de 3er piso (kN)
3er piso
Pañete en yeso o concreto
Instalaciones Técnicas
Baldosa cerámica (20 mm) sobre 25 mm de
mortero.
e= 200mm
105
7.2.3 Determinación De La Fuerza Cortante En La Base
Ilustración 21. Espectro de diseño25
Fuente: Autoría propia
7.2.4 Determinación De La Fuerza Cortante En La Base
Vs = M*Sa
Vs= Cortante en la base de la edificación (kN)
M= Masa registrada del proyecto
Sa= Máxima aceleración horizontal de diseño
3.2.2.4 Cortante estático calculado
Peso (kN) Vs (kN)
2640,08 2079,06
CORRECCIONES DEL CORTANTE EN LA BASE (Fuerza
horizontal equivalente) Estándar
Fuerza cortante por análisis pseudo-estático 2079,06
Clasificación de la edificación Regular
Cortante Dinámico Requerido (80% del Cortante
estático) 1663,25
Cortante basal dinámico (SPECX) por software 1148,53
25 Norma NSR 10 título A por índice (A.2.6) Espectro de diseño pág. A-100
106
Cortante basal dinámico (SPECY) por software 1770,39
Factor de Corrección - Sentido X 1,4482
Factor de Corrección - Sentido Y 1,0000
Cortante basal dinámico corregido X 1663,25
Cortante basal dinámico corregido Y 1770,39
7.2.5 Sistema Estructural [Tabla A.3-3]
Tabla 27. Sistema estructural de pórtico resistente a momentos26
Tipo de sistema A. Sistema de muros de carga
Sistema de resistencia sísmica (Fuerzas horizontales) Mampostería no reforzada
Sistema de resistencia para cargas verticales Mampostería no reforzada
Coeficiente de capacidad de disipación de energía Ro
Rox 1,0
Roy 1,0
Coeficiente de sobre resistencia Ωo 3,0
Zona de amenaza sísmica Intermedia
Uso permitido No
Altura máxima
Nota: Nótese que por el sistema estructural y la zona sísmica no es permitido la
construcción de estas edificaciones, por lo tanto la estructura que se está evaluando
no cumple con la evaluación de vulnerabilidad sísmica según la norma NSR 10.
26 Norma NSR 10 título A por índice (tabla A.3-3) sistema estructural de pórtico resistente a momentos pág. A-55
107
7.2.6 Coeficientes De Reducción Ro
Tabla 28. Coeficientes de reducción Ro27
Fuente: Autoría propia
7.2.7 Ausencia De Redundancia En El Sistema Estructural
De acuerdo a la evaluación de cumplimiento de los requerimientos descritos en
A.3.3.8.1 y A.3.3.8.2 para el sistema estructural se determina el coeficiente de
reducción de la capacidad de disipación de energía causado por ausencia de
redundancia en el sistema de resistencia sísmica.
Tabla 29. Ausencias de redundancias para ambos sentidos28
PARÁMETRO Cumple Φr
Ausencia de Redundancia en el sentido X Si 0,75
Ausencia de Redundancia en el sentido Y Si 1,00
27 Norma NSR 10 título A por índice (A.3.3.8.2 pág. A-44) 28 Norma NSR 10 título A por índice (A.3.3.8.2 pág. A-44)
A. IRREGULARIDADES EN ALTURA Cumple φa
1aA Si 1,0
1bA Si 1,0
2A Si 1,0
3A Si 1,0
4A Si 1,0
5aA Si 1,0
5bA Si 1,0
1,0
B. IRREGULARIDADES EN PLANTA Cumple Φp
1aP Si 1,0
1bP Si 1,0
2P Si 1,0
3P Si 1,0
4P Si 1,0
5P Si 1,0
1,0
Piso débil-Dicontinuidad en la resistencia
Piso débil-Dicontinuidad extrema en la resistencia
COEFICIENTES DE REDUCCIÓN DE Ro
Piso flexible (Iregularidad en rigidez)
Piso flexible (Iregularidad Extrema en rigidez)
Irregularidad en la distribución de masas
Irregularidad Geométrica
Desplazamientos dentro del plano de acción
Coeficiente de reducción de energía por irregularidad en altura
Irregularidad torsional
Irregularidad torsional extrema
Retrocesos excesivos en las esquinas
Discontinuidad en el diafragmaDesplazamientos dentro del plano de acción de elemento
verticales
Sistemas no paralelos
Coeficiente de reducción de energía por irregularidad en planta
108
7.2.8 Coeficientes De Reducción De Resistencia Sísmica Corregidas
Apoyado en la ecuación A.3.3.1 de la NSR-10
Tabla 30. Coeficientes de reducción de resistencia sísmica
Fuente: Autoría propia
7.2.9 Aceleraciones Corregidas Para Diseño
Tabla 31. Aceleraciones corregidas para diseño
PARÁMETRO Dir SPEC X SPECY
Coeficiente para análisis (sin corregir) U1 9,8061 2,9418
U2 2,9418 9,8061
Coeficiente para análisis (corregido) U1 14,2008 N/A
U2 N/A 9,8061
Coeficientes para diseño a flexión U1 18,934 N/A
U2 N/A 9,806
Fuente: Autoría Propia
Se aclara que para efectos de diseño a cortante se multiplica por el factor dado
por el coeficiente (Ω0) para columnas y se han creado dentro del modelo unas
combinaciones de carga específicas con estas condiciones, para el caso de las
vigas ETABS chequea de acuerdo a C.21.3.3
Rx 0,75
Ry 1,00
𝑅 = 𝑎 𝑅0
109
7.2.10 Análisis De Derivas
Aceleración espectral (Sa) 0,79
DETERMINACIÓN DE LA FUERZA CORTANTE EN LA BASE
Vs = M*Sa
Vs= Cortante en la base de la edificación (kN)
M= Masa registrada del proyecto
Sa= Máxima aceleración horizontal de diseño
CORTANTE ESTÁTICO CALCULADO
Peso (kN) Vs (kN)
2640,08 2079,06
CORRECCIONES DEL CORTANTE EN LA BASE Estándar
Fuerza cortante por análisis pseudo-estático 2079,06
Clasificación de la edificación Regular
Cortante Dinámico Requerido (80% del Cortante estático) 1663,25
Cortante basal dinámico (SPECX) 1148,53
Cortante basal dinámico (SPECY) 1770,39
Factor de Corrección - Sentido X 1,4482
Factor de Corrección - Sentido Y 1,0000
Cortante basal dinámico corregido X 1663,25
Cortante basal dinámico corregido Y 1770,39
7.2.11 Aceleraciones Corregidas Para El Análisis De Las Derivas
Tabla 32. Aceleraciones corregidas para el análisis de derivas
PARÁMETRO Dir SPEC X SPECY
Coeficiente para análisis de deriva (sin corregir) U1 9,8061 2,9418
U2 2,9418 9,8061
Coeficiente para análisis de deriva (corregido) U1 14,201 N/A
U2 N/A 9,8061
Fuente: Autoría propia
110
7.2.12 Análisis De Derivas Para El Umbral De Daño
Aceleración espectral para el umbral de
daño (Sad) 0,2
DETERMINACIÓN DE LA FUERZA CORTANTE EN LA BASE
Vsd = M*Sad
Vs=
Cortante en la base de la edificación[Umbral de
daño] (kN)
M= Masa registrada del proyecto
Sa=
Máxima aceleración horizontal de diseño [Umbral de
daño]
CORTANTE ESTÁTICO CALCULADO
Peso (kN)
Vs
(kN)
2640,08 424,52
CORRECCIONES DEL CORTANTE EN LA BASE
Estánd
ar
Fuerza cortante por análisis pseudo-estático 424,52
Clasificación de la edificación
Irregul
ar
Cortante Dinámico Requerido (90% del Cortante estático) 382,07
Cortante basal dinámico (SPECX) 949,44
Cortante basal dinámico (SPECY) 804,94
Factor de Corrección - Sentido X 1,0000
Factor de Corrección - Sentido Y 1,0000
Cortante basal dinámico corregido X 949,44
Cortante basal dinámico corregido Y 804,94
111
7.2.13 Cálculo del índice de sobresfuerzo
Determinación del índice de sobreesfuerzo
El índice de sobresfuerzo se halla al dividirse la fuerza o esfuerzo que se le exige al
aplicarle las solicitaciones equivalentes, mayoradas de acuerdo con el
procedimiento dado en el Título B del Reglamento y para las combinaciones de
carga dadas allí denominado como resistencia existente (Nex) , por la resistencia
efectiva del elemento. (Nef).
Resistencia efectiva
La resistencia efectiva (Nef) de los elementos, o de la estructura en general, debe
evaluarse como el producto de la resistencia existente (Nex) , multiplicada por los
coeficientes de reducción de resistencia φc y φe , así:
Nef = φc φe Nex
Donde a φc y φe se les asigna el valor dado en la Tabla A.10.4-1, dependiendo de
la calificación de la calidad y estado de la estructura definidas en A.10.2.2.1 y
A.10.2.2.2.
Entonces tenemos que según el análisis cualitativo de la calidad de diseño y la
construcción y estado de la edificación según los numerales A.10.2.2.1 y A.10.2.2.2.
de la norma NSR 10 se concluye que es una construcción con una valoración MALA
teniendo un coeficiente φc y φe de 0.6 lo que nos lleva al siguiente cálculo del índice
de sobresfuerzo:
A continuación se presenta la tabla de análisis y definición del índice de sobre
esfuerzo de la estructura:
112
Ilustración 22. Diagrama de esfuerzos combinación B245E Y B242C
Fuente: Autoría Propia
Tabla 33: Determinación del índice de sobreesfuerzo por piso, muros (CUB)
FUERZAS EN ÁREAS Y ELEMENTOS / EJES : 1=X; 2=Y
PIS
O
EL
EM
EN
TO
NO
DO
COMBINACIÓN EN ETABS
F11 F22 F12 FMAX FMIN cφ
eφ Nef = φc φe Nex
ÍNDICE DE SOBREESFUERZO
PROMEDIO DEL ÍNDICE DE SOBREESFUERZO
POR PISOS
CUB Wall 5 B241 -2.52 -12.58 6.61 0.76 -15.86 0.6 0.6 -5.7096 2.3
2.1
CUB Wall 645 B241 -2.31 -11.53 16.16 9.88 -23.73 0.6 0.6 -8.5428 3.7
CUB Wall 645 B241 -10.88 -13.25 -6.43 -5.53 -18.6 0.6 0.6 -6.696 0.6
CUB Wall 5 B241 -11.09 -14.3 -15.97 3.36 -28.75 0.6 0.6 -10.35 0.9
CUB Wall 5 B242A -2.26 -11.3 7.16 1.69 -15.24 0.6 0.6 -5.4864 2.4
CUB Wall 645 B242A -2.04 -10.18 17.36 11.72 -23.94 0.6 0.6 -8.6184 4.2
CUB Wall 645 B242A -11.86 -12.14 -6.96 -5.04 -18.96 0.6 0.6 -6.8256 0.6
CUB Wall 5 B242A -12.08 -13.26 -17.15 4.49 -29.83 0.6 0.6 -10.7388 0.9
CUB Wall 5 B242B -2.45 -12.25 7.13 1.3 -16.01 0.6 0.6 -5.7636 2.4
CUB Wall 645 B242B -2.11 -10.57 17.35 11.52 -24.2 0.6 0.6 -8.712 4.1
CUB Wall 645 B242B -11.76 -12.5 -6.92 -5.2 -19.06 0.6 0.6 -6.8616 0.6
CUB Wall 5 B242B -12.1 -14.18 -17.15 4.04 -30.32 0.6 0.6 -10.9152 0.9
CUB Wall 5 B242C -2.26 -11.28 7.16 1.7 -15.23 0.6 0.6 -5.4828 2.4
CUB Wall 645 B242C -2.03 -10.17 17.36 11.72 -23.93 0.6 0.6 -8.6148 4.2
CUB Wall 645 B242C -11.86 -12.14 -6.96 -5.04 -18.96 0.6 0.6 -6.8256 0.6
CUB Wall 5 B242C -12.08 -13.24 -17.15 4.5 -29.83 0.6 0.6 -10.7388 0.9
CUB Wall 5 B243B -11.21 -18.22 -15.81 1.48 -30.91 0.6 0.6 -11.1276 1.0
CUB Wall 5 B243C -2.7 -13.51 6.52 0.37 -16.58 0.6 0.6 -5.9688 2.2
CUB Wall 645 B243C -2.21 -11.04 16.03 10 -23.25 0.6 0.6 -8.37 3.8
CUB Wall 645 B243C -10.67 -12.73 -6.33 -5.29 -18.11 0.6 0.6 -6.5196 0.6
CUB Wall 5 B243C -11.16 -15.2 -15.84 2.78 -29.15 0.6 0.6 -10.494 0.9
CUB Wall 5 B244A -2.29 -11.46 6.59 1.15 -14.91 0.6 0.6 -5.3676 2.3
CUB Wall 645 B244A -2.04 -10.22 16.04 10.42 -22.68 0.6 0.6 -8.1648 4.0
CUB Wall 645 B244A -10.87 -11.98 -6.4 -5 -17.85 0.6 0.6 -6.426 0.6
CUB Wall 5 B244A -11.12 -13.23 -15.85 3.71 -28.06 0.6 0.6 -10.1016 0.9
CUB Wall 645 B246 -7 -8.52 -4.13 -3.56 -11.96 0.6 0.6 -4.3056 0.6
CUB Wall 5 B246 -7.13 -9.19 -10.27 2.16 -18.48 0.6 0.6 -6.6528 0.9
CUB Wall 646 B241 -2.36 -11.78 12.75 6.53 -20.66 0.6 0.6 -7.4376 3.2
CUB Wall 647 B241 -2.44 -12.21 23.27 16.45 -31.1 0.6 0.6 -11.196 4.6
CUB Wall 647 B241 -12.17 -14.15 -12.3 -0.82 -25.5 0.6 0.6 -9.18 0.8
CUB Wall 646 B241 -12.09 -13.72 -22.81 9.92 -35.73 0.6 0.6 -12.8628 1.1
113
FUERZAS EN ÁREAS Y ELEMENTOS / EJES : 1=X; 2=Y
PIS
O
EL
EM
EN
TO
NO
DO
COMBINACIÓN EN ETABS
F11 F22 F12 FMAX FMIN cφ
eφ Nef = φc φe Nex
ÍNDICE DE SOBREESFUERZO
PROMEDIO DEL ÍNDICE DE SOBREESFUERZO
POR PISOS
CUB Wall 646 B242A -2.09 -10.43 13.78 8.14 -20.65 0.6 0.6 -7.434 3.6
CUB Wall 647 B242A -2.18 -10.9 25.02 18.85 -31.93 0.6 0.6 -11.4948 5.3
CUB Wall 647 B242A -13.25 -13.11 -13.28 0.1 -26.46 0.6 0.6 -9.5256 0.7
CUB Wall 646 B242A -13.15 -12.64 -24.52 11.63 -37.42 0.6 0.6 -13.4712 1.0
CUB Wall 646 B242B -2.28 -11.39 13.74 7.65 -21.31 0.6 0.6 -7.6716 3.4
CUB Wall 647 B242B -2.26 -11.29 25.01 18.64 -32.19 0.6 0.6 -11.5884 5.1
CUB Wall 647 B242B -13.15 -13.47 -13.25 -0.06 -26.56 0.6 0.6 -9.5616 0.7
CUB Wall 646 B242B -13.17 -13.57 -24.52 11.15 -37.88 0.6 0.6 -13.6368 1.0
CUB Wall 646 B242C -2.08 -10.41 13.78 8.15 -20.64 0.6 0.6 -7.4304 3.6
CUB Wall 647 B242C -2.18 -10.89 25.02 18.86 -31.93 0.6 0.6 -11.4948 5.3
CUB Wall 647 B242C -13.25 -13.11 -13.28 0.11 -26.46 0.6 0.6 -9.5256 0.7
CUB Wall 646 B242C -13.15 -12.62 -24.52 11.64 -37.41 0.6 0.6 -13.4676 1.0
Fuente: Autoría Propia
Tabla 34. Determinación del índice de sobreesfuerzo por piso, muros (PISO 1)
FUERZAS EN ÁREAS Y ELEMENTOS / EJES : 1=X; 2=Y
PIS
O
EL
EM
EN
TO
NO
DO
COMBINACIÓN EN ETABS
F11 F22 F12 FMAX FMIN cφ
eφ Nef = φc φe
Nex ÍNDICE DE
SOBREESFUERZO
PROMEDIO DEL ÍNDICE DE SOBREESFUERZO POR
PISOS
P1 Wall 646 B243A -2.55 -12.77 12.63 5.96 -21.29 0.6 0.6 -7.6644 3.0
4.4
P1 Wall 647 B243A -2.35 -11.73 23.1 16.53 -30.61 0.6 0.6 -11.0196 4.7
P1 Wall 647 B243A -11.94 -13.65 -12.17 -0.6 -25 0.6 0.6 -9 0.8
P1 Wall 646 B243A -12.15 -14.69 -22.64 9.26 -36.1 0.6 0.6 -12.996 1.1
P1 Wall 646 B243B -3.17 -15.84 12.53 4.54 -23.55 0.6 0.6 -8.478 2.7
P1 Wall 647 B243B -2.59 -12.97 23.09 15.88 -31.45 0.6 0.6 -11.322 4.4
P1 Wall 647 B243B -11.63 -14.78 -12.06 -1.04 -25.37 0.6 0.6 -9.1332 0.8
P1 Wall 647 B244A -2.18 -10.88 23.11 16.99 -30.05 0.6 0.6 -10.818 5.0
P1 Wall 647 B244A -12.15 -12.88 -12.24 -0.27 -24.76 0.6 0.6 -8.9136 0.7
P1 Wall 646 B244A -12.11 -12.66 -22.66 10.27 -35.04 0.6 0.6 -12.6144 1.0
P1 Wall 646 B244B -2.32 -11.62 12.67 6.52 -20.47 0.6 0.6 -7.3692 3.2
P1 Wall 647 B244B -2.25 -11.27 23.11 16.78 -30.31 0.6 0.6 -10.9116 4.8
P1 Wall 647 B244B -12.06 -13.23 -12.21 -0.42 -24.87 0.6 0.6 -8.9532 0.7
P1 Wall 646 B244B -12.13 -13.58 -22.65 9.81 -35.52 0.6 0.6 -12.7872 1.1
P1 Wall 646 B244C -2.13 -10.64 12.7 7.01 -19.78 0.6 0.6 -7.1208 3.3
P1 Wall 647 B244C -2.17 -10.87 23.11 16.99 -30.04 0.6 0.6 -10.8144 5.0
P1 Wall 647 B244C -12.16 -12.87 -12.24 -0.27 -24.76 0.6 0.6 -8.9136 0.7
P1 Wall 646 B244C -12.11 -12.64 -22.66 10.28 -35.03 0.6 0.6 -12.6108 1.0
P1 Wall 646 B246 -1.51 -7.57 8.2 4.2 -13.28 0.6 0.6 -4.7808 3.2
P1 Wall 647 B246 -1.57 -7.85 14.96 10.58 -19.99 0.6 0.6 -7.1964 4.6
114
FUERZAS EN ÁREAS Y ELEMENTOS / EJES : 1=X; 2=Y
PIS
O
EL
EM
EN
TO
NO
DO
COMBINACIÓN EN ETABS
F11 F22 F12 FMAX FMIN cφ
eφ Nef = φc φe
Nex ÍNDICE DE
SOBREESFUERZO
PROMEDIO DEL ÍNDICE DE SOBREESFUERZO POR
PISOS
P1 Wall 647 B246 -7.82 -9.1 -7.91 -0.53 -16.39 0.6 0.6 -5.9004 0.8
P1 Wall 646 B246 -7.77 -8.82 -14.67 6.38 -22.97 0.6 0.6 -8.2692 1.1
P1 Wall 647 B242B -2.26 -11.29 3.27 -1.2 -12.35 0.6 0.6 -4.446 2.0
P1 Wall 647 B242B -0.54 -10.95 -1.71 -0.27 -11.22 0.6 0.6 -4.0392 7.5
P1 Wall 645 B242B -0.4 -10.22 -2.43 0.17 -10.79 0.6 0.6 -3.8844 9.7
P1 Wall 645 B242C -2.03 -10.17 2.57 -1.29 -10.91 0.6 0.6 -3.9276 1.9
P1 Wall 647 B242C -2.18 -10.89 3.26 -1.09 -11.98 0.6 0.6 -4.3128 2.0
P1 Wall 647 B242C -0.57 -10.57 -1.72 -0.28 -10.86 0.6 0.6 -3.9096 6.9
P1 Wall 645 B242C -0.43 -9.85 -2.42 0.16 -10.43 0.6 0.6 -3.7548 8.7
P1 Wall 645 B243A -2.21 -11.07 2.32 -1.64 -11.64 0.6 0.6 -4.1904 1.9
P1 Wall 647 B243A -2.35 -11.73 3.06 -1.44 -12.64 0.6 0.6 -4.5504 1.9
P1 Wall 647 B243A -0.41 -11.35 -1.54 -0.2 -11.56 0.6 0.6 -4.1616 10.2
P1 Wall 645 B243A -0.28 -10.68 -2.28 0.2 -11.16 0.6 0.6 -4.0176 14.3
P1 Wall 645 B243B -2.46 -12.31 2.28 -1.96 -12.81 0.6 0.6 -4.6116 1.9
P1 Wall 647 B243B -2.59 -12.97 3.1 -1.74 -13.83 0.6 0.6 -4.9788 1.9
P1 Wall 647 B243B -0.32 -12.52 -1.5 -0.14 -12.7 0.6 0.6 -4.572 14.3
P1 Wall 645 B243B -0.19 -11.85 -2.32 0.25 -12.3 0.6 0.6 -4.428 23.3
Fuente: Autoría Propia
Tabla 35. Determinación del índice de sobreesfuerzo por piso, muros (PISO 2)
FUERZAS EN ÁREAS Y ELEMENTOS / EJES : 1=X; 2=Y
PIS
O
EL
EM
EN
TO
NO
DO
COMBINACIÓN EN ETABS
F11 F22 F12 FMAX FMIN cφ
eφ Nef = φc φe
Nex ÍNDICE DE
SOBREESFUERZO
PROMEDIO DEL ÍNDICE DE SOBREESFUERZO POR
PISOS
P2 Wall 645 B243C -2.21 -11.04 2.32 -1.64 -11.62 0.6 0.6 -4.1832 1.9
6.6
P2 Wall 647 B243C -2.34 -11.71 3.06 -1.43 -12.62 0.6 0.6 -4.5432 1.9
P2 Wall 647 B243C -0.41 -11.32 -1.54 -0.2 -11.54 0.6 0.6 -4.1544 10.1
P2 Wall 645 B243C -0.28 -10.66 -2.28 0.2 -11.14 0.6 0.6 -4.0104 14.3
P2 Wall 645 B244A -2.04 -10.22 2.35 -1.42 -10.84 0.6 0.6 -3.9024 1.9
P2 Wall 647 B244A -2.18 -10.88 3.04 -1.22 -11.84 0.6 0.6 -4.2624 2.0
P2 Wall 647 B244A -0.47 -10.54 -1.57 -0.23 -10.78 0.6 0.6 -3.8808 8.3
P2 Wall 645 B244A -0.34 -9.87 -2.25 0.17 -10.38 0.6 0.6 -3.7368 11.0
P2 Wall 645 B244B -2.12 -10.6 2.34 -1.52 -11.2 0.6 0.6 -4.032 1.9
P2 Wall 647 B244B -2.25 -11.27 3.05 -1.32 -12.2 0.6 0.6 -4.392 2.0
P2 Wall 647 B244B -0.44 -10.91 -1.55 -0.22 -11.13 0.6 0.6 -4.0068 9.1
P2 Wall 645 B244B -0.31 -10.24 -2.27 0.18 -10.73 0.6 0.6 -3.8628 12.5
P2 Wall 645 B244C -2.04 -10.21 2.35 -1.42 -10.83 0.6 0.6 -3.8988 1.9
P2 Wall 647 B244C -2.17 -10.87 3.04 -1.22 -11.83 0.6 0.6 -4.2588 2.0
P2 Wall 647 B244C -0.47 -10.53 -1.57 -0.23 -10.77 0.6 0.6 -3.8772 8.2
115
FUERZAS EN ÁREAS Y ELEMENTOS / EJES : 1=X; 2=Y
PIS
O
EL
EM
EN
TO
NO
DO
COMBINACIÓN EN ETABS
F11 F22 F12 FMAX FMIN cφ
eφ Nef = φc φe
Nex ÍNDICE DE
SOBREESFUERZO
PROMEDIO DEL ÍNDICE DE SOBREESFUERZO POR
PISOS
P2 Wall 645 B244C -0.34 -9.87 -2.25 0.17 -10.37 0.6 0.6 -3.7332 11.0
P2 Wall 645 B246 -1.48 -7.42 1.49 -1.13 -7.77 0.6 0.6 -2.7972 1.9
P2 Wall 647 B246 -1.57 -7.85 1.99 -0.99 -8.42 0.6 0.6 -3.0312 1.9
P2 Wall 647 B246 -0.25 -7.58 -0.99 -0.12 -7.71 0.6 0.6 -2.7756 11.1
P2 Wall 645 B246 -0.16 -7.15 -1.48 0.14 -7.45 0.6 0.6 -2.682 16.8
Fuente: Autoría Propia
Tabla 36. Determinación del índice de sobreesfuerzo por piso, muros (PISO 3)
FUERZAS EN ÁREAS Y ELEMENTOS / EJES : 1=X; 2=Y
PIS
O
EL
EM
EN
TO
NO
DO
COMBINACIÓN EN ETABS
F11 F22 F12 FMAX FMIN cφ
eφ Nef = φc φe Nex
ÍNDICE DE SOBREESFUERZO
PROMEDIO DEL ÍNDICE DE SOBREESFUERZO
POR PISOS
P3 Wall 645 B241 -10.08 -50.41 -69.19 41.82 -102.31 0.6 0.6 -36.8316 3.7
3.7
P3 Wall 5 B241 -14.25 -71.27 87.89 49.63 -135.16 0.6 0.6 -48.6576 3.4
P3 Wall 5 B241 -14.25 -71.27 77.94 40.23 -125.75 0.6 0.6 -45.27 3.2
P3 Wall 645 B241 -10.08 -50.41 -79.14 51.42 -111.91 0.6 0.6 -40.2876 4.0
P3 Wall 645 B242A -9.55 -47.76 -74.56 48.32 -105.63 0.6 0.6 -38.0268 4.0
P3 Wall 5 B242A -14.04 -70.22 94.7 56.64 -140.9 0.6 0.6 -50.724 3.6
P3 Wall 5 B242A -14.04 -70.22 83.99 46.43 -130.69 0.6 0.6 -47.0484 3.4
P3 Wall 645 B242A -9.55 -47.76 -85.27 58.73 -116.04 0.6 0.6 -41.7744 4.4
P3 Wall 645 B242B -9.63 -48.13 -74.56 48.13 -105.89 0.6 0.6 -38.1204 4.0
P3 Wall 5 B243B -14.44 -72.21 77.55 39.42 -126.08 0.6 0.6 -45.3888 3.1
P3 Wall 645 B243B -9.64 -48.22 -78.61 52.01 -109.87 0.6 0.6 -39.5532 4.1
P3 Wall 645 B243C -9.4 -46.99 -68.84 43.16 -99.56 0.6 0.6 -35.8416 3.8
P3 Wall 5 B243C -13.83 -69.15 87.38 50.17 -133.15 0.6 0.6 -47.934 3.5
P3 Wall 5 B243C -13.83 -69.15 77.55 40.84 -123.82 0.6 0.6 -44.5752 3.2
P3 Wall 645 B243C -9.4 -46.99 -78.68 52.7 -109.09 0.6 0.6 -39.2724 4.2
P3 Wall 645 B244A -9.24 -46.19 -68.84 43.56 -98.99 0.6 0.6 -35.6364 3.9
P3 Wall 5 B244A -13.43 -67.15 87.43 51.17 -131.75 0.6 0.6 -47.43 3.5
P3 Wall 5 B244A -13.43 -67.15 77.54 41.78 -122.35 0.6 0.6 -44.046 3.3
P3 Wall 645 B244A -9.24 -46.19 -78.72 53.15 -108.58 0.6 0.6 -39.0888 4.2
P3 Wall 645 B244B -9.31 -46.57 -68.84 43.37 -99.26 0.6 0.6 -35.7336 3.8
P3 Wall 5 B244B -13.62 -68.08 87.41 50.7 -132.4 0.6 0.6 -47.664 3.5
P3 Wall 5 B244B -13.62 -68.08 77.54 41.34 -123.04 0.6 0.6 -44.2944 3.3
P3 Wall 645 B244B -9.31 -46.57 -78.7 52.94 -108.82 0.6 0.6 -39.1752 4.2
P3 Wall 645 B244C -9.24 -46.19 -68.84 43.57 -98.99 0.6 0.6 -35.6364 3.9
P3 Wall 5 B244C -13.43 -67.13 87.43 51.18 -131.73 0.6 0.6 -47.4228 3.5
P3 Wall 5 B244C -13.43 -67.13 77.54 41.79 -122.34 0.6 0.6 -44.0424 3.3
P3 Wall 645 B244C -9.24 -46.19 -78.72 53.15 -108.57 0.6 0.6 -39.0852 4.2
P3 Wall 645 B246 -6.48 -32.41 -44.48 26.88 -65.77 0.6 0.6 -23.6772 3.7
P3 Wall 5 B246 -9.16 -45.82 56.5 31.91 -86.89 0.6 0.6 -31.2804 3.4
P3 Wall 5 B246 -9.16 -45.82 50.1 25.86 -80.84 0.6 0.6 -29.1024 3.2
P3 Wall 647 B243A -11.58 -57.88 100.19 68.11 -137.56 0.6 0.6 -49.5216 4.3
P3 Wall 646 B243A -12.75 -63.76 -73.25 39.31 -115.82 0.6 0.6 -41.6952 3.3
116
FUERZAS EN ÁREAS Y ELEMENTOS / EJES : 1=X; 2=Y
PIS
O
EL
EM
EN
TO
NO
DO
COMBINACIÓN EN ETABS
F11 F22 F12 FMAX FMIN cφ
eφ Nef = φc φe Nex
ÍNDICE DE SOBREESFUERZO
PROMEDIO DEL ÍNDICE DE SOBREESFUERZO
POR PISOS
P3 Wall 646 B243B -13.35 -66.76 -86.14 50.13 -130.24 0.6 0.6 -46.8864 3.5
P3 Wall 647 B243B -11.82 -59.08 87.24 54.93 -125.83 0.6 0.6 -45.2988 3.8
P3 Wall 647 B243B -11.82 -59.08 100.13 67.43 -138.33 0.6 0.6 -49.7988 4.2
P3 Wall 646 B243B -13.35 -66.76 -73.25 37.91 -118.02 0.6 0.6 -42.4872 3.2
P3 Wall 646 B243C -12.74 -63.7 -86.21 51.67 -128.11 0.6 0.6 -46.1196 3.6
P3 Wall 647 B243C -11.57 -57.86 87.24 55.54 -124.97 0.6 0.6 -44.9892 3.9
P3 Wall 647 B243C -11.57 -57.86 100.2 68.12 -137.55 0.6 0.6 -49.518 4.3
P3 Wall 646 B243C -12.74 -63.7 -73.25 39.34 -115.77 0.6 0.6 -41.6772 3.3
P3 Wall 646 B244A -12.34 -61.69 -86.25 52.69 -126.73 0.6 0.6 -45.6228 3.7
P3 Wall 647 B244A -11.41 -57.06 87.24 55.94 -124.41 0.6 0.6 -44.7876 3.9
P3 Wall 647 B244A -11.41 -57.06 100.24 68.57 -137.04 0.6 0.6 -49.3344 4.3
P3 Wall 646 B244A -12.34 -61.69 -73.25 40.28 -114.31 0.6 0.6 -41.1516 3.3
P3 Wall 646 B244B -12.53 -62.63 -86.23 52.22 -127.37 0.6 0.6 -45.8532 3.7
Fuente: Autoría Propia
7.2.14 Aceleraciones Corregidas Para Análisis De Derivas En El Umbral De Daño
Tabla 37. Aceleraciones corregidas para análisis de derivas en el umbral de daño.
PARÁMETRO Dir SPEC X SPECY
Coeficiente para análisis de deriva (sin corregir) U1 9,8061 2,9418
U2 2,9418 9,8061
Coeficiente para análisis de deriva (corregido) U1 9,8061 N/A
U2 N/A 9,8061
Fuente: Autoría Propia
7.2.15 Resultados Y Análisis De Derivas
Límites De Las Derivas
Los resultados y los análisis de derivas de este proyecto se hacen de acuerdo a lo
estipulado en la sección A.6.4.1 de la norma y la tabla A.6.4-1, la cual ilustra lo
siguiente
117
Tabla 38. Derivas máximas como porcentaje
Estructuras de Deriva máxima
Concreto reforzado, metálicas, madera, y
de mampostería según A.6.4.2.2
1% de la altura del piso
de mampostería según A.6.4.2.3
0.5% de la altura del piso
Fuente: Autoría propia
Ilustración 23. Identificación de nudos de la estructura evaluada
Fuente: Modelamiento01.EDB Autoría propia
Resultados De Las Derivas
PISO 2
NUDOS
EVALUADOS
5 645 646 647
H 2,90 M
Δ Máximo
Permisible 1,45 Cm
118
Derivas calculadas piso 2
Tabla 39. Derivas calculadas para nodos 5, 645, piso 2
Fuente: Autoría Propia
Tabla 40. Derivas calculadas para nodos 646, 647 piso 2
Fuente: Autoría Propia
Nudo 5 Nudo 645
COMB. Δx (cm) Δy (cm) Δ (cm) Cumple COMB. Δx (cm) Δy (cm) Δ (cm) Cumple
DB242 0,0018 -0,0004 0,002 OK DB242 0,0006 -0,0004 0,001 OK
DB245A MAX 0,1429 0,0283 0,146 OK DB245A MAX 0,0419 0,0283 0,051 OK
DB245A MIN -0,1395 -0,0291 0,143 OK DB245A MIN -0,0408 -0,0291 0,050 OK
DB245B MAX 0,1429 0,0283 0,146 OK DB245B MAX 0,0419 0,0283 0,051 OK
DB245B MIN -0,1395 -0,0291 0,143 OK DB245B MIN -0,0408 -0,0291 0,050 OK
DB245C MAX 0,1429 0,0283 0,146 OK DB245C MAX 0,0419 0,0283 0,051 OK
DB245C MIN -0,1395 -0,0291 0,143 OK DB245C MIN -0,0408 -0,0291 0,050 OK
DB245D MAX 0,1429 0,0283 0,146 OK DB245D MAX 0,0419 0,0283 0,051 OK
DB245D MIN -0,1395 -0,0291 0,143 OK DB245D MIN -0,0408 -0,0291 0,050 OK
DB245E MAX 0,0452 0,0177 0,049 OK DB245E MAX 0,0136 0,0177 0,022 OK
DB245E MIN -0,0418 -0,0185 0,046 OK DB245E MIN -0,0125 -0,0185 0,022 OK
DB245F MAX 0,0452 0,0177 0,049 OK DB245F MAX 0,0136 0,0177 0,022 OK
DB245F MIN -0,0418 -0,0185 0,046 OK DB245F MIN -0,0125 -0,0185 0,022 OK
DB245G MAX 0,0452 0,0177 0,049 OK DB245G MAX 0,0136 0,0177 0,022 OK
DB245G MIN -0,0418 -0,0185 0,046 OK DB245G MIN -0,0125 -0,0185 0,022 OK
DB245H MAX 0,0452 0,0177 0,049 OK DB245H MAX 0,0136 0,0177 0,022 OK
DB245H MIN -0,0418 -0,0185 0,046 OK DB245H MIN -0,0125 -0,0185 0,022 OK
Nudo 646 Nudo 647
COMB. Δx (cm) Δy (cm) Δ (cm) Cumple COMB. Δx (cm) Δy (cm) Δ (cm) Cumple
DB242 0,0018 0,0002 0,002 OK DB242 0,0006 0,0002 0,001 OK
DB245A MAX 0,1429 0,0291 0,146 OK DB245A MAX 0,0419 0,0291 0,051 OK
DB245A MIN -0,1395 -0,0287 0,142 OK DB245A MIN -0,0408 -0,0287 0,050 OK
DB245B MAX 0,1429 0,0291 0,146 OK DB245B MAX 0,0419 0,0291 0,051 OK
DB245B MIN -0,1395 -0,0287 0,142 OK DB245B MIN -0,0408 -0,0287 0,050 OK
DB245C MAX 0,1429 0,0291 0,146 OK DB245C MAX 0,0419 0,0291 0,051 OK
DB245C MIN -0,1395 -0,0287 0,142 OK DB245C MIN -0,0408 -0,0287 0,050 OK
DB245D MAX 0,1429 0,0291 0,146 OK DB245D MAX 0,0419 0,0291 0,051 OK
DB245D MIN -0,1395 -0,0287 0,142 OK DB245D MIN -0,0408 -0,0287 0,050 OK
DB245E MAX 0,0452 0,018 0,049 OK DB245E MAX 0,0136 0,018 0,023 OK
DB245E MIN -0,0418 -0,0176 0,045 OK DB245E MIN -0,0125 -0,0176 0,022 OK
DB245F MAX 0,0452 0,018 0,049 OK DB245F MAX 0,0136 0,018 0,023 OK
DB245F MIN -0,0418 -0,0176 0,045 OK DB245F MIN -0,0125 -0,0176 0,022 OK
DB245G MAX 0,0452 0,018 0,049 OK DB245G MAX 0,0136 0,018 0,023 OK
DB245G MIN -0,0418 -0,0176 0,045 OK DB245G MIN -0,0125 -0,0176 0,022 OK
DB245H MAX 0,0452 0,018 0,049 OK DB245H MAX 0,0136 0,018 0,023 OK
DB245H MIN -0,0418 -0,0176 0,045 OK DB245H MIN -0,0125 -0,0176 0,022 OK
119
PISO 3
NUDOS EVALUADOS 5 645 646 647
H 2,60 m
Δ Máximo Permisible 1,30 cm
Derivas calculadas piso 3
Tabla 41. Derivas calculadas para nodos 5, 645, piso 3
Fuente: Autoría Propia
Tabla 42. Derivas calculadas para nodos 646, 647 piso 3
Fuente: Autoría Propia
Nudo 5 Nudo 645
COMB. Δx (cm) Δy (cm) Δ (cm) Cumple COMB. Δx (cm) Δy (cm) Δ (cm) Cumple
DB242 0,0053 -0,0011 0,005 OK DB242 0,0016 -0,0011 0,002 OK
DB245A MAX 0,1257 0,0224 0,128 OK DB245A MAX 0,0389 0,0224 0,045 OK
DB245A MIN -0,1161 -0,0244 0,119 OK DB245A MIN -0,036 -0,0244 0,043 OK
DB245B MAX 0,1257 0,0224 0,128 OK DB245B MAX 0,0389 0,0224 0,045 OK
DB245B MIN -0,1161 -0,0244 0,119 OK DB245B MIN -0,036 -0,0244 0,043 OK
DB245C MAX 0,1257 0,0224 0,128 OK DB245C MAX 0,0389 0,0224 0,045 OK
DB245C MIN -0,1161 -0,0244 0,119 OK DB245C MIN -0,036 -0,0244 0,043 OK
DB245D MAX 0,1257 0,0224 0,128 OK DB245D MAX 0,0389 0,0224 0,045 OK
DB245D MIN -0,1161 -0,0244 0,119 OK DB245D MIN -0,036 -0,0244 0,043 OK
DB245E MAX 0,0415 0,0126 0,043 OK DB245E MAX 0,0133 0,0126 0,018 OK
DB245E MIN -0,0319 -0,0146 0,035 OK DB245E MIN -0,0104 -0,0146 0,018 OK
DB245F MAX 0,0415 0,0126 0,043 OK DB245F MAX 0,0133 0,0126 0,018 OK
DB245F MIN -0,0319 -0,0146 0,035 OK DB245F MIN -0,0104 -0,0146 0,018 OK
DB245G MAX 0,0415 0,0126 0,043 OK DB245G MAX 0,0133 0,0126 0,018 OK
DB245G MIN -0,0319 -0,0146 0,035 OK DB245G MIN -0,0104 -0,0146 0,018 OK
DB245H MAX 0,0415 0,0126 0,043 OK DB245H MAX 0,0133 0,0126 0,018 OK
DB245H MIN -0,0319 -0,0146 0,035 OK DB245H MIN -0,0104 -0,0146 0,018 OK
Nudo 646 Nudo 647
COMB. Δx (cm) Δy (cm) Δ (cm) Cumple COMB. Δx (cm) Δy (cm) Δ (cm) Cumple
DB242 0,0053 0,0008 0,005 OK DB242 0,0016 0,0008 0,002 OK
DB245A MAX 0,1257 0,0241 0,128 OK DB245A MAX 0,0389 0,0241 0,046 OK
DB245A MIN -0,1161 -0,0227 0,118 OK DB245A MIN -0,036 -0,0227 0,043 OK
DB245B MAX 0,1257 0,0241 0,128 OK DB245B MAX 0,0389 0,0241 0,046 OK
DB245B MIN -0,1161 -0,0227 0,118 OK DB245B MIN -0,036 -0,0227 0,043 OK
DB245C MAX 0,1257 0,0241 0,128 OK DB245C MAX 0,0389 0,0241 0,046 OK
DB245C MIN -0,1161 -0,0227 0,118 OK DB245C MIN -0,036 -0,0227 0,043 OK
DB245D MAX 0,1257 0,0241 0,128 OK DB245D MAX 0,0389 0,0241 0,046 OK
DB245D MIN -0,1161 -0,0227 0,118 OK DB245D MIN -0,036 -0,0227 0,043 OK
DB245E MAX 0,0415 0,0143 0,044 OK DB245E MAX 0,0133 0,0143 0,020 OK
DB245E MIN -0,0319 -0,0129 0,034 OK DB245E MIN -0,0104 -0,0129 0,017 OK
DB245F MAX 0,0415 0,0143 0,044 OK DB245F MAX 0,0133 0,0143 0,020 OK
DB245F MIN -0,0319 -0,0129 0,034 OK DB245F MIN -0,0104 -0,0129 0,017 OK
DB245G MAX 0,0415 0,0143 0,044 OK DB245G MAX 0,0133 0,0143 0,020 OK
DB245G MIN -0,0319 -0,0129 0,034 OK DB245G MIN -0,0104 -0,0129 0,017 OK
DB245H MAX 0,0415 0,0143 0,044 OK DB245H MAX 0,0133 0,0143 0,020 OK
DB245H MIN -0,0319 -0,0129 0,034 OK DB245H MIN -0,0104 -0,0129 0,017 OK
120
PISO CUBIERTA
NUDOS EVALUADOS 5 645 646 647
H 2,40 m
Δ Máximo Permisible 1,20 cm
Derivas Calculadas cubierta
Tabla 41. Derivas calculadas para nodos 5, 645 cubierta
Fuente: Autoría Propia
DERIVAS CALCULADAS
Nudo 5 Nudo 645
COMB. Δx (cm) Δy (cm) Δ (cm) Cumple COMB. Δx (cm) Δy (cm) Δ (cm) Cumple
DB242 0,0686 0,0005 0,069 OK DB242 0,0007 -0,0016 0,002 OK
DB245A MAX 0,9007 0,0101 0,901 OK DB245A MAX 0,0235 0,0104 0,026 OK
DB245A MIN -0,7738 -0,0094 0,774 OK DB245A MIN -0,0222 -0,0134 0,026 OK
DB245B MAX 0,9007 0,0101 0,901 OK DB245B MAX 0,0235 0,0104 0,026 OK
DB245B MIN -0,7738 -0,0094 0,774 OK DB245B MIN -0,0222 -0,0134 0,026 OK
DB245C MAX 0,9007 0,0101 0,901 OK DB245C MAX 0,0235 0,0104 0,026 OK
DB245C MIN -0,7738 -0,0094 0,774 OK DB245C MIN -0,0222 -0,0134 0,026 OK
DB245D MAX 0,9007 0,0101 0,901 OK DB245D MAX 0,0235 0,0104 0,026 OK
DB245D MIN -0,7738 -0,0094 0,774 OK DB245D MIN -0,0222 -0,0134 0,026 OK
DB245E MAX 0,3167 0,0045 0,317 OK DB245E MAX 0,0078 0,0071 0,011 OK
DB245E MIN -0,1898 -0,0038 0,190 OK DB245E MIN -0,0065 -0,0101 0,012 OK
DB245F MAX 0,3167 0,0045 0,317 OK DB245F MAX 0,0078 0,0071 0,011 OK
DB245F MIN -0,1898 -0,0038 0,190 OK DB245F MIN -0,0065 -0,0101 0,012 OK
DB245G MAX 0,3167 0,0045 0,317 OK DB245G MAX 0,0078 0,0071 0,011 OK
DB245G MIN -0,1898 -0,0038 0,190 OK DB245G MIN -0,0065 -0,0101 0,012 OK
DB245H MAX 0,3167 0,0045 0,317 OK DB245H MAX 0,0078 0,0071 0,011 OK
DB245H MIN -0,1898 -0,0038 0,190 OK DB245H MIN -0,0065 -0,0101 0,012 OK
121
Tabla 43. Derivas calculadas para nodos 646, 647 cubierta
Fuente: Autoría propia
7.3 ETAPA 10
Debe determinarse un índice de flexibilidad por efectos horizontales como el
máximo cociente entre las derivas obtenidas en la Etapa 9 y las derivas permitidas
por el Reglamento en el Capítulo A.6. Igualmente debe determinarse un índice de
flexibilidad por efectos verticales como el máximo cociente entre las deflexiones.
7.3.1 Derivas Permisibles Por La Norma
Tabla 44. Derivas permisibles según la norma
Estructuras de Deriva máxima
Concreto reforzado, metálicas, madera, y de mampostería según A.6.4.2.2
1% de la altura del piso
de mampostería según A.6.4.2.3 0.5% de la altura del piso
Fuente: Código Colombiano NSR 10
Nudo 646 Nudo 647
COMB. Δx (cm) Δy (cm) Δ (cm) Cumple COMB. Δx (cm) Δy (cm) Δ (cm) Cumple
DB242 -0,0069 0,0011 0,007 OK DB242 0,0009 -0,0013 0,002 OK
DB245A MAX 0,8309 0,0108 0,831 OK DB245A MAX 0,0237 0,0108 0,026 OK
DB245A MIN -0,8435 -0,0089 0,844 OK DB245A MIN -0,022 -0,0131 0,026 OK
DB245B MAX 0,8309 0,0108 0,831 OK DB245B MAX 0,0237 0,0108 0,026 OK
DB245B MIN -0,8435 -0,0089 0,844 OK DB245B MIN -0,022 -0,0131 0,026 OK
DB245C MAX 0,8309 0,0108 0,831 OK DB245C MAX 0,0237 0,0108 0,026 OK
DB245C MIN -0,8435 -0,0089 0,844 OK DB245C MIN -0,022 -0,0131 0,026 OK
DB245D MAX 0,8309 0,0108 0,831 OK DB245D MAX 0,0237 0,0108 0,026 OK
DB245D MIN -0,8435 -0,0089 0,844 OK DB245D MIN -0,022 -0,0131 0,026 OK
DB245E MAX 0,2469 0,0052 0,247 OK DB245E MAX 0,0081 0,0075 0,011 OK
DB245E MIN -0,2595 -0,0033 0,260 OK DB245E MIN -0,0064 -0,0098 0,012 OK
DB245F MAX 0,2469 0,0052 0,247 OK DB245F MAX 0,0081 0,0075 0,011 OK
DB245F MIN -0,2595 -0,0033 0,260 OK DB245F MIN -0,0064 -0,0098 0,012 OK
DB245G MAX 0,2469 0,0052 0,247 OK DB245G MAX 0,0081 0,0075 0,011 OK
DB245G MIN -0,2595 -0,0033 0,260 OK DB245G MIN -0,0064 -0,0098 0,012 OK
DB245H MAX 0,2469 0,0052 0,247 OK DB245H MAX 0,0081 0,0075 0,011 OK
DB245H MIN -0,2595 -0,0033 0,260 OK DB245H MIN -0,0064 -0,0098 0,012 OK
122
7.3.2 Máximos Cocientes Entre Derivas
Tabla 45. coeficientes de permisibilidad en las derivas calculadas para nodos 5, 645, piso 2
Nudo 5 Nudo 645
COMB. Δ (cm) Δn Máx. Perm Δ/Δn COMB. Δ (cm) Δn Máx. Perm Δ/Δn
DB242 0,005 13 0,0004 DB242 0,002 13 0,00015
DB245A MAX 0,128 13 0,0098 DB245A MAX 0,045 13 0,00345
DB245A MIN 0,119 13 0,0091 DB245A MIN 0,043 13 0,00335
DB245B MAX 0,128 13 0,0098 DB245B MAX 0,045 13 0,00345
DB245B MIN 0,119 13 0,0091 DB245B MIN 0,043 13 0,00335
DB245C MAX 0,128 13 0,0098 DB245C MAX 0,045 13 0,00345
DB245C MIN 0,119 13 0,0091 DB245C MIN 0,043 13 0,00335
DB245D MAX 0,128 13 0,0098 DB245D MAX 0,045 13 0,00345
DB245D MIN 0,119 13 0,0091 DB245D MIN 0,043 13 0,00335
DB245E MAX 0,043 13 0,0033 DB245E MAX 0,018 13 0,00141
DB245E MIN 0,035 13 0,0027 DB245E MIN 0,018 13 0,00138
DB245F MAX 0,043 13 0,0033 DB245F MAX 0,018 13 0,00141
DB245F MIN 0,035 13 0,0027 DB245F MIN 0,018 13 0,00138
DB245G MAX 0,043 13 0,0033 DB245G MAX 0,018 13 0,00141
DB245G MIN 0,035 13 0,0027 DB245G MIN 0,018 13 0,00138
DB245H MAX 0,043 13 0,0033 DB245H MAX 0,018 13 0,00141
DB245H MIN 0,035 13 0,0027 DB245H MIN 0,018 13 0,00138
Fuente: Autoría propia
Tabla 46. coeficientes de permisibilidad en las derivas calculadas para nodos 646,647 5, 645, piso 2 y piso 3
Nudo 646 Nudo 647
COMB. Δ (cm) Δn Máx. Perm Δ/Δn COMB. Δ (cm) Δn Máx. Perm Δ/Δn
DB242 0,005 13 0,0004 DB242 0,002 13 0,00014
DB245A MAX 0,128 13 0,0098 DB245A MAX 0,046 13 0,00352
DB245A MIN 0,118 13 0,0091 DB245A MIN 0,043 13 0,00327
DB245B MAX 0,128 13 0,0098 DB245B MAX 0,046 13 0,00352
DB245B MIN 0,118 13 0,0091 DB245B MIN 0,043 13 0,00327
DB245C MAX 0,128 13 0,0098 DB245C MAX 0,046 13 0,00352
DB245C MIN 0,118 13 0,0091 DB245C MIN 0,043 13 0,00327
DB245D MAX 0,128 13 0,0098 DB245D MAX 0,046 13 0,00352
DB245D MIN 0,118 13 0,0091 DB245D MIN 0,043 13 0,00327
DB245E MAX 0,044 13 0,0034 DB245E MAX 0,020 13 0,0015
DB245E MIN 0,034 13 0,0026 DB245E MIN 0,017 13 0,00127
DB245F MAX 0,044 13 0,0034 DB245F MAX 0,020 13 0,0015
DB245F MIN 0,034 13 0,0026 DB245F MIN 0,017 13 0,00127
123
Nudo 646 Nudo 647
COMB. Δ (cm) Δn Máx. Perm Δ/Δn COMB. Δ (cm) Δn Máx. Perm Δ/Δn
DB245G MAX 0,044 13 0,0034 DB245G MAX 0,020 13 0,0015
DB245G MIN 0,034 13 0,0026 DB245G MIN 0,017 13 0,00127
DB245H MAX 0,044 13 0,0034 DB245H MAX 0,020 13 0,0015
DB245H MIN 0,034 13 0,0026 DB245H MIN 0,017 13 0,00127
Nudo 5 Nudo 645
COMB. Δ (cm) Δn Máx. Perm Δ/Δn COMB. Δ (cm) Δn Máx. Perm Δ/Δn
DB242 0,069 12 0,0057 DB242 0,002 12 0,00015
DB245A MAX 0,901 12 0,0751 DB245A MAX 0,026 12 0,00214
DB245A MIN 0,774 12 0,0645 DB245A MIN 0,026 12 0,00216
DB245B MAX 0,901 12 0,0751 DB245B MAX 0,026 12 0,00214
DB245B MIN 0,774 12 0,0645 DB245B MIN 0,026 12 0,00216
DB245C MAX 0,901 12 0,0751 DB245C MAX 0,026 12 0,00214
DB245C MIN 0,774 12 0,0645 DB245C MIN 0,026 12 0,00216
DB245D MAX #¡VALOR! 12 0 DB245D MAX 0,026 12 0,00214
DB245D MIN 0,774 12 0,0645 DB245D MIN 0,026 12 0,00216
DB245E MAX 0,317 12 0,0264 DB245E MAX 0,011 12 0,00088
DB245E MIN 0,190 12 0,0158 DB245E MIN 0,012 12 0,001
DB245F MAX 0,317 12 0,0264 DB245F MAX 0,011 12 0,00088
DB245F MIN 0,190 12 0,0158 DB245F MIN 0,012 12 0,001
DB245G MAX 0,317 12 0,0264 DB245G MAX 0,011 12 0,00088
DB245G MIN 0,190 12 0,0158 DB245G MIN 0,012 12 0,001
DB245H MAX 0,317 12 0,0264 DB245H MAX 0,011 12 0,00088
DB245H MIN 0,190 12 0,0158 DB245H MIN 0,012 12 0,001
Fuente: Autoría propia
Tabla 47. Coeficientes de permisibilidad en las derivas calculadas para nodos 646,647 5, 645,
piso 3 y cubierta
Nudo 646 Nudo 647
COMB. Δ (cm) Δn Máx. Perm Δ/Δn
COMB. Δ (cm) Δn Máx. Perm Δ/Δn
DB242 0,007 12 0,0006 DB242 0,002 12 0,00013
DB245A MAX 0,831 12 0,0692 DB245A MAX 0,026 12 0,00217
DB245A MIN 0,844 12 0,0703 DB245A MIN 0,026 12 0,00213
DB245B MAX 0,831 12 0,0692 DB245B MAX 0,026 12 0,00217
DB245B MIN 0,844 12 0,0703 DB245B MIN 0,026 12 0,00213
DB245C MAX 0,831 12 0,0692 DB245C MAX 0,026 12 0,00217
124
Nudo 646 Nudo 647
COMB. Δ (cm) Δn Máx. Perm Δ/Δn
COMB. Δ (cm) Δn Máx. Perm Δ/Δn
DB245C MIN 0,844 12 0,0703 DB245C MIN 0,026 12 0,00213
DB245D MAX 0,831 12 0,0692 DB245D MAX 0,026 12 0,00217
DB245D MIN 0,844 12 0,0703 DB245D MIN 0,026 12 0,00213
DB245E MAX 0,247 12 0,0206 DB245E MAX 0,011 12 0,00092
DB245E MIN 0,260 12 0,0216 DB245E MIN 0,012 12 0,00098
DB245F MAX 0,247 12 0,0206 DB245F MAX 0,011 12 0,00092
DB245F MIN 0,260 12 0,0216 DB245F MIN 0,012 12 0,00098
DB245G MAX 0,247 12 0,0206 DB245G MAX 0,011 12 0,00092
DB245G MIN 0,260 12 0,0216 DB245G MIN 0,012 12 0,00098
DB245H MAX 0,247 12 0,0206 DB245H MAX 0,011 12 0,00092
DB245H MIN 0,260 12 0,0216 DB245H MIN 0,012 12 0,00098
Nudo 5 Nudo 645
COMB. Δ (cm) Δn Máx. Perm Δ/Δn COMB. Δ (cm) Δn Máx. Perm Δ/Δn
DB242 0,002 14,5 0,0001 DB242 0,001 14,5 5E-05
DB245A MAX 0,146 14,5 0,01 DB245A MAX 0,051 14,5 0,00349
DB245A MIN 0,143 14,5 0,0098 DB245A MIN 0,050 14,5 0,00346
DB245B MAX 0,146 14,5 0,01 DB245B MAX 0,051 14,5 0,00349
DB245B MIN 0,143 14,5 0,0098 DB245B MIN 0,050 14,5 0,00346
DB245C MAX 0,146 14,5 0,01 DB245C MAX 0,051 14,5 0,00349
DB245C MIN 0,143 14,5 0,0098 DB245C MIN 0,050 14,5 0,00346
DB245D MAX 0,146 14,5 0,01 DB245D MAX 0,051 14,5 0,00349
DB245D MIN 0,143 14,5 0,0098 DB245D MIN 0,050 14,5 0,00346
DB245E MAX 0,049 14,5 0,0033 DB245E MAX 0,022 14,5 0,00154
DB245E MIN 0,046 14,5 0,0032 DB245E MIN 0,022 14,5 0,00154
DB245F MAX 0,049 14,5 0,0033 DB245F MAX 0,022 14,5 0,00154
DB245F MIN 0,046 14,5 0,0032 DB245F MIN 0,022 14,5 0,00154
DB245G MAX 0,049 14,5 0,0033 DB245G MAX 0,022 14,5 0,00154
DB245G MIN 0,046 14,5 0,0032 DB245G MIN 0,022 14,5 0,00154
DB245H MAX 0,049 14,5 0,0033 DB245H MAX 0,022 14,5 0,00154
DB245H MIN 0,046 14,5 0,0032 DB245H MIN 0,022 14,5 0,00154
Fuente: Autoría Propia
125
Tabla 48. Coeficientes de permisibilidad en las derivas calculadas para nodos 646,647 cubierta
Nudo 646 Nudo 647
COMB. Δ (cm) Δn Máx. Perm Δ/Δn
COMB. Δ (cm) Δn Máx. Perm Δ/Δn
DB242 0,002 14,5 0,0001 DB242 0,001 14,5 4,4E-05
DB245A MAX 0,146 14,5 0,0101 DB245A MAX 0,051 14,5 0,00352
DB245A MIN 0,142 14,5 0,0098 DB245A MIN 0,050 14,5 0,00344
DB245B MAX 0,146 14,5 0,0101 DB245B MAX 0,051 14,5 0,00352
DB245B MIN 0,142 14,5 0,0098 DB245B MIN 0,050 14,5 0,00344
DB245C MAX 0,146 14,5 0,0101 DB245C MAX 0,051 14,5 0,00352
DB245C MIN 0,142 14,5 0,0098 DB245C MIN 0,050 14,5 0,00344
DB245D MAX 0,146 14,5 0,0101 DB245D MAX 0,051 14,5 0,00352
DB245D MIN 0,142 14,5 0,0098 DB245D MIN 0,050 14,5 0,00344
DB245E MAX 0,049 14,5 0,0034 DB245E MAX 0,023 14,5 0,00156
DB245E MIN 0,045 14,5 0,0031 DB245E MIN 0,022 14,5 0,00149
DB245F MAX 0,049 14,5 0,0034 DB245F MAX 0,023 14,5 0,00156
DB245F MIN 0,045 14,5 0,0031 DB245F MIN 0,022 14,5 0,00149
DB245G MAX 0,049 14,5 0,0034 DB245G MAX 0,023 14,5 0,00156
DB245G MIN 0,045 14,5 0,0031 DB245G MIN 0,022 14,5 0,00149
DB245H MAX 0,049 14,5 0,0034 DB245H MAX 0,023 14,5 0,00156
DB245H MIN 0,045 14,5 0,0031 DB245H MIN 0,022 14,5 0,00149
Fuente: Autoría Propia
126
8. ESTRUCTURACION DEL MODELAMIENTO DE LA ESTRUCTURA
REALIZADO EN SOWTFARE (ETABS v9.7.4)
8.1 DETERMINACIÓN DE DATOS PARA DEFINIR PARAMETROS DEL
MODELAMIENTO
Para la determinacion de estos se utilizaron los datos consignados en la tabla 26 y
27 que hacen referencia a las propiedades del suelo y cargas de la estructura
respectivamente.
Tabla 26. Datos generales para evaluación de vulnerabilidad sísmica según NSR 10.
Tabla 27. Evaluación de cargas según norma NSR 10
Configuaracion de las unidades de medida en el software
Ilustración 24. Definición de unidades de medida en el software
Fuente: Autoría Propia
8.2 DIMENSIONAMIENTO DE LA EDIFICACION EN CUANTO A LA PARTE
ESTRUCTURAL
Se modela todo el dimensionamiento de la estructura en el software el cual esta
descrito a continuacion por plantas.
127
8.2.1 Planta 1
Ilustración 25. Dimensionamiento de la estructura (Planta 1)
Fuente: Autoría Propia
8.2.2 Planta 2
Ilustración 26: Dimensionamiento de la estructura (Planta 2)
Fuente: Autoría Propia
128
8.2.3 Planta 3
Ilustración 27: Dimensionamiento de la estructura (Planta 3)
Fuente: Autoría Propia
8.2.4 Cubierta
Ilustración 28: Dimensionamiento de la estructura (Cubierta)
Fuente: Autoría Propia
129
8.3 INGRESO DE LAS ESPECIFICACIONES DE LOS MATERIALES DE LA
EDIFICACIÓN
8.3.1 Definir resistencias de los materiales
Para definir la resistencia de los materiales debemos remitirnos a la norma NSR 10
y hallar los datos dados en la (resistencia mínima de las unidades de
mampostería confinada).
Ilustración 29: Definir resistencias de la mampostería
Fuente: Autoría Propia
8.4 ESPESORES DE LOS MUROS Y DIAFRAGMAS DE LA EDIFICACIÓN
Se ingresan los dimensionamientos de la estructura en cuantos espesores de muros
y diafragmas según los datos de los preliminares, (Planos Arquitectónicos De La
Muestra En Cuestión)
130
Ilustración 30: definir espesores de los muros y diafragmas
Fuente: Autoría Propia
8.5 INGRESO DE LAS CARGAS (TABLA 43. EVALUACIÓN DE CARGAS
SEGÚN NORMA NSR 10)
Con respecto a la (TABLA 47. EVALUACIÓN DE CARGAS SEGÚN NORMA NSR 10) de la descripción de la evaluación se ingresan los datos al programa, para posteriormente poder hallar los desplazamientos de la estructura.
Ilustración 31. Ingreso de tablas de cargas establecidas por la estructura (TABLA 48. EVALUACIÓN DE CARGAS SEGÚN NORMA NSR 10)
Fuente: Autoría Propia
131
8.6 CARGAR EL ESPECTRO DE DISEÑO DEL ARCHIVO ANEXO D
ESPECTRO01.TXT AL SOFTWARE.
Según las ecuaciones de la norma NSR 10 A.12.3 ESPECTRO SISMICO PARA EL
HUMBRAL DE DAÑO se halla el espectro con los datos de las condiciones del suelo
hallados en la tabla 49 Datos generales para evaluación de vulnerabilidad sísmica
según NSR 10.
Ilustración 32: Cargar el espectro de diseño hallado según norma NSR 10
Fuente: Autoría Propia
132
8.7 MODIFICACIÓN EN LOS VALORES DE EL SENTIDO DEL SISMO EL
ESPECTRO DE DISEÑO EN CUANTO AL LOS PORCENTAJES SEGÚN
CORRESPONDA.
Ilustración 33: Ajustar parámetros del espectro de diseño
Fuente: Autoría Propia
8.8 CARGAR LOS COMBOS DE CARGAS AL SOFTWARE SEGÚN LA NORMA
NSR 10
Combinaciones de carga según NSR 10 (B.2.3 combinaciones de cargas para ser
utilizadas con el método de esfuerzos de trabajo o en las verificaciones del estado
de límite de servicio) para que el software pueda determinar desplazamientos de la
estructura.
Ilustración 34: Insertar combinaciones de carga
Fuente: Autoría Propia
133
8.9 MÉTODO DE DISEÑO ANÁLISIS DINÁMICO HACER CORRECCIÓN POR
MÉTODO DE LA FUERZA HORIZONTAL EQUIVALENTE
Corrección realizada por el método de diseño de modelación método de diseño
análisis dinámico hacer corrección por método de la fuerza horizontal equivalente
descrito en (determinación de la fuerza cortante en la base) 5.2.9 Aceleraciones
Corregidas Para Diseño
Ilustración 35: Tabla de reacciones en la base para realizar correcciones por método de diseño
Fuente: Autoría Propia
8.10 DEFINIR DESPLAZAMIENTOS DE LA ESTRUCTURA
Mediante el programa de diseño y los datos ingresados anteriormente según la
norma NSR definir los desplazamientos de la estructura, para realizar la respectiva
evaluación sísmica. (6.3.16 Resultados De Las Derivas de las estructura)
134
Ilustración 36: tabla de desplazamientos de la estructura evaluada por el programa de diseño
Fuente: Autoría Propia
8.11 LIMITACIONES QUE SE TUVIERON EN LA MODELACIÓN DE LA
ESTRUCTURA
Las limitaciones que se tienen al tratar de modelar una estructura como esta,
básicamente son las siguientes:
Por ser un ejercicio meramente académico, los datos ingresados para la modelación
de la estructura son obtenidos de tablas generales y estaríamos en una
incertidumbre en cuanto a las propiedades reales del tipo de suelo y los materiales
con que se construyeron.
En cuanto a las características del suelo, se tiene que la construcción del espectro,
en referencia al comportamiento del suelo, según los sismos solicitados no se
podrían determinar cómo exacto y en cuanto a las propiedades de los materiales,
los datos fueron sacados de tablas, con generalidades en cuanto a su descripción
e igual no se podría de ninguna manera asegurar que los datos sean reales.
135
9. INFORME FINAL DE EVALUACIÓN ACSE/SEI 31-03.
A continuación se presentan la información final de las evaluaciones sísmicas de
nivel 1 y nivel de 2 solo para deficiencias del documento ACSE/SEI 31-03.
ALCANCE Y PROPOSITO
El alcance de la evaluación fue determinar si la edificación evaluada se encuentra
adecuadamente construida de tal manera que sea resistente a las fuerzas sísmicas,
permitiendo de esta manera la preservación de vidas humanas en primer lugar y en
segundo lugar bienes materiales, ante una catástrofe natural.
DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA EDIFICACIÓN
La evaluación fue realizada a una edificación de uso residencia, que cuenta con 3
plantas en un espacio de 6 m de acho por 12 m de largo de base y la cual se
encuentra localizada en la Cra 54b este No. 84ª – 19 sur, localidad 5: Usme, UPZ
57: Gran Yomasa, de la ciudad de Bogotá D.C.
DESCRIPCION DEL SISTEMA ESTRCTURAL
La edificación se encuentra cimentada sobre vigas de amarre, en las cuales se
encuentran apoyados los muros de carga, que posteriormente sostienen a dos
diafragmas rígidos construidos en concreto.
TIPO DE EDIFICACION
La edificación se clasifico como tipo URMA (mampostería no reforzada con
diafragmas rígidos)
NIVEL DE DESEMPEÑO
El nivel de desempeño escogido fue el de preservación de la vida.
NIVEL DE SISMICIDAD
Teniendo en cuenta que los parámetros para la determinación del nivel de
sismicidad de la norma ASCE no son apliques en el territorio colombiano, pero que
clasificaciones se asemejan una a la otra y por se determina que la edificación se
evalué en un nivel de sismicidad Moderado o en el caso de la NSR 10 en una zona
de amenaza sísmica Intermedia.
136
HALLAZGOS
9.1 INFORME NIVEL 1-FASE DE INSPECCIÓN
9.1.1 Verificación Estructural
Se encontraron fallas en el sistema de construcción:
9.1.2 Esfuerzo cortante:
Las unidades de mampostería no reforzada están sometidas a esfuerzos cortantes
superiores a los permitidos y establecidas por la norma, lo que se debe a que la
resistencia al corte se ve afectada por la rigidez o rugosidad de los mampuestos,
perjudicando la adherencia entre la pieza y el mortero y por ende dejando la
edificación vulnerable frente a un sismo, por esa razón se recomienda realizar
medidas de rehabilitación o mitigación en los muros de mampostería.
9.1.3 Anclaje de los muros:
El caso de estudio no presenta en su estructura la existencia de ningún tipo anclaje,
estribo o arrostramiento en los muros tipo URMA que se desarrollan en el diafragma
rígido.
Se evidencia que tanto el entrepiso cómo los muros de todos los niveles de la
edificación no cuentan con ningún tipo de anclaje y que están simplemente
apoyados. Esta falencia representa un problema durante el comportamiento sísmico
de la estructura, siendo que el muro cómo unidad estructural tiene mayor posibilidad
de volcarse si no se encuentra arriostrado tanto arriba cómo abajo.
Para subsanar la falencia de anclajes de muro y esfuerzo cortante se recomienda
un reforzamiento en las juntas de pega y un reforzamiento al exterior de la
edificación tipo estructural para los muros, que puede ser pañete reforzado o
confinamiento de los muros con columnatas que aporten resistencia al corte y a
137
tensión y permitan la transmisión de cargas muertas y vivas a dichos elementos y
posteriormente a la cimentación
VERIFICACIÓN NO ESTRUCTURAL:
Se encontraron fallas en los elementos no estructurales.
9.1.4 Particiones de muros (MAMPOSTERIA NO REFORZADA)
Como fue mencionado anteriormente no se encontraron en la edificación evidencias
de anclajes o arrostramiento en los muros de ninguna clase o cómo los sugeridos
en la norma ASCE/SEI 31-03. De manera que presenta la misma falencia que la
descrita en el componente estructural y puede solucionada con las medidas
correctivas mencionadas anteriormente.
9.1.5 Tuberías (ACOPLES FLEXIBLES)
De acuerdo a la norma las redes de suministro debe tener acoples flexibles para
permitir el movimiento de la edificación en separaciones sísmicas, por tal razón se
realiza la recomendación de cambiar lo acoples rígidos por unos flexibles y de esta
manera prevenir fallas en las tuberías que atraviesan juntas sísmicas, debido a la
diferencia de movimiento de las dos estructuras adyacentes.
9.2 INFORME NIVEL 2 – FASE DE EVALUACIÓN
.En cuanto a la evaluación cuantitativa de los elementos deficientes de la revisión
de nivel 1 se tomaron las siguientes consideraciones:
Dado que se asumió un modelo doblemente empotrado para los muros de
mampostería y se encontró que en su mayoría cumplen con la deriva esperada
(menor al 0.5 % de la altura de piso), pero se tiene presente que no hay una
adecuada unión ni en la base ni en el techo que garantice el empotramiento asumido
en el modelo y por lo tanto la recomendación de anclaje y de reforzamiento del muro
tal cómo se sugirió en la evaluación de nivel 1, se ratifican dichas recomendaciones,
debido a que permitirían que la estructura no sufriera modificaciones mayores, sino
138
que se garantice únicamente el anclaje a los diafragmas de piso y techo para volver
la edificación completamente funcional.
139
10. INFORME ETAPA DE EVALUACION DE VULNERABILIDAD SISMICA
NSR 10
10.1 RESULTADOS DE LA EVALUACION SISMICA POR LA NORMA NSR
La estructura no cumplió con los lineamientos exigidos y es necesario realizar
modificaciones en la estructura.
Por el sistema estructural y la zona sísmica no es permitido la construcción de estas
edificaciones, por lo tanto la estructura que se está evaluando no cumple con la
evaluación de vulnerabilidad sísmica según la norma NSR-10.
10.1.1 Sistema estructural de pórtico resistente a momentos
Tabla 49. Sistema estructural de pórtico resistente a momentos29
Fuente: Código colombiano NSR 10
Tabla 50. Descripción de sistemas estructurales en muros de mampostería no reforzada (No tiene capacidad de disipación de energía)
Tipo de sistema A. Sistema de muros de carga
Sistema de resistencia sísmica (Fuerzas horizontales) Mampostería no reforzada
Sistema de resistencia para cargas verticales Mampostería no reforzada
Coeficiente de capacidad de disipación de energía Ro
Rox 1,0
Roy 1,0
Coeficiente de sobre resistencia Ωo 3,0
Zona de amenaza sísmica Intermedia
Uso permitido No Fuente: Autoría propia
29 Norma NSR 10 título A por índice (tabla A.3-3) sistema estructural de pórtico resistente a momentos pág. A-55
Uso permitido alt. Max Uso permitido alt. Max Uso permitido alt. Max
i. Muros de
mampostería no
reforzada (No tiene
capacidad de
disipación de energía)
i. Muros de
mampostería no
reforzada (No tiene
capacidad de
disipación de energía)
1.0 2.5 grupo I (Nota 3) 2 pisosno se permite no se permite
media
Sistema de muros de cargas
valor Ro valor Ωo
Zonas de amenaza sísmica
sistema de
resistencia sísmica
cargas horizontales
sistema resistencia
sísmica para cargas
verticales
alta Baja
140
En la etapa 10 de la evaluación de vulnerabilidad sísmica se halla un índice de
flexibilidad por efectos horizontales como el máximo cociente entre las derivas
obtenidas en la Etapa 9 y las derivas permitidas por el reglamento en el Capítulo
A.6 por el presente reglamento.
Tabla 51. Promedio de los máximos cocientes de las derivas permitidas en la etapa 10
PISO 2 Promedio
Δn PISO 3
Promedio Δn
PISO Cubierta Promedio
Δn
Nudo 5 0,0062 Nudo 5 0,0059 Nudo 5 0,0387
Nudo 645 0,0024 Nudo 645 0,0023 Nudo 645 0,0015
Nudo 646 0,0062 Nudo 646 0,0059 Nudo 646 0,0428
Nudo 647 0,0024 Nudo 647 0,0023 Nudo 647 0,0015
Fuente: Autoría propia
La anterior tabla nos muestra en el promedio del cociente máximo de las derivas permitidas valores muy bajos, lo que nos dice que la estructura posee valores muy bajos de disipación de energía y una alta rigidez,
Las derivas de la edificación dieron por el orden de los 0,3 y 0,02 centímetros, lo
que nos dice que la estructura es muy rígida y con una solicitación considerable
colapsaría la estructura de la edificación.
La estructura no cumplió con los lineamientos exigidos y es necesario realizar un
reforzamiento estructural.
10.1.2 Desarrollo de las etapas de la evaluación propuestas por la norma
La evaluación de vulnerabilidad sísmica que se le realizo a la edificación no se hizo
con la rigurosidad que dictaba las 10 etapas que la NSR 10, título A.10 se optó
para evitar ambigüedades, puesto que la norma en lo que a evaluaciones se refiere,
requiere de un muy buen criterio para realizar la evaluación, y teniendo en cuenta
que este es un proyecto para optar al título de ingeniero civil en este momento no
poseemos este criterio, por lo tanto las derivas tuvieron otro procedimiento regido
por la misma norma.
141
La estructura de evaluación de la norma estuvo definida por:
a) La etapa de recolección de datos para realizar la evaluación sísmica
y el análisis elástico de la estructura se realizaron teniendo en cuenta
los lineamientos establecidos por la norma NSR 10.
NSR 10 APENDICE A 4 Valores de Aa, Av, Ae, Ad y definición de la zona de amenazas sísmica de los municipios colombianos (Pág. A-167)
Tabla A.2.4-1 Clasificación de los perfiles del suelo (Pág. A-22)
Figura A.2.4-1 Coeficiente de amplificación Fa del suelo para la zona de los periodos cortos del espectro (Pág. A-24)
Figura A.2.4-2 Coeficiente de amplificación Fa del suelo para la zona de los periodos cortos del espectro (Pág. A-25)
Tabla A.2.5-1 Valores del coeficiente de importancia, Grupo 1 (A-26)Tabla A.4.2-1 Valor de los parámetros Ct y a para el cálculo del periodo aproximado Ta (Pág. A-64)
b) Para la etapa de evaluación de cargas vivas y muertas según la norma se desarrolló:
Tabla B.3.4.1-1, B.3.4.1-2, B.3.4.1-3, B.3.4.1-4 Cargas
Muertas mínimas de los elementos no estructurales
horizontales (Cielo razo, Relleno de pisos, Pisos, Cubiertas)
(Pág. B-10 B-11 b-12)
B.2.3.1 – COMBINACIONES BÁSICAS
Tabla B.4.2.1-1 Cargas vivas mínimas uniformemente distribuidas
Tabla B.4.2.1-2 Cargas vivas mínimas en cubiertas
c) La ejecución del espectro para el desarrollo de las derivas por medio de software para el análisis de las estructuras todo regido por la norma NSR 10
Norma NSR 10 título A por índice (A.2.6) Espectro de diseño
pág. A-100
Norma NSR 10 título A por índice (A.3.3.8.2 pág. A-44)
d) Ejecución y desarrollo de las derivas por medio de un software
autorizado para realizar análisis y diseño de las estructuras (Computers and Structures, Inc ETABS 9.7.4)
142
e) Evaluación de las derivas mediante coeficientes de flexibilidad por efectos horizontales, esta etapa fue definida por la evaluación de vulnerabilidad sísmica propia de la norma.
143
11. COMPARACIÓN DE METODOLOGÍAS: NSR-10 vs ASCE/SEI 31-03
Tabla 52. COMPARACIÓN DE METODOLOGÍAS: NSR-10 vs ASCE/SEI 31-03
COMPARATIVO DE LAS NORMAS DE LA MUESTRA EN CUESTIÓN
Capítulo A. 10 NSR-10 ASCE/SEI 31-03
en la norma NSR 10 el propósito general es realizar la evaluación de vulnerabilidad sísmica mediante una serie de procedimientos o etapas que determinan el estado y la modificación de las estructuras existentes construidas antes de la vigencia de la norma
Con respecto a esta norma, el propósito general es dar una guía a los diseñadores estructurales que efectúan la evaluación para determinar si el edificio está adecuadamente diseñado y construido para resistir las fuerzas sísmicas.
Norma a partir del código FEMA 310 (1998) "Manual para la evaluación sísmica de edificaciones" para que fuera compatible con el FEMA 356 (2000/2003) "Rehabilitación sísmica de edificaciones existentes"
Adaptation del documento ATC-63 (Applied Technology Council), y NEHRP (National Earthquake Hazard Reduction Program)
Fundamentada en el diseño por desempeño (Operacional, ocupación inmediata, preservación de la vida y prevención del colapso), con esquemas de evaluación apropiados para determinar el dimensionamiento y detalle de los componentes estructurales y no estructurales para que en unos movimientos sísmicos se den niveles de fiabilidad en los diseños.
Una edificación que se intervenga con estos requisitos de la norma debe resistir sismos a un nivel de daño según el grupo de uso. Sin colapso de los elementos no estructurales y sin daño a los elementos estructurales.
El sismo de diseño de la NSR-10 se establece para uno con una probabilidad de ocurrencia del 10% en 50 años (periodo de retorno de 475 años), y permite uno de probabilidad 20% en 50 años para edificaciones con seguridad limitada
Se trabaja con un sismo con una probabilidad de ocurrencia del 2% en 50 años (periodo de retorno de 2500 años), pero permite que se trabaje con el sismo de probabilidad de 10% en 50 años ya que varios códigos trabajan con ella.
La NSR-10 define 4 sistemas estructurales en los que deben clasificarse todas las edificaciones incluidas en: • sistema de muros de carga • sistema combinado • sistema de pórticos • sistema dual
La ASCE 31-03 cuenta con: 15 tipologías de estructuras de materiales de madera, acero estructural, concreto armado y mampostería.
Fuente: Autoría Propia
144
12. PATOLOGÍAS DE LA EDIFICACIÓN
Tabla 53: Ficha de patologías estructurales primera planta
PATOLOGÍAS ESTRUCTURALES DE LA EDIFICACIÓN
1. REGISTRO FOTOGRÁFICO
2. UBICACIÓN / ELEMENTO MUROS PRIMER PISO
3. TIPO DE ELEMENTO MUROS EN MAMPOSTERIA BLOQUE No 5
4. TIPOS DE PATOLOGÍAS DE LA ESTRUCTURA
TIPO DE FALLO / ELEMENTO MORTERO MAMPUESTO
Falla Fricción Cortante: NINGUNO NINGUNO
Falla por tensión diagonal: NINGUNO NINGUNO
Falla a compresión: NINGUNO NINGUNO
Falla a tracción NINGUNO NINGUNO
Falla por flexión NINGUNO NINGUNO
5. OBSERVACIONES
En el registro fotográfico se observa muros portantes que corresponden al primer piso y realizando un inspección visual no se evidencia ninguna falla propia de este tipo de estructuras.
Fuente: Autoría propia
145
Tabla 54: Ficha de patologías estructurales segunda planta
PATOLOGÍAS ESTRUCTURALES DE LA EDIFICACIÓN
1. REGISTRO FOTOGRÁFICO
2. UBICACIÓN / ELEMENTO MUROS SEGUNDO PISO
3. TIPO DE ELEMENTO MUROS EN MAMPOSTERIA BLOQUE No 5 CON PAÑETE, ESTUCO Y PINTURA
4. TIPOS DE PATOLOGÍAS DE LA ESTRUCTURA
TIPO DE FALLO / ELEMENTO MORTERO MAMPUESTO
Falla Fricción Cortante: NINGUNO NINGUNO
Falla por tensión diagonal: NINGUNO NINGUNO
Falla a compresión: NINGUNO NINGUNO
Falla a tracción NINGUNO NINGUNO
Falla por flexión NINGUNO NINGUNO
5. OBSERVACIONES
En el registro fotográfico se observa muros portantes que corresponden al segundo piso y realizando un inspección visual no se evidencia ninguna falla propia de este tipo de estructuras
Fuente: Autoría propia
146
Tabla 55: Ficha de patologías estructurales tercera planta
PATOLOGÍAS ESTRUCTURALES DE LA EDIFICACIÓN
1. REGISTRO FOTOGRÁFICO
2. UBICACIÓN / ELEMENTO MUROS TERCER PISO
3. TIPO DE ELEMENTO MUROS EN MAMPOSTERIA BLOQUE No 5 CON PAÑETE Y PINTURA
4. TIPOS DE PATOLOGÍAS DE LA ESTRUCTURA
TIPO DE FALLO / ELEMENTO MORTERO MAMPUESTO
Falla Fricción Cortante: NINGUNO NINGUNO
Falla por tensión diagonal: NINGUNO NINGUNO
Falla a compresión: NINGUNO NINGUNO
Falla a tracción NINGUNO NINGUNO
Falla por flexión NINGUNO NINGUNO
5. OBSERVACIONES
En el registro fotográfico se observa muros portantes que corresponden al tercer piso y realizando un inspección visual no se evidencia ninguna falla propia de este tipo de estructuras.
Fuente: Autoría propia
147
Tabla 56: Ficha de patologías no estructurales primera planta
PATOLOGÍAS NO ESTRUCTURALES DE LA EDIFICACIÓN
1. REGISTRO FOTOGRÁFICO
2. UBICACIÓN / ELEMENTO 1° PISO
3. TIPO DE ELEMENTO INSTALACIONES ELÉCTRICAS Y SANITARIAS
4. GRADO DE DESEMPEÑO DE LOS ELEMENTOS (A.9.2 NSR 10)
SUPERIOR
BUENO
BAJO X
5. OBSERVACIONES
En el registro fotográfico se observa las instalaciones eléctricas e hidrosanitarias de la edificación completamente embebidas en la estructura, teniendo en grado de desempeño bajo puesto que no tiene ningún grado de libertad, habiendo daños irreparables al momento de un sismo
Fuente: Autoría propia
148
Tabla 57: ficha de patologías no estructurales de la edificación
PATOLOGÍAS NO ESTRUCTURALES DE LA EDIFICACIÓN
1. REGISTRO FOTOGRÁFICO
2. UBICACIÓN / ELEMENTO
3. TIPO DE ELEMENTO INSTALACIONES ELÉCTRICAS Y SANITARIAS
4. GRADO DE DESEMPEÑO DE LOS ELEMENTOS (A.9.2 NSR 10)
SUPERIOR
BUENO X
BAJO
5. OBSERVACIONES
En el registro fotográfico se observa las instalaciones eléctricas e hidrosanitarias de la edificación parcialmente embebidas en la estructura, teniendo en grado de desempeño bueno, habiendo daños reparables en el momento de un sismo
Fuente: Autoría propia
149
Tabla 58: Ficha de patologías no estructurales primera y tercera planta
PATOLOGÍAS NO ESTRUCTURALES DE LA EDIFICACIÓN
1. REGISTRO FOTOGRÁFICO
2. UBICACIÓN / ELEMENTO 1° Y 3° PISO
3. TIPO DE ELEMENTO INSTALACIONES ELÉCTRICAS Y SANITARIAS
4. GRADO DE DESEMPEÑO DE LOS ELEMENTOS (A.9.2 NSR 10)
SUPERIOR
BUENO X
BAJO
5. OBSERVACIONES
En el registro fotográfico se observa las instalaciones eléctricas e hidrosanitarias de la edificación parcialmente embebidas en la estructura, teniendo en grado de desempeño bueno, habiendo daños reparables en el momento de un sismo.
Fuente: Autoría propia
150
Tabla 59: Ficha de patologías no estructurales segunda y tercera planta
PATOLOGÍAS NO ESTRUCTURALES DE LA EDIFICACIÓN
1. REGISTRO FOTOGRÁFICO
2. UBICACIÓN / ELEMENTO 2° Y 3° PISO DE LA ESTRUCTURA
3. TIPO DE ELEMENTO INSTALACIONES ELÉCTRICAS Y SANITARIAS
4. GRADO DE DESEMPEÑO DE LOS ELEMENTOS (A.9.2 NSR 10)
SUPERIOR
BUENO
BAJO X
5. OBSERVACIONES
En el registro fotográfico se observa todo lo que corresponde a la fachada en cuanto a ventaneria completamente embebidas en la estructura, teniendo en grado de desempeño bajo puesto que no tiene ningún grado de libertad, habiendo daños irreparables al momento de un sismo.
Fuente: Autoría propia
151
13. PROPUESTA DE MITIGACIÓN30
A continuación se propone un sistema de mitigación a las patologías estructurales
de una edificación construida con el sistema de mampostería no reforzada:
El sistema consiste en la instalación de una malla electro soldada, a la cual se le
aplica manualmente una capa de mortero en una sola cara de los muros de
mampostería no reforzada.
Los detalles del reforzamiento se presentan en la siguiente ilustración:
Ilustración 37. Detalles de reforzamiento.
El espesor de los morteros empleados en el reforzamiento es de 25 a 30 mm y su
resistencia a la compresión está alrededor de los 20 MPa. Las mallas electro
soldadas están compuestas por grafiles corrugados de 5 mm de diámetro separados
30 Sebastián López (A); Pedro N. Quiroga; Nancy Torres (A), Articulo “EVALUACIÓN DEL
COMPORTAMIENTO DE MUROS DE MAMPOSTERÍA NO REFORZADA RECUBIERTA CON MORTEROS REFORZADOS”, Revista Infraestrutura e Desenvolmiento Rio de Janeiro 2012.
152
150 mm en ambas direcciones con un esfuerzo de fluencia (fy) de 450 MPa
aproximadamente. Para sujetar la malla de refuerzo en altura se pueden emplear 4
anclajes por m².
Los anclajes para fijar la malla en la altura del muro se realizan mediante aberturas
realizadas manualmente entre los tabiques horizontales de las unidades de
mampostería. Dicha cavidad se rellenaba con un mortero igual al empleado para
recubrir la malla de refuerzo y posteriormente se instala un gancho en "s" fabricado
con sobrantes de la malla electro soldada de 5 mm. Los detalles de los anclajes se
presentan en la siguiente ilustración.
Ilustración 38. Detalles de los anclajes verticales
13.1 IMPLEMENTACIÓN DE LA PROPUESTA DE MITIGACIÓN A LA MUESTRA
DE ESTUDIO
Este artículo relacionado en los anexos, como anexo F se llevó a cabo una
investigación donde se ensayaron muros y probetas de mampostería, compuestos
por unidades de perforación horizontal, dichos especímenes son de tipología de
mampostería no reforzada, que a su vez son de la misma descripción del sistema
estructural evaluado en este proyecto de investigación, dando así la certeza que si
se llegasen a ejecutar los mismos ensayos, a los muros de nuestra muestra,
arrojarían datos muy similares, ensayos que por el alcance del proyecto no se
pudieron realizar.
153
Descripción de las muestras ensayadas en el anexo F Para la construcción de los muros se emplearon técnicas constructivas y materiales
representativos de los muros que se querían replicar, los muros ensayados fueron
construidos con unidades de perforación horizontal de arcilla de 115 mm de ancho,
230 mm de altura 330 mm de longitud conocidos localmente como bloques N° 5. En
las juntas se emplearon espesores de mortero entre 5 y 10 mm tanto en dirección
horizontal como vertical. El tipo de arreglo empleado y un esquema de las unidades
se presentan en la siguiente ilustración.
Ilustración 39. Detalles constructivos y unidades de mampostería.
Las unidades de mampostería empleadas en este tipo de estructuras tienen una
resistencia a la compresión (f'cu) de 5 MPa aproximadamente, para el mortero de
pega, se empleó una dosificación típica en este tipo de edificaciones, con una
resistencia a la compresión (f'cp) de 9 MPa aproximadamente.
Para la muestra en cuestión de este proyecto no se tienen los valores reales de los
materiales, entonces puede ser una incertidumbre a las hora de aplicar este tipo de
mitigación para nuestra estructura, pero se cree que no puede variar mucho, en
cuanto a la resistencia de los datos comparados, con los dos materiales puesto que
son del mismo tipo.
Ensayos realizados:
Ensayos de compresión en prismas.
Ensayos detracción diagonal en muretes.
Ensayos de carga lateral monotónica
Ensayos de carga lateral dinámica.
154
Los ensayos a detalle se ven en el anexo F donde arrojaron las siguientes
conclusiones:
El uso de mortero y malla electro soldada, usados como refuerzo en una sola de las
caras de muretes de mampostería, puede incrementar la resistencia a la tracción
diagonal, respecto a la de muros sin ningún tipo de refuerzo, hasta en 2.6 veces en
promedio.
En los ensayos de carga lateral, tanto monotónicos como dinámicos, se obtuvieron
incrementos en la resistencia de los muros reforzados de alrededor de 4 a 5 veces
la carga máxima obtenida en el ensayo del muro no reforzado. Se obtuvo un mejor
comportamiento desde el punto de vista de la carga última y reducción de rigidez al
reducir el espaciamiento de los anclajes al cimiento en los extremos del muro.
155
CONCLUSIONES
El procedimiento descrito en la norma NSR 10-CAPITULO A.10 y el
documento ASCE/SEI31-03 presentan grandes similitudes en la revisión de
los elementos estructurales, por ejemplo la repartición de fuerzas entre los
elementos resistentes o la determinación de parámetros cómo uniformidad
geométrica de la edificación y por ende se podrían considerar compatibles,
permitiendo la aplicación del procedimiento evaluado en este documento en
edificaciones construidas en el territorio colombiano, teniendo la salvedad
que para esto debe cumplir con los criterios de resistencia y capacidad de
funcionamiento establecidos por lo establecido en la NSR 10 A.10.9.
La edificación presentaba restricciones por la falta de información y por ser
una edificación que se construyó sin licencias y falta de presupuesto para
realizar ensayos para determinar valores exactos de resistencias de los
materiales. Entonces para realizar correctamente la evaluación de
vulnerabilidad sísmica, no se tiene exactamente un indicador que muestre
que tanto se pudo afectar la correcta ejecución de la evaluación sísmica
debido a las restricciones de la estructura, edemas teniendo en cuenta que
es un ejercicio netamente académico.
La evaluación de vulnerabilidad sísmica que se le realizo a la edificación no
se hizo con la rigurosidad que dictaba las 10 etapas que la NSR 10, título
A.10. Se optó este procedimiento alternativo para evitar ambigüedades,
puesto que la norma en lo que a evaluaciones se refiere, requiere de un muy
buen criterio para realizar la evaluación, y teniendo en cuenta que este es un
proyecto para optar al título de ingeniero civil en este momento no poseemos
este criterio, por lo tanto las derivas tuvieron otro procedimiento regido por la
misma norma ya descrito por el informe correspondiente en el numeral 11.2
DESARROLLO DE LAS ETAPAS DE LA EVALUACION PROPUESTAS POR
LA NORMA.
La NSR-10 da los procedimientos de evaluación pero NO guía al diseñador
estructural hacia un proceso esquematizado para un correcto desarrollo
especifico de la valoración de la estructura, además de esto se prioriza en
las áreas del sistema estructural y deja de lado los elementos no
estructurales.
156
En las etapas de la evaluación de la estructura existente en la NSR 10
podemos observar que la información de la evaluación en algunos puntos
es muy ambigua, puesto que se rige mucho al criterio del evaluador y está
sujeto a malas interpretaciones por juicios equivocados que se puedan
presentar presentando evaluaciones equivocadas, teniendo como una gran
variable la experticia del evaluador.
La norma NSR 10 abarca la parte de reforzamiento estructural, a diferencia
del documento ASCE/SEI 31-03 que se limita a servir como procedimiento
para que los evaluadores puedan determinar si la edificación fue diseñada y
construida adecuadamente para soportar las fuerzas sísmicas, haciendo que
sea necesario consultar procedimientos en otros documentos para el diseño
o recomendaciones de mitigación para edificaciones con falencias en la
evaluación.
La mayor divergencia entre los procedimientos de evaluación entre una
norma y otra es la determinación de parámetros sísmicos y esto se debe a
que una de ellas posee más información a nivel de parámetros geológicos y
sísmicos de las condiciones del suelo para que fueron establecidas. En vista
de esto se hace necesario que el procedimiento para determinar estos
parámetros del documento ACSE-SEI 31-03 sea complementado con los
criterios o procedimientos de la norma de construcción sismo resistente
vigente en el lugar geográfico en que está siendo usada, en nuestro caso
puntual la norma NSR 10.
En cuanto las patologías estructurales generales propias del sistema
estructural de la edificación, mencionadas en el presente documento,
actualmente en la edificación que se realizaron las dos evaluaciones
sísmicas no se presentaron ninguna de las fallas, esto se debe a que la
edificación no ha estado expuesta a cargas dinámicas considerables que
puedan afectar la integridad estructural de la edificación.
Se propuso un sistema de mitigación preventivo para disminuir las patologías
o fallos que se puedan presentar e incrementar la resistencia a la tracción
diagonal respecto a la de muros sin ningún de refuerzo hasta en 2.6 veces
en promedio y de 5 a 4 veces la resistencia propia del muro, obteniendo así
menor degradación de la rigidez y la resistencia a la acción de las cargas
dinámicas.
157
El sistemas de mitigación que se propuso es muy eficiente en cuanto a
cargas dinámicas y esfuerzos normales de la estructura y de bajo costo en
cuanto un reforzamiento convencional estructural.
Los índices de sobresfuerzos obtenidos se evidencia que el índice es mayor
que la unidad en todos los pisos, esto indica que la capacidad de soportar
en la estructura existente no responde adecuadamente a las solicitaciones
de carga que se exigen para la zona donde se encuentra la edificación, esto
demuestra que la estructura no cumple con los requerimientos mínimos que
exige la norma para una incidencia de zona sísmica intermedia.
El software utilizado como herramienta de apoyo para la realización del
análisis de vulnerabilidad sísmica, en lo que concierne a la norma NSR 10,
jugo un papel muy importante en el desarrollo en la obtención de los datos y
facilito el análisis de estos mismos, además que se dispone mucha
información con la cual se realizaban proporcionalidades en cuanto a todos
los esfuerzos que se presentaban en la estructura modelada, al parecer y
según el comportamiento el de la estructura fue acertado a pesar de que los
datos ingresados de la estructura fueron asumidos.
La mitigación para la vulnerabilidad sísmica que se presentó, puede ser una
opción muy viable por sus bajos costos, teniendo en cuenta que
generalmente las personas que habitan este tipo de edificaciones,
pertenecen a población vulnerable, sin recursos para realizar un
reforzamiento más contundente y definitivo, además que su proceso
constructivo no requiere de gran experticia, y teniendo en cuenta que puede
marcar la diferencia a la hora de presentarse un sismo considerable, y la
preservación de la vida de las personas que la habitan.
158
BIBLIOGRAFÍA
López Palomino Paulo Marcelo. Propuesta de adaptación del documento ASCE/SEI 31-03 “evaluación sísmica de edificaciones existentes”. Tesis de maestría. Escuela colombiana de ingeniería Julio Garavito. 2015.
Asociación colombiana de ingenieros sísmicos AIS. Código colombiano de construcción sismo resistente NSR-10. Ministerio del interior 2010.
Camilo Andrés Mendoza Ortiz. Determinación de la vulnerabilidad sísmica potencial basado en el método del índice de vulnerabilidad y funciones de vulnerabilidad en viviendas de mampostería no estructural en la UPZ 35 de ciudad jardín (localidad Antonio Nariño), Proyecto de grado para optar por el título de tecnólogo en construcciones civiles, universidad distrital Francisco José de Caldas.Vol 1. 2013
María Dolores Fajardo Henao, Evaluación de la vulnerabilidad sísmica de viviendas en zonas de ladera mediante la implementación de las metodologías implementadas en Bogotá, Proyecto de grado para optar por el título de Ingeniera Civil, universidad distrital Francisco José de Caldas. Vol 1. Bogotá. 2009
Cano-Saldaña Leonardo, Et All. Metodología para la evaluación del riesgo sísmico de pequeñas y medianas ciudades. Estudio de caso: Zona centro de la ciudad de Armenia-Colombia. Revista Internacional de Desastres Naturales, Accidentes e Infraestructura Civil. Vol 5 (1). 2005.
Blaisdell M.Lisbeth, Strand Elizabeth, Caballero Juan. Adaptation of a simplified engineered approach to housing seismic evaluation and retrofit design for use in Bogotá. Memorias del VII Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica. Universidad de los Andes, Asociación Colombiana de Ingeniería sísmica. Bogotá 2015.
Sebastián López (A); Pedro N. Quiroga; Nancy Torres (A), Articulo “EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE MUROS DE MAMPOSTERÍA NO REFORZADA RECUBIERTA CON MORTEROS REFORZADOS”, Revista Infraestrutura e Desenvolmiento Rio de Janeiro 2012.
Luis M. Bozzo y Alex H. Barbat, Diseño sismo resistente de edificios, Técnicas convencionales y avanzadas EDITORIAL REVERTE S.A. 2000.
159
Norma ASCE / SEI 41-13 “Seismic Evaluation and Retrofit of Existing
Buildings” 2014. www.asce.org. [En línea]:
http://www.asce.org/templates/publications-book-detail.aspx?id=6728
Fondo de Prevención y Atención de Emergencias - FOPAE Asociación
Colombiana de Ingeniería Sísmica – AIS, GUÍA DE PATOLOGÍAS
CONSTRUCTIVAS, ESTRUCTURALES Y NO ESTRUCTURALES, Tercera
Edición – 2011.
Robert Pekelnicky, Chris Poland. ASCE 41-13: “Seismic Evaluation and
Retrofit of Existing Buildings” SEA “Structural Engineers Association” of
Califorina. 2012.
Ministerio de vivienda, ciudad y territorio. República de Colombia. Decreto
número 945 de 2017.
160
LISTA DE ANEXOS
ANEXO A. Norma ASCE / SEI 31-03. Anexo 1.Propuesta de adaptación del documento ASCE/SEI 31-03 “evaluación sísmica de edificaciones existentes”.
ANEXO B. Reglamento colombiano de construcción sismo resistente NSR-10.
ANEXO C. Planos arquitectónicos de la edificación
(arquitectónicos01.dwg)
ANEXO D. Espectro Sísmico para el análisis de la estructura
(espectro 01.txt)
ANEXO E. Modelamiento para análisis de la edificación: ETABS
9.7.1 (modelamiento01.EDB)
ANEXO F. Artículo, “EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE MUROS DE MAMPOSTERÍA NO REFORZADA RECUBIERTA CON MORTEROS REFORZADOS”, Revista Infraestrutura e Desenvolmiento Rio de Janeiro 2012.
Related Documents
