REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL DEL TEATRO … · Instalaci ón de Tijerales Nuevos. Centro Peruano...
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Centro Peruano Japonés de Investigaciones Sísmicas y Mitigación de Desastres
Facultad de Ingeniería Civil – Universidad Nacional de Ingeniería
REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL DEL TEATRO
MUNICIPAL DE LIMA
Dr. Carlos ZavalaIng. Jorge GallardoIng. Ricardo Proaño
IX Convención Internacional del ACI - Perú
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Temas a tratar
• El estado del Teatro 1998• Estudio de Vulnerabilidad Estructural• Reforzamiento Estructural• Problemas en la implementación del
refuerzo
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Estado del Teatro 2/8/1998• Luego de una prueba de sonido de un
espectáculo se genera un incendio debido a un corto circuito afectando gravemente al Teatro Municipal de Lima
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Estado del Teatro 2/8/1998
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Estado del Teatro luego del Incendio
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Estado del 5to Nivel y techos
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Convenio EMILIMA - UNI
Mediante convenio entre EMILIMA y la Universidad Nacional de Ingeniería através del Centro Peruano-Japonés de Investigaciones Sísmicas y Mitigación de Desastres CISMID de la Facultad de Ingeniería Civil de la UNI se encargala Evaluación Estructural y Reforzamiento estructural para el Teatro Municipal
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Inicio de Obras
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Sala de Espectadores
45.8
0
27.04
Zon
a F
ront
alde
l Tea
tro
Zon
a de
Pla
tea
y pa
lcos
del
Tea
tro
Hall Principal
Foyer
Platea
Pal
cos
Pal
cos
Orquesta
Cor
redo
r
Cor
redo
r
Fosa de
Ingreso
N
28.0
01
5.60
Escenario
AA
5
4
3
2
1ACDF
1
2
3
4
5
B
F
B
B
NPT+13.05
NPT+4.81
NPT±0.00
NPT+17.60
NPT-4.20
NIV+22.08
NPT+2.90
NPT+18.90
NPT-2.06
NPT±0.00
NPT+6.10
NPT+10.02
NPT+3.10
NPT+7.23
NPT+12.12
NPT+20.88
NPT+18.27
NPT+15.35
NPT-3.60
NPT-4.63
NIV+22.08
CAFETERIA
PRINCIPAL FOYER
PLATEA
ESCENARIO
FOSA ORQUESTA
HALL
SALÓN PRINCIPAL
NPT+18.70
NIV+10.96
NPT+12.35
HALL
MENSULASDE CONCRETO
ESTRUCTURA METALICADE TECHO
Zona de Plateay palcos del Teatro
Zona Frontaldel Teatro
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Sala de Espectadores
NIV+16.05
NPT-2.00
NIV+22.20
NPT+15.15
NPT+11.55
NPT+7.05
NPT+2.90
NPT+0.00
NTT+17.45
NPT+6.05
NPT+10.00
NPT-0.30
NPT+2.85
PLATEA
CORREDOR
CORREDOR
CORREDOR
CORREDOR
CORREDOR
CORREDOR
NIV+17.60
PALCOS
PALCOS
PALCOS
PALCOS
PALCOS
PALCOS
ESTRUCTURA METALICADE TECHO
PALCODE VIUDAS
PALCODE VIUDAS
PARAPETO EN AZOTEA
4.47
PLACA DE CONCRETO
PLACA DE CONCRETO
DE CONCRETOLOSA EN VOLADO
DE CONCRETOLOSA EN VOLADO
PALCOSPALCOS
MENSULASDE CONCRETO
MENSULASDE CONCRETO
45.8
0
27.04
Zon
a F
ront
alde
l Tea
tro
Zon
a de
Pla
tea
y pa
lcos
del
Tea
tro
Hall Principal
Foyer
Platea
Pal
cos
Pal
cos
Orquesta
Cor
redo
r
Cor
redo
r
Fosa de
Ingreso
N
28.0
01
5.60
Escenario
AA
5
4
3
2
1ACDF
1
2
3
4
5
B
F
B
B
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Ensayos de Carga
Prueba de carga - Losa 3º Piso
0
1
2
3
4
5
0 0.5 1 1.5 2
Deformacion ( mm )
Incre
men
to d
e c
arg
a Dial 1
Dial 2
Dial 3
Dial 4
Dial 5ººº
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Resistencia de Materiales
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Resistencia de Materiales
Identificación Elemento Ubicación Resistencia ( Kg/cm2 )
D-1 Muro 1º piso 105
D-2 Muro 1º piso 81
D-3 Muro 2º piso 113
D-4 Viga 3º piso 129
D-5 Viga 2º piso 256
D-6 Columna 3º piso 71
D-7 Columna 4º piso 133
D-8 Columna 5° piso 191
D-9 Muro 1º piso 132
D-10 Viga 4º piso 124
Muestras de concreto
0
50
100
150
200
250
300
D-1 D-2 D-3 D-4 D-5 D-6 D-7 D-8 D-9 D-10Muestra
( k
g/c
m2 )
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Medición del Periodo Natural con Microtremor
Nivel Ubicación Punto CH-1 CH-2 CH-315 0.286 0.200 0.059
5 Azotea 14 0.267 0.278 0.059 13 0.286 0.197 0.069
1 0.080 0.030 0.080Volados 4 0.077 0.020 0.091
4 5 0.095 0.200 0.0562 0.063 0.032 0.034
Corredores 3 0.063 0.023 0.0336 0.095 0.032 0.045
Volado 10 0.069 0.034 0.0203 7 0.063 0.028 0.045
Corredor 8 0.056 0.031 0.0209 0.036 0.031 0.033
2 Volados 11 0.033 0.026 0.02512 0.036 0.034 0.021
Periodos (seg)Lugar de la Medición
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Modelo FEM de la Sala de Espectadores
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Propiedades Dinámicas
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Demanda de Desplazamientos Nivel 1
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Demanda de Desplazamientos Nivel 2
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Demanda de Desplazamientos Nivel 3
Distorsión en el limite
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Demanda de Desplazamientos Nivel 4
Distorsión en el limite
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Demanda de Desplazamientos Nivel 5
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Demanda en muros
Esfuerzos de Corte-Muros Perimetrales (Nivel 1)8 kg/cm2 > 5.8 kg/cm2
Requieren reforzamiento
Se colocarán mallas electrosoldadas Q139 (0.15m x 0.15m x F 4.2mm) a los muros perimetrales
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Reforzamiento de Muros
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Reforzamiento en Muros
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Reforzamiento en Muros de Mampostería
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Estado de Columnas
acero de refuerzo de diámetros 19mm y 47mm.
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Estado de Columnas
P ( kN)
Mx (kN-m)
1400
-1000
60-60
(Pmax)
(Pmin)
fs=0.5fy
fs=0
fs=0.5fy
fs=0
P ( kN)
My (kN-m)
1400
-1000
100-100
(Pmax)
(Pmin)
fs=0.5fy
fs=0
fs=0.5fy
fs=0
Diagrama de Interacción P - Mx Diagrama de Interacción P - My
Esfuerzos de Corte-Concreto 120 kg/cm2 Resistencia ϕVn=6 t.- Demandas (Nivel 3 y 4)9.0 t. > 6 t. 8.5 t. > 6 t.Requieren reforzamiento
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Propuesta de Reforzamiento en Columnas
Se han adicionado perfiles de acero (ángulos 2.5” x 2.5” x 3/16”) en las cuatro esquinas de las columnas cuadradas existentes aumentando su capacidad a la flexión de 8.66tn-m a 27tn-m
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Reforzamiento en Columnas
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ReforzamientoDe ColumnasDe Azotea
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Reforzamiento en Columnas
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Reforzamiento en Vigas
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Reemplazo de Tijerales
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Instalación de Tijerales Nuevos
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Tijerales Nuevos
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Estado de Cariátides luego del Incendio
Ensayo en Elementos No estructurales
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ESPECIMEN
0.15 m.
1.2 m.
0.055 m
0.9 m 0.9 m.
0.15 m.
ESCALA 1:2Peso: 350 Kg.
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Espécimen y su Fijación
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Montaje del Espécimen
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Excitaciones Sísmicas
-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Aceleración (cm/s/s)
Tiempo (s)
Registro de aceleraciones
Lima 66
Lima 74
0
200
400
600
800
1000
1200
0 1 2 3 4 5
Ace
lera
ció
n (
cm/
s/s)
Periodo (s)
Espectros de Aceleración
Lima 66
Lima 74
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Prototipo vs. Real
Tabla 1. Descripción de los prototipos. Escala 1:2.
17.0Frente-fondo232M-03
19.2Lateralmente233M-02
17.5Frente-fondo232M-01
Frecuencia inicialHz
Posición respecto a dirección del análisis
Pesokgf
Identificación
Tabla 2. Características a escala real de los prototipos.
53960.1181856M-03
69130.1041864M-02
57190.1111856M-01
Rigidez inicialKgf/cm
Periodo inicials
PesoKgf
Identificación
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Ensayo de la Cariátide
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ResultadosTabla 4. Aceleraciones máximas del prototipo M-01.Aceleraciones en cm/s2 (gals).
1854509136665028
1754509131394004
1684504731691985
1268468416412036
91535411437917
540138110421094
387974762417
3021128456402
7112881142
75218
CH-04CH-03CH-02CH-01
ZapataCariátideColumn
aBase
Tabla 5. Aceleraciones máximas del prototipo M-01 a escala real. Aceleraciones en cm/s2 (gals).
927254618332514
877254615702002
84225241584992
63423428211018
4581771719459
270691521547
194487381208
151564228201
35644171
3219
CH-04CH-03CH-02CH-01
ZapataCariátid
eColumn
aBase
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
0 500 1000 1500 2000 2500
Aceleración (g)
Tiempo (s)
Registro de aceleraciones
CH-01
CH-02
CH-03
Figura 14. Registro de aceleraciones del prototipo M-01.Aceleración máxima en la base: 5028 cm/s2.
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Teatro Municipal – 11 de Octubre 2010
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Teatro Municipal de Lima
Cariátides11/10/2010
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Conclusiones
• Se realizó un estudio de las estructuras del Teatro Municipal determinando la necesidad de reforzamientos y reemplazos de elementos.
• La modelación estructural fue una herramienta muy importante en este proceso que produjo una estructura segura donde los desplazamientos por sismo son conservadores y las fuerzas de demanda dan confidencia en el refuerzo.
• El uso de las técnicas de análisis, experimentos y procesos constructivos apropiados muestran una posibilidad de reforzamiento en elementos estructurales de difícil tratamiento arquitectónico.
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SulpaaGracias