VULNERABILIDAD SÍSMICA ESTRUCTURAL DE LOS...

UNIVERS.IDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACUL TAO DE INGENIERÍA CIVIL

VULNERABILIDAD SÍSMICA ESTRUCTURAL DE LOS EDIFICIOS PRINCIPALES DE LA FACULTAD

DE INGENIERÍA CIVIL DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA.

TESIS:

Para optar el título Profesional de:

INGENIERO CIVIL

AUDRY VICTORIA CAMACHO VILLEGAS

. '

2011

ATIZ1

Nuevo sello

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil

RESUMEN

LISTA DE CUADROS

LISTA DE FIGURAS

INTRODUCCIÓN

ÍNDICE

CAPITULO 1: MARCO CONCEPTUAL

1.1 INTRODUCCIÓN

1.2 VULNERABILIDAD SiSMICA

1.3

1.3.1

EDIFICACIONES ESENCIALES

Aspectos normativos

IN DICE

V

vii

ix

xiii

1

1

3

5

6

CAPITULO 2: LOS EDIFICIOS DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL 8

2.1

2.1.1

2.1.2

2.1.3

2.2

2.3

2.4

2.5

2.5.1

2.5.2

2.5.3

2.5.4

2.5.5

LA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL DE LA UNIVERSIDAD

NACIONAL DE INGENIERiA

Ubicación

Accesos

Descripción .

DOCUMENTOS REVISADOS

CARACTERÍSTICAS DE DISEÑO DE LOS EDIFICIOS

METODOLOGiA DE EVALUACIÓN

DESCRIPCIÓN DE LOS EDIFICIOS

Descripción del edificio G 1

Descripción del edificio G2




CAPITULO 3: ESTUDIO DE LA CIMENTACIÓN

3.1

3.1.1

3.1.2

3.1.3

GENERALIDADES

Introducción

Geología de la zona

Sismicidad

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de loS Edificios Principales de fa Facultad de lngenierfa Civil de fa Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho Vi/legas

8

8

9

9

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38

38

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil

3.2

3.2.1

3.3

3.4

3.5

3.6

3.6.1

3.7

3.8

3.9

INVESTIGACIÓN GEOTÉCNICA

Trabajos de campo

ENSAYOS DE LABORA TORIO

CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS

DESCRIPCIÓN DEL PERFIL ESTATIGRÁFICO

EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD PORTANTE

Capacidad portante

ANÁLISIS DE ASENTAMIENTOS

ENSAYOS QU(MICOS

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CAPITULO 4: CALIDAD Y PROPIEDAD DE LOS MATERIALES

4.1 INTRODUCCIÓN

4.2 PROPIEDADES DEL CONCRETO

4.2.1 Equipo utilizado

4.2.2 Procedimiento

4.2.3

4.2.4

4.3

4.4

Resultados

Módulo de elasticidad del concreto

PROPIEDADES DEL ACERO

PROPIEDADES DE LA MAMPOSTERIA

IN DICE

39

39

40

41

41

42

43

44

45

45

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47

48

48

48

51

52

53

53

CAPITULO 5: PROPIEDADES DINÁMICAS DE LA ESTRUCTURA 55

5.1 INTRODUCCIÓN 55

5.2 DEFINICIONES IMPORTANTES 56

5.2.1

5.3

5.4

5.5

5.5.1

5.6

Microtrepidaciones

EQUIPO E INSTRUMENTACIÓN

MÉTODO DE MEDICIÓN

ANÁLISIS DE VIBRACIONES

Análisis de Fourier

RESULTADOS

CAPITULO 6: EVALUACIÓN ESTRUCTURAL

6.1 INTRODUCCIÓN

6.2

6.3

PROGRAMAS DE CÓMPUTO

MODELOS MATEMÁTICOS

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de /ngenier/a Audry Victoria Camacho Vi/legas

56

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60

60

64

64

65

65

¡¡

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de tngenierta Civil /NO/CE

6.4 CARGAS VERTICALES

6.5 ACCIONES S(SMICAS

6.6 COMBINACIÓN DE CARGAS

6.7 ESTIMACIÓN DE MASAS

6.8 ESTIMACIÓN DE RIGIDECES

6.9 EVALUACIÓN DEL EDIFICIO G1





CAPITULO 7: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL

7.1 INTRODUCCIÓN

7.2 EDIFICIOG1

7.2.1 El edificio como sistema

7.2.2 Sistema resistente a fuerzas laterales

7.2.3 Conexiones

7.2.4 Diafragma

7.2.5 Amenazas geológica del lugar

7.2.6 Condiciones de la cimentación

7.3 EDIFICIOG2



7.3.3 Conexiones

7.3.4 Diafragma



7.4 EDIFICIOG3



7.4.3 Conexiones

7.4.4 Diafragma



7.5 EDIFICIO G4

Vulnerabilidad Slsmlca Estructural de los Edificios Principales de la FacUltad de lngenlerta CIVIl de la Universidad Nacional de lngenierfa

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Audry Victoria Camacho Vi/legas iii

UNIVERSIDAD NACIONAL DE /NGENIERIA Facultad de lngenierla Civil



7.5.3 Conexiones

7.5.4 Diafragma



7.6 EDIFICIOG5



7.6.3 Conexiones

7.6.4 Diafragma



CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

BIBLIOGRAFÍA

ANEXOS

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho Vi/legas

IN DICE

148

149

150

151

151

151

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152

153

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155

155

155

156

162

164

iv


RESUMEN

RESUMEN

El presente trabajo consta de 7 capítulos organizados de la siguiente forma:

1. El primero, presenta como introducción un panorama general de cómo

los sismos afectan las edificaciones actualmente en nuestro país, para

asi resaltar la importancia que tiene un estudio de vulnerabilidad, siendo

ésta, la única forma hasta hoy en día, de reducir los riesgos asociados a

esta amenaza. El capítulo, también desarrolla los conceptos básicos

involucrados con la vulnerabilidad sísmica de edificaciones esenciales y

la normativa referida a éstos, como marco para el desarrollo de la

investigación.

2. En el segundo, se presentan los antecedentes históricos y la descripción

de los 5 edificios que se evaluarán, así como la metodología usada. El

capítulo abarca la investigación hecha sobre el proyecto original, los

documentos revisados y los criterios de diseño utilizados en la época en

que fueron concebidos; concluye con la descripción de los edificios

basada en la visita de campo hecha para la recolección de datos e

inspección visual.

3. El tercer capítulo está dedicado al estudio de la cimentación. El informe

muestra la investigación que se llevó a cabo para obtener los parámetros

geotécnicos suficientes para evaluar la cimentación de los edificios. Ésta,

involucró revisión bibliográfica, trabajos de campo, auscultación de

cimentación y ensayos de laboratorio.

4. En el cuarto capítulo se aborda el tema de la calidad de los materiales

utilizados en la construcción. Al no encontrarse planos estructurales

originales, se procede a realizar una serie de investigaciones y ensayos

con los que se puede estimar las propiedades mecánicas del acero, el

concreto y la albañilería.

5. El quinto capítulo estudia las propiedades dinámicas de la estructura

teniendo como herramienta principal los ensayos de microtrepidaciones

llevados a cabo. El capitulo abarca los fundamentos teóricos que

sustentan los ensayos, el equipo utilizado, la metodología para la

Vulnerabilidad Sfsmlca Estroctural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas V

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil RESUMEN

medición, el procesamiento de los registros obtenidos y su respectiva

interpretación.

6. Capítulo seis. Con todos los datos obtenidos en los cinco primeros

capítulos, se procede a la evaluación estructural de cada edificio. Este

capítulo muestra el análisis de las estructuras y la verificación del

refuerzo en vigas y columnas, así como las fuerzas cortantes en la

albañilería, teniendo en cuenta las. recomendaciones del reglamento

Nacional de Edificaciones, Norma E020, E030, E060 y E070. Además se

analiza la distorsión de entrepiso como parámetro para estudiar el daño

total de la estructura.

7. Finalmente, en el capítulo 7, se analiza los resultados obtenidos, en las

investigaciones, en los ensayos y en la evaluación estructural para

entender el posible comportamiento de las estructuras en caso de un

sismo lo cual mostrará los puntos vulnerables en cada edificio.

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de los Edfficios Principales de la Facuffad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas vi


LISTA DE CUADROS

LISTA DECUADROS

Cuadro 1.1: Terremotos más importantes ocurridos en el Perú en el siglo XX ~

XXI. 2

Cuadro 2.1: Resumen de eventos sfsmicos soportados por los edificios en

e~ud~. 13

Cuadro 2.2: lista de planos de la FIC-UNI encontrados en la investigación. 14

Cuadro 2.3: Sección de columnas del edificio G1. 19

Cuadro 2.4: Sección de vigas del edificio G1. 19

Cuadro 2.5: Sección de columnas del edificio G2 23


Cuadro 2. 7: Sección de columnas del edificio G3. 27






Cuadro 3.1: Datos encontrados en la auscultación de zapatas 44

Cuadro 4.1: Resultados obtenidos del Ensayo de Compresión Estándar. 51

Cuadro 4.2: Valores utilizados para el cálculo estructural de vigas y columnas. 52

Cuadro 4.3: Resultados del cálculo del módulo de elasticidad de.l concreto. 52

Cuadro 4.4: Propiedades de la Albañilería usados en los cálculos. 54

Cuadro 5.1: Resultados del ensayo de microtrepidaciones. 62

Cuadro 6.1: Parámetros para el cálculo de la acción sísmica 67

Cuadro 6.2: Período de vibración de la estructura. Edificio G1. 70

Cuadro 6.3: Centro de masa y rigideces edificio G1 71

Cuadro 6.4: Fuerzas Globales en el edificio G1. 72

Cuadro 6.5: Desplazamientos y distorsiones en el eje X. Edificio G1. 73

Cuadro 6.6: Desplazamientos y distorsiones en el eje Y. Edificio G1. 74

Cuadro 6.7: Verificación del refuerzo en vigas. Edificio G1. 75

Cuadro 6.8: Verificación del refuerzo en columnas. Edificio G1. 78

Cuadro 6.9: Verificación de esfuerzos en la albañilería eje X. Edificio G1. 80

Cuadro 6.10: Verificación de esfuerzos en la albañilería eje Y. Edificio G1. 81

Cuadro 6.11: Período de vibración de la estructura. Primer modelo del edificio

~. ~

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngeníerla Audry VictOria Camacho Villegas vil

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENJERIA Facultad de lngenierfa Civil LISTA DECUADROS

Cuadro 6.12: Centro de masa y rigideces edificio G2

Cuadro 6.13: Fuerzas Globales en el edificio G2.

84

85

Cuadro 6.14: Desplazamientos y distorsiones en el eje X. Edificio G2. 86

Cuadro 6.15: Desplazamientos y distorsiones en el eje Y. Edificio G2. 87

Cuadro 6.16: Verificación de refuerzo en vigas. Edificio G2. 88

Cuadro 6.17: Verificación de refuerzo de columnas. Edificio G2. 90

Cuadro 6.18: Verificación de esfuerzos en la albañilería eje X. Edificio G2. 93

Cuadro 6.19: Verificación de esfuerzos en la albañilería eje Y. Edificio G2. 94

Cuadro 6.20: Período de vibración de la estructura. Edificio G3. 96

Cuadro 6.21: Centro de masas y rigideces. Edificio G3.

Cuadro 6.22: Fuerzas globales. Edificio G3.

Cuadro 6.23: Desplazamientos y distorsiones en X. Edificio G3.

Cuadro 6.24: Desplazamientos y distorsiones en Y. Edificio G3.

Cuadro 6.25: verificación del refuerzo en vigas. Edificio G3.

Cuadro 6.26: verificación del refuerzo en columnas. Edificio G3.

Cuadro 6.27: Verificación de esfuerzos en la albañilería eje X. Edificio G3.

Cuadro 6.28: Verificación de esfuerzos en la albañilería eje Y. Edificio G3.

Cuadro 6.29: Período de vibración de la estructura. Edificio G4.


Cuadro 6.31: Fuerzas globales de la estructura. Edificio G4.

Cuadro 6.32: Desplazamientos y distorsiones en el eje X. Edificio G4.

Cuadro 6.33: Desplazamientos y distorsiones en el eje Y. Edificio G4.

Cuadro 6.34: Verificación del refuerzo en vigas. Edificio G4.

Cuadro 6.35: Verificación del refuerzo en columnas. Edificio G4.





Cuadro 6.40: Fuerzas Globales. Edificio G5.

Cuadro ·6.41: Desplazamientos y distorsiones eje X. Edificio G5.

Cuadro 6.42: Desplazamientos y distorsiones eje Y. Edificio G5.




Vulnerabilidad Slsmica Estructural de Jos Edificios PrinCipales de la Facuffad de Jngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenlerfa Audry Victoria Camacho Vi/legas

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128

130-131

132-133

viii

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil

LISTA DE FIGURAS

LISTA DEFIGURAS

Fig. 2.1: Ubicación de los edificios a estudiar dentro del complejo FIC-UNI. 10

Fig. 2.2: Edificio G1. Pabellón de aulas. Inicialmente de dos pisos. En 1969 se

construyó el tercer nivel. 1 O

Fig. 2.3: Edificio G2. Pabellón de aulas. Inicialmente también de dos pisos. En

1969 se construyó el tercer nivel. 11

Fig. 2.4: Edificio G3. Pabellón de aulas. De dos pisos y sótano en el proyecto

original. En 1969 se construyó el tercer nivel.

Fig. 2.5: Edificio G4. Actualmente en el primer piso funcionan los Laboratorios de

Hidráulica, en el segundo piso oficinas, en el tercer piso biblioteca y cuarto piso

11

sala de lectura. El último nivel también fue añadido en el proyecto de 1969. 12

Fig. 2.6: Edificio G5. En el primer piso funcionan los Laboratorios de Química y

las oficinas de Abastecimiento, en el segundo y tercer piso, los departamentos

de Ciencias Básicas y construcción y en el cuarto piso aulas. Fue reforzado en

1969 debido a daños estructurales causados por el terremoto de 1966.

Fig. 2.7: Esquema de ubicación de los edificios.

Fig. 2.8: (a), (b), (e). Esquema en Planta del edificio G1.

Fig. 2.9: (a), (b), (e). Esquema en Elevación del edificio G1.

Fig. 2.10: (a), (b), (e}, (d). Esquema en Planta del edificio G2.

Fig. 2.11: (a}, (b}, (e). Esquema en Elevación del edificio G2.

Fig. 2.12: (a), (b), (e), (d). Esquema en Planta del edificio G3.




Fig. 2.16: (a), (b), (e), (d)._Esquema en Planta del edificio G5.


Fig. 4.1: Detector de Acero marca PROFOMETER modelo S usado para la

detección de acero en elementos estructurales

Fig. 4.2: Extractor de diamantinas

Fig. 4.3: Equipo para ensayo de Compresión

Fig. 5.1 : Origen de Microtremor

Fig. 5.2: Los períodos y Niveles de varios Tipos de Vibraciones.

Fig. 5.3: Equipo utilizado

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenlerfa Audl'¡ Victoria Camacho Vi/legas ix

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19-20

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33

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37

50

50

50

57

57

58


Fig. 5.4: toma de datos en campo

Fig. 5.5: diagrama de flujo de la medición

Fig. 5.6: Vibración aleatoria

Fig. 5.7: Espectro de Fourier de onda aleatoria

Fig. 5.8: Esquema de puntos tomados en campo.

Fig. 6.1: Modelo matemático para el análisis del Edificio G1

LISTA DEFIGURAS

59

60

61

61

63

69

Fig. 6.2: Carga repartida en el eje C que representa al parapeto existente. 70

Fig. 6.3: Modo de vibración en el eje Y- Edifico G1 71

Fig. 6.4: Modo de vibración en el eje X- Edifico G1 71

Fig. 6.5: Espectro de respuesta para ambas direcciones X e Y. Edificio G1 72

Fig. 6.6: Desplazamientos máximos en X. Edificio G1 73

Fig. 6.7: Distorsiones máximas en X. Edificio G1 73

Fig. 6.8: Desplazamientos máximos en Y. Edificio G1. 74

Fig. 6.9: Distorsiones máximas en Y. Edificio G1. 74

Fig. 6.10: Verificación de refuerzo por flexocompresión y corte en columnas.

Edificio G 1 77

Fig. 6.11: Verificación de columnas del edificio G 1, primer nivel. Sistema

Rigidizado. 78

Fig. 6.12: Edificio G1, Vista de los muros incluidos en el modelo matemático. 79

Fig. 6.13: Modelo matemático del edificio G2 82

Fig. 6.14: Modo de vibración en el eje X. Edifico G2 84

Fig. 6.15: Modo de vibración en el eje Y. Edifico G2 84

Fig. 6.16: Espectro de respuesta para ambas direcciones X e Y. Edificio G2 85

Fig. 6.17: Desplazamientos máximos en X. Edificio G2. 86

Fig. 6.18: Distorsiones máximas en X. Edificio G2. 86



Fig. 6.21: Diagrama de momentos de las vigas del nivel 1 para la demanda de la

combinación 4 =1.5D+1.8(L 1 +L2+L3+L4). 88


Edificio G2 89-90

Fig. 6.23: Verificación de columnas del edificio G2, primer nivel.

Sistema Reforzado y rigidizado. 91



Vulnerabilidad STsmica Estructural de los EdifiCios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas x


Fig. 6.26: Modo de vibración en el eje Y- Edifico G3

LISTA DEFIGURAS

97

Fig. 6.27: Modo de vibración en el eje X- Edifico G3 97

Fig. 6.28: Espectro de respuesta para ambas direcciones X e Y. Edificio G3. 98

Fig. 6.29: Desplazamientos máximos en X. Edificio G3. 99

Fig. 6.30: Distorsiones máximas en X. Edificio G3. 99




Edificio G3 102


Sistema Rigidizado. 103



Fig. 6.37: Modo de vibración en el eje Y. Edifico G4. 108

Fig. 6.38: Modo de vibración alrededor de Z. Edifico G4. 1 09

Fig. 6.39: Modo de vibración en el eje X. Edifico G4. 1 09

Fig. 6.40: Espectro de respuesta para ambas direcciones X e Y. Edifico G4. 11 O

Fig. 6.41: Desplazamientos máximos en X. Edifico G4. 111

Fig. 6.42: Distorsiones máximas en X. Edifico G4. 111

Fig. 6.43: Desplazamientos máximos en Y. Edifico G4. 112

Fig. 6.44: Distorsiones máximas en Y. Edifico G4. 112


Edificio G4. 114

Fig. 6.46: Verificación de columnas del edificio G4, primer nivel. Sistema

Rigidizado. 116


Fig. 6.48: Modelo matemático para el análisis del Edificio G5. 122

Fig. 6.49: Modo de vibración en el eje Y - Edifico G5. 123

Fig. 6.50: Modo de vibración en el eje Z- Edifico G5. 124

Fig. 6.51: Modo de vibración en el eje X - Edifico G5. 124

Fig. 6.52: Espectro de respuesta para ambas direcciones X e Y. Edifico G5. 125

Fig. 6.53: Desplazamientos máximos en X. Edifico G5. 126

Fig. 6.54: Distorsiones máximas en X. Edifico G5. 126

Fig. 6.55: Desplazamientos máximos en Y. Edifico G5. 127

Fig. 6.56: Distorsiones máximas en Y. Edifico G5. 127

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de los EdifiCios Principales de la Facultad de tngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho VJ1/egas xl

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil LISTA DEFIGURAS


Edificio G5 128

Fig. 6.58: Vista de los muros incluidos en el modelo matemático del edificio G5. 129

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facuffad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho Vi/legas xii

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniarla Civil

INTRODUCCIÓN

INTROCCIÓN

Hoy en día los edificios principales de la FIC albergan en sus instalaciones a

más de 1700 alumnos, docentes y personal administrativo, los cuales se verían

afectados por una falla estructural ante un sismo y, teniendo en cuenta que el

Perú se encuentra en la zona de más alta actividad sísmica del mundo, un

Estudio de Vulnerabilidad Sísmica Estructural se convierte en una necesidad.

La Norma Peruana de Diseño Sismorresistente E030, define a las Edificaciones

esenciales como aquellas cuya función no debería interrumpirse inmediatamente

después que ocurra un sismo y entre ellas figuran los Centros Educativos.

Las experiencias recientes de sismos alrededor del mundo, han puesto de

manifiesto el alto grado de Vulnerabilidad de las edificaciones esenciales, en el

sentido de que gran parte de ellas han colapsado estructural o funcionalmente,

incapacitadas para cumplir así con su objetivo que es el de brindar asistencia a

la población antes y después de un evento desastroso. Por este motivo,

alrededor del mundo, se han desarrollado metodologías que permiten calificar y

cuantificar la vulnerabilidad de las edificaciones en sus diferentes aspectos, tales

como: Vulnerabilidad Estructural, Vulnerabilidad No Estructural y Vulnerabilidad

Administrativa y Organizativa.

El presente trabajo estudiará las condiciones estructurales de 5 edificios del

complejo FIC-UNI y analizará el posible comportamiento de estas estructuras

ante el sismo propuesto por la Norma E030 con el objetivo de identificar las

características que los hacen vulnerables. los resultados de este estudio nos

servirán como base para la elaboración de un proyecto de reforzamiento, si es

que fuera. el caso, que evite pérdidas de vidas, asegure la continuidad de los

servicios y minimice los daños en la estructura después de un evento sísmico.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de Jngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenlerla Audry Victoria Camacho Vi/legas xiii

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa CM/

1.1 INTRODUCCIÓN

Capitulo 1: Marco Conceptual

CAPITULO 1

MARCO CONCEPTUAL

El 15 de agosto de 2007 cerca de las 18:40 hora local, se registró un evento

sísmico en el país con una duración de 210 segundos. El epicentro se localizó

en las éostas a 74 kilómetros al oeste de Pisco. Tuvo una magnitud de 7.0 ML y

una intensidad de VII-VIII en la escala de Mercalli (Tavera, Bernal y Nuñez,

2007). Dejó 596 muertos, 434 614 damnificados, 48 208 viviendas, 14

establecimiento de salud y 643 aulas destruidas en 4 regiones del país lea, Lima,

Huancavelica y Ayacucho (INOECI, 2008).

El Perú y todos los países que bordean al Océano Pacífico se destacan por su

alta sismicidad o alta actividad sísmica. Pertenecen al denominado "Cinturón

Circum-Pacifico", o también "Círculo de fuego". El 80% de los Terremotos del

mundo suceden en esta franja. El nivel de sismicidad mas alto se observa en

Japón, donde ocurren una gran cantidad de sismos de mediana magnitud (7 -

7.7 en la escala de Richter). La zona andina en Sudamérica, en cambio, muestra

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho Vi/legas

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil Capftulo 1: Marco Conceptual

el mayor índice de liberación de energia debido a la ocurrencia ocasional de

algunos sismos de gran magnitud, 8.0 a 8.6. En el pais la actividad sísmica más

importante está asociada al proceso de subducción de la Placa de Nazca

(oceánica) bajo la Placa Sudamericana (continental). Un segundo tipo de

sismicidad, es producido por las deformaciones corticales, presentes a lo largo

de la Cordillera Andina, con terremotos menores en magnitud y frecuencia

(Tavera y Buforn, 1998). La siguiente tabla resume los terremotos más

importantes ocurridos en Perú observando intensidad.

Cuadro 1.1: Terremotos más importantes ocurridos en el Perú en el siglo XX y

XXI.

Maxlma Date Location

lntensity MM

21-07- 1955 Caraveli- Arequipa VI

15-01- 1958 Arequipa VIII

19-07-1959 Arequipa VIl

13-01- 1960 Arequipa IX

24-09-1963 Ancash VIl

17-10-1966 Lima VIII

19-06-1968 Moyobamba- San Martln VIl

24-07- 1969 Pariahuanca- Junin V

01-10-1969 Pariahuanca- Juni VI

31- 05- 1970 Chimbote- Ancash VIl- VIII

03-10-1974 Lima VIII

16-02-1979 Arequipa VI

05-04- 1986 Cusca V

31-05- 1990 Moyobamba VI

04-04- 1991 Moyobamba V

05-04-1991 Moyobamba VIl

18-04-1993 Lima VI

12- 11- 1996 Nasca-lca VIl- VIII

03-04-1999 Arequipa VI

23-06-2001 Moquegua VI- VIl

15-08-2007 Pisco VI-IX

Fuente: Tavera y Bufom, 1998 e INOECI.

Vulnerabilidad Slsmlca Estructural de /os Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho Vi/legas 2

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil : Capltu1o·1: Marco Conceptual

Con este panorama se plantean esfuerzos para reducir los efectos de los

terremotos en una comunidad. El objetivo de una política de mitigación de

desastres debe ser reducir las pérdidas humanas y materiales, para evitar

consecuencias catastróficas que pudieran disminuir de manera significativa el

ritmo de desarrollo social y económico de una región o un país. Dicho objetivo se ·

puede lograr si se reduce el riesgo y el riesgo depende del grado de

vulnerabilidad de la construcción hecha por el hombre, frente a los peligros o

amenazas naturales a las que será sometido. Los efectos de los fenómenos

naturales internos o externos no se pueden evitar; pero si es posible mitigarlos o

reducirlos aplicando medidas preventivas y disminuyendo la vulnerabilidad de las

edificaciones.

1.2 VULNERABILIDAD SISMICA

Puede entenderse, como la condición intrínseca de un elemento a sufrir daño

debido a posibles acciones sísmicas (OPS, 2000).

Si se quisiera deteiminar la vulnerabilidad de una comunidad, como la

comunidad de la FIC-UNI, la investigación se podría clasificar en tres partes.

• Vulnerabilidad Física.

• Vulnerabilidad Social.

• Vulnerabilidad Económica.

De estas, la que tiene crucial importancia para el proceso de la gestión de

riesgos, es la vulnerabilidad física de los elementos expuesto; como:

• La población (alumnos, profesores, personal).

• Las propiedades (la infraestructura y los equipos).

• El medio ambiente.

Este estudio se enfocará en la infraestructura y se estudiará sus características

para finalmente mencionar cuáles de estas las hacen vulnerables ante sismos.

La definición de vulnerabilidad sísmica lleva implícito términos genéricos como la

afectación y el daño, los cuales se definen seguidamente.

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 3

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civif Cspftulo 1: Marco Conceptual

La afectación. Se refiere al nivel de perturbación funcional que puede sufrir una

instalación y está directamente relacionada con la denominada vulnerabilidad

funcional (Yépez, 1996).

El daño.- Se refiere al deterioro físico que pueden sufrir los diversos elementos

de una edificación. Al nivel de deterioro que pueden sufrir estos elementos se le

conoce como grado de daño (Yépez, 1996).

Desde el punto de vista cualitativo, el daño puede ser de dos tipos: el dañó

estructural y daño no estructural, dependiendo si el elemento en cuestión forma

parte o no del sistema resistente de la edificación. Estos daños están

respectivamente relacionados con la llamada "Vulnerabilidad estructural" y "la

vulnerabilidad no estructural"

Se estudiará la Vulnerabilidad Estructural de los edificios de la facultad como

parte primera parte de un esfuerzo de la Comunidad FIC que pretende reducir

los riesgos ante un evento sísmico.

Vulnerabilidad Estructural.- La vulnerabilidad estructural está asociada a la

susceptibilidad de los elementos o componentes estructurales de una

edificación, a sufrir daño debido a un sismo, lo que se ha llamado "daño s~smico

estructural". El mismo comprende el deterioro físico de aquellos elementos o

componentes que forman parte integrante del sistema resistente o estructura de

la Edificación (OPS, 2000).

El nivel de daño que sufrirá una edificación depende tanto del comportamiento

global como local de la estructura. Está relacionado con la calidad de los

esquemas resistentes y obviamente, con las cargas actuantes. La naturaleza y

grado de daño estructural pueden ser descritos en términos cualitativos o

cuantitativos, y constituye un aspecto de primordial importancia para verificar el

nivel de deterioro de una edificación, así como su situación relativa con respecto

al colapso estructural, que representa una situación límite donde se compromete

la estabilidad del sistema (Safina, 2002).

Vufnerabilidad Sfsmlca Estructura( de tos Edificios Principales de la Facultad de lngenieria CM/ de la Universidad Nacional de lngenlerfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 4

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capitulo 1: Marco Conceptual

1.3 EDIFICACIONES ESENCIALES

Etimológicamente, el término "esencial" es sinónimo de "necesario", sin

embargo, el sentido que pretenden la mayoría de las referencias que hacen uso

de este término, se corresponde con la propuesta en la norma E030, que define

a las edificaciones esenciales como "Aquellas cuya función no debería

interrumpirse inmediatamente después que ocurra un sismo, como hospitales,

centrales de comunicaciones, cuarteles de bomberos y policía, subastaciones

eléctricas, reservarías de agua, centros educativos y edificaciones que puedan

servir de refugio después de un desastre. También se incluyen edificaciones

cuyo colapso puede representar un riesgo adicional, como grandes hornos,

depósitos de materiales inflamables o tóxicos."

El Comité VISION 2000 (SEAOC 1995) define las edificaciones esenciales como

aquellas "consideradas críticas para las operaciones de atención de la

emergencia sísmica" o bien, como las refiere el FEMA (1999}, "aquellas vitales

para la respuesta ante la emergencia y posterior recuperación del edificio". En

general, todas las referencias coinciden en señalar como ejemplos de

edificaciones esenciales a los hospitales, las estaciones de policía y de

bomberos, los centros de control de emergencias, los centros de comunicación y

las escuelas, pues juegan un papel fundamental como refugios de los

desplazados por daños en sus viviendas (FEMA, 1999). Estas instalaciones y

sobre todo las que deben gestionar la atención de la emergencia, experimentan

un incremento sustancial de la demanda de sus servicios inmediatamente

después de un sismo, sin embargo, a causa del propio evento, probablemente

se ha degradado su capacidad de prestarlo, planteando un escenario critico para

la atención de la emergencia sísmica que se traduce en un incremento brusco

del riesgo asociado, situación que tiende a disminuir con el tiempo una vez

superada la crisis sísmica.

Se debe tener en cuenta que en el caso de los edificios dentro de una ciudad

universitaria los costos pasan por evaluar las pérdidas en equipos de laboratorio,

material educativo, equipo de cómputo, muebles, etc. Aparte de los costos

asociados a la construcción.

Vulnerabilidad Sísmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de Ingeniería Audry Victoria Camacho Vi/legas 5

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capitulo 1: Marco Conceptual

1.3.1 ASPECTOS NORMATIVOS. ·

La Norma 030 que rige en el Perú desde el 2 de Abril de 2003 establece las

condiciones mínimas para que las edificaciones diseñadas según sus

requerimientos tengan un comportamiento acorde con los principios señalados.

Se aplica al diseño de todas las edificaciones nuevas, a la evaluación y

reforzamiento de las existentes y a la reparación de las que resultaren dañadas

por la acción de los sismos.

1.· FILOSOFIA DEL DISEÑO

La filosofía del diseño sismorresistente consiste en:

a) Evitar pérdidas de vidas

b) Asegurar la continuidad de los servicios básicos

e) Minimizar los daños a la propiedad.

11.· PRINCIPIOS DEL DISEÑO

Los Principios del diseño que establece la norma son:

a) La estructura no debería colapsar, ni causar daños graves a las personas

debido a movimientos sísmicos severos que puedan ocurrir en el sitio.

b) La estructura debería soportar movimientos sísmicos moderados, que

puedan ocurrir en el sitio durante su vida de servicio, experimentando

posibles daños dentro de los límites aceptables.

111.-FACTOR DE IMPORTANCIA Y CATEGORÍA DE LAS EDIFICACIONES

La norma exige la aplicación del llamado factor de Importancia, que depende de

la importancia, uso, riesgo de fallo y categoría de ocupación de la edificación. Su

valor varía entre la unidad, para edificaciones comunes, hasta valores de 1,5

para edificaciones esenciales, es decir, incrementa la acción sísmica hasta un

50%. Este factor pretende incrementar el valor de la ~cción sísmica de diseño

como estrategia para elevar el margen de seguridad asociado a estas

· edificaciones.

La categoría de las edificaciones se establece como sigue:

Categoría A Edificaciones Esenciales

Categoría B Edificaciones Importantes

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenlerla Audry Victoria Camacho Vi/legas 6

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil Capitulo 1: Marco Conceptual

Categoría C Edificaciones Comunes

Categoría D Edificaciones menores

IV.- CONFIGURACION ESTRUCTURAL

La mayoría de veces las edificaciones esenciales tienden a ser construcciones

de gran envergadura y complejidad, lo que conduce a que en muchos casos

presenten esquemas de configuración complejos.

Es necesario tener en cuenta que una de las mayores causas de daños en

edificaciones ha sido en el uso de esquemas de configuración arquitectónico

estructural nocivos.

La norma clasifica las estructuras como regulares o irregulares con el fin de

determinar el procedimiento adecuado de análisis y los valores apropiados del

factor de reducción de fuerza sísmica.

V.- CATEGORÍA, SISTEMA ESTRUCTURAL Y REGULARIDAD DE LAS

EDIFICACIONES

La norma espera que las edificaciones esenciales ubicadas en la zona 3 tengan

una configuración regular y que sean proyectadas en acero, muros de concreto

armado, albañilería armada o confinada o con un sistema dual y adicionalmente

se podrán proyectar en madera si es que se encuentran ubicadas en la zona 2 o

1.

VI.- ANÁLISIS DE LAS ESTRUCTURAS

Las edificaciones esenciales deberán ser diseñadas usando los resultados de

los análisis dinámicos ya sean mediante procedimientos de combinación modal

espectral o por medio de análisis tiempo-historia.

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Villegas 7

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil Capitulo 2: Los Edificios de fa Facultad de lngenierla Civil

CAPITULO 2·

LOS EDIFICIOS DE LA FACULTAD DE

INGENIERÍA CIVIL

2.1 LA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL DE LA UNIVERSIDAD

NACIONAL DE INGENIERÍA

2.1.1 UBICACION

La Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de Ingeniería, se

encuentra ubicado en la Av. Tupac Amarú S/N, distrito del Rímac, Departamento

de Lima, dentro del campus universitario.

Sus coordenadas geográficas aproximadas son: 12°01 1 de latitud sur y 77°021 de

longitud oeste. En el anexo 1 1 Figura No 11 se presenta la ubicación del

Departamento de Lima en el mapa del Perú en la parte central de la costa. La

Figura No 2 presenta un esquema de la provincia de Lima. Los números en color

azul indican el número de plano correspondiente en la Guía de Planos de Lima.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 8

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniarla Civil Capitulo 2: Los Edificios de la Facultad de lngenierfa Civil

La zona en estudio pertenece al Distrito del Rimac. La Figura No 3 presenta un

croquis aproximado de la ubicación del lugar de estudio.

2.1.2 ACCESOS

El área investigada, se encuentra dentro del casco urbano de la capital del Perú.

A la zona de estudio se accede con movilidad particular o los servicios de

transporte urbano.

2.1.3 DESCRIPCIÓN

Los edificios que hoy conforman la Facultad de Ingeniería Civil de la UNI, fueron

inaugurados el 26 de Octubre de 1955 (Boletín de la Escuela de Ingenieros

1955). Para entonces, el complejo contaba con laboratorios de Ensayo de

Materiales, Mecánica de Suelos, Grupo de servicios higiénicos, depósito de

materiales, laboratorio de enseñanza e investigaciones y sus respectivas aulas

además de oficinas administrativas (Boletín de la Escuela de Ingenieros 1955).

El proyecto arquitectónico original estuvo a cargo de la firma Benitas y T odde

Arquitectos. A partir de este proyecto se han modificado algunas áreas y usos

con el tiempo, los cuales describiremos más adelante. Los planos completos del

proyecto arquitectónico original se encuentran en la oficina de Infraestructura de

la UNI.

Para este estudio se eligieron 5 edificios, actualmente denominados pabellón de

aulas (3 estructuras), Laboratorio de mecánica de fluidos y biblioteca (1

estructura) y Laboratorio de química y departamento de construcción (1

estructura) los que actualmente conforman los más importantes de la facultad.

Se refieren importantes por que albergan a la mayor cantidad de personas,

porque son de los más antiguos y porque es en donde se desarrolla el 80% de

las actividades de la facultad.

Vulnerabilid<Jd Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Univetsidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 9

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capitulo 2: Los Edificios de la Facultad de lngenierfa Civil

Fig. 2.1: Ubicación de los edificios a estudiar dentro del complejo FIC-UNI.

Fig. 2.2: Edificio G 1. Pabellón de aulas. Inicialmente de dos pisos. En 1969 se

construyó el tercer nivel.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de Ingeniarla Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho Vi/legas 10

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capitulo 2: Los Edificios de fa Facultad de lngenierla Civil

Fig. 2.3: Edificio G2. Pabellón de aulas. Inicialmente también de dos pisos. En

1969 se construyó el tercer nivel.

Fig. 2.4: Edificio G3. Pabellón de aulas. De dos pisos y sótano en el proyecto

original. En 1969 se construyó el tercer nivel.

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho Vi/legas 11

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capftulo 2: Los Edificios de la Facultad de lngenierfa Civil

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~ \;~\11! w~í,l l'ti

...............

Fig. 2.5: Edificio G4. Actualmente en el primer piso funcionan los Laboratorios de

Hidráulica, en el segundo piso oficinas, en el tercer piso biblioteca y cuarto piso

sala de lectura. El último nivel también fue añadido en el proyecto de 1969.

Fig. 2.6: Edificio G5. En el primer piso funcionan los Laboratorios de Química y

las oficinas de Abastecimiento, en el segundo y tercer piso, los departamentos

de Ciencias Básicas y construcción y en el cuarto piso aulas. Fue reforzado en

1969 debido a daños estructurales causados por el terremoto de 1966.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenieria Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 12

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngeníerfa Civil Capftulo 2: Los Edificios de la Facultad de lngenierfa Civil

Desde el año que fue inaugurado hasta la fecha, Estos edificios han soportado

varios sismos. A continuación se presenta una lista resumen de los eventos de

mayor intensidad ocurridos en su vida útil:

Cuadro 2.1: Resumen de eventos sísmicos soportados por los edificios en

estudio.

Fecha Epicentro Intensidad MM

24· 09- 1963 Ancash VIl

17- 10- 1966 Lima VIII

31- 05- 1970 Chimbote- Ancash VIl- VIII

03- 10- 1974 Lima VIII

18- 04- 1993 Lima VI

12- 11- 1996 Nasca-lca VIl- VIII

15-08-2007 Pisco VIII

2.2 DOCUMENTOS REVISADOS

Teniendo en cuenta la importancia de contar con los planos de las estructuras no

solo para esta tesis sino como documento importante para la facultad se llevó a

cabo una búsqueda minuciosa de estos.

Se cree conveniente citar los lugares en donde se revisó:·

Oficina de Infraestructura de la UNI

Biblioteca Central y Biblioteca la Facultad de Ingeniería Civil.

Decanato de la FIC-UNI

Municipalidad del Rímac y Municipalidad de Lima

Oficina de Bienes Nacionales y Biblioteca del Palacio de Justicia

No se pudo averiguar quién fue el encargado del diseño estructural, ni tampoco

se han encontrado planos estructurales originales y completos del edificio. En

cambio se contó con la tesis del lng. Bernardo Fernández Velásquez quien

realizó los cálculos de los 5 edificios para obtener el título de Ingeniero Civil en

1955 basándose en el proyecto original de Benites y Todde. Sin embargo, no se

sabe si estos cálculos fueron usados para la construcción de los mismos.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngeníerfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 13

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil Capitulo 2: Los Edificios de la Facultad de lngenierla CM/

Los planos de la facultad encontrados y revisados fueron los siguientes:

Cuadro 2.2: lista de planos de la FIC-UNI encontrados en la investigación.

Plano Descripción Año

CG-A009 Aula U pica -Arquitectura 1953

CG-A010 Escalera A y B FIC 1953

CG-A011 Albaflilerfa detalles 1953

CG-A012 Escalera C y D detalle FIC 1953

CG-A016 Ejes - Arquitectura 1953

CG-A025 Elevación, cortes y detalles FIC -Arquitectura 1963

CG:..A026 Escaleras y detalles ampliación FIC 1963

CG-18008 Zona 2: museo, biblioteca, red de agua 1962

CG-E001 Cimentación CEIC 1962

CG-E002 Aligerado 1er piso CEIC 1962

CG-E003 Vigas 1 er piso CEIC 1962

CG-E004 Aligerado 2do piso CEIC 1962

CG-E006 Escaleras CEIC 1962

G-0012 Plano cimentación y columnas 1969

G-0013 Techo 1 er piso 1969

G-0014 Techo 2do y 3er piso 1969

G-0015 Techo 4to piso y vigas 3er piso 1969

G-0016 Vigas 1 er y 2do piso De p. Suelos 1969

G-0017 Nueva escalera 1969

K-0046 FIC 1er nivel 1969

K-0047 2do piso FIC - edificio 1, 2 y 3 1969

K-0048 Comedor docentes 3er piso 1969

Vu/nerabllidad Slsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenier/a Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho Villegas

Firma

Juan Benites

Juan Benites

Juan Benites

Juan Benites

Juan Benites

Juan Benites

Juan Benites

Juan Benites

Miguel Bozo

Miguel Bozo

Miguel Bozo

Miguel Bozo

Miguel Bozo

Jaime de las Casas

Jaime de las Casas

Jaime de las Casas

Jaime de las Casas

Jaime de las Casas

Jaime de las Casas

Dirección de Proyectos



14

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla CM/ Capitulo 2: Los Edificios de la Facultad de fngenierfa Civil

2.3 CARACTERÍSTICAS DEL DISEÑO DE LOS EDIFICIOS

En la tesis del lng. Fernández se puede apreciar que todos los edificios han sido

concebidos como pórticos de concreto armado y la albañilería no se utiliza como

elemento estructural pero en la práctica constructiva, esta no se separa de los

pórticos. En esa época la filosofía del cálculo estructural era por resistencia a

cargas verticales de servicio. Utilizaban sobrecargas especificadas por el código

establecido ·en la "Pacific Coast Building Officials Conference 1952" (Design

Handbook for Reinforce Concrete Reese). La acción del viento era calculada con

el Reglamento Alemán que indicaba utilizar 50kg/m2 hasta los 8m de altura.

Para regiones sometidas a efectos sísmicos se suponía fuerzas horizontales

distribuidas en los diferentes pisos, valores en proporción al peso total de la

edificación ubicada encima del nivel ,considerado y multiplicánda por un

coeficiente 13 de 0.05 a 0.1 O según la fuerza del sismo y la características de la

cimentación.

Actualmente el análisis y diseño de edificaciones se rige por los requisitos

establecidos en la Norma Peruana de Edificaciones tal como ha sido comentada

en el capítulo 1.

Vulnerabl7idad Sfsmica Estructural de Jos Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho Villegas 15

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Jngenierfa Civil Capitulo 2: Los Edificios de la Facultad de lngenierfa Civil

2.4 METODOLOGIA DE EVALUACIÓN

Para la evaluación de la vulnerabilidad estructural de los edificios seleccionados

se diseñó una metodología para proceder con las investigaciones. Esta consta

de 8 pasos:

Primer paso: Se empezó con una búsqueda y revisión de documentos

relacionados a su construcción y diseño, además se entrevisto a profesores y

profesionales involucrados con la facultad en esa época.

Segundo paso: Se llevó a cabo una visita de campo y una evaluación visual

haciendo uso del formato de Recolección de Datos e Inspección Visual que se

muestra en el anexo 2. Para la toma de datos del acero de refuerzo se el

detector marca PROFOMETER modelo S.

Tercer paso: Debido a que el detector de acero no es suficientemente preciso

para obtener el diámetro de las varillas de acero, se llevó a cabo la auscultación

de algunos elementos estructurales (vigas y columnas} para verificar la cantidad

y el diámetro de estos en vigas y columnas.

Cuarto paso: Se realizó ensayos e investigaciones para obtener las propiedades

de Jos materiales con que se construyeron los edificios. Se tomaron 32 muestras

de concreto de columnas, vigas y placas para luego ensayarlas y obtener su

resistencia a la compresión. Para obtener las propiedades del acero y de la

albañilería, se investigó en tesis e investigaciones de la época.

Quinto paso: Se llevaron a cabo investigaciones de las propiedades dinámicas

de las estructuras por medio de ensayos de Microtremor.

Sexto paso: Se programó un estudio de suelos con fines de cimentación para

obtener las propiedades del suelo en el que se fundan los edificios. Además se

auscultaron las zapatas para comprobar sus dimensiones y el estado de

conservación.

Séptimo paso: Con todos estos datos se construyó el modelo matemático de

cada una de las estructuras y se procedió con el análisis estructural.

Octavo paso: Finalmente se analizaron los resultados y se produjeron las

conclusiones.

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de Jos Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenlerla Audry Victoria Camacho Villegas 16

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil Capitulo 2: Los Edificios de la Facultad de lngenierfa Civil

2.5 DESCRIPCIÓN DE LOS EDIFICIOS

A continuación se presentan los resultados y datos encontrados con las

actividades de los pasos uno, dos y tres. En el anexo 2 se encuentran los

formatos y figuras completas obtenidas de la recolección de datos. Los

resultados de los pasos cuatro, cinco y seis serán expuestos en los capítulos

siguientes.

Fig. 2. 7: Esquema de ubicación de tos edificios.

Vulnerabilidad Sismica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenieria Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho Vi/legas 17

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil Capftulo 2: Los Edificios de la Facultad de lngenierla Civil

2.5.1 DESCRIPCIÓN DEL EDIFICIO G1

Niveles: Consta de 3 pisos, El primer nivel es de 3.30m de altura y los siguientes

de 3.20m (Distancia calculada de eje a eje) siendo la altura total de 9.7m.

Uso: Aulas de clase. En el primer y segundo nivel funcionan 6 aulas de clase y el

tercer nivel ha sido destinado al centro de cómputo de la facultad. Este último

nivel fue adicionado posteriormente a 19691.

Dimensiones en planta: La forma en planta del edificio es trapezoidal, con una

longitud de 32m y bases de 12m y 10.45m.

Configuración: En la dirección longitudinal y transversal vemos una densidad alta

de muros de albañilería de 0. 25m de espesor y pórticos de concreto armado. En

el eje longitudinal se cuentan 8 vanos de 4m de largo y en el eje transversal

vemos dos vanos, uno correspondiente al corredor que va desde 4m de ancho

hasta 2.45m en el otro extremo y el vano de aulas con 8m de ancho constante.

En el pasadizo se observan parapetos de concreto armado en toda su longitud.

El edificio se considera de albañilería confinada y presenta irregularidad en

altura: discontinuidad del sistema resistente e irregularidad de masa (Véase

cuadro 6.3).

Conservación: En buen estado. Sin presencia de grietas visibles.

Muros: Los muros de albañilería son de ladrillo de arcilla maciza y se

encuentran tarrajeados. Los muros van de piso a techo en el eje transversal y en

el eje longitudinal, excepto en el eje A en el que se encuentran parapetos de

1.1 O m. de alto. En el primer y segundo nivel se encuentran muros de 0.25m de

espesor y en el tercer nivel de 0.15m. Los muros no presentan junta de

separación con las columnas.

Losa: Cuenta con losa aligerada de concreto armado de 0.20m de espesor.

Columnas y vigas: Las columnas y vigas de concreto armado son como siguen:

1 Narración de los hechos dellng. Luis Bozzo ex decano de la facultad de lngenieria Civil de la UN l.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de Jos Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho V/llegas 18

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capitulo 2: Los Edificios de la Facultad de Ingeniarla Civil

Cuadro 2.3: Sección de columnas del edificio G1.

Edificio Elemento Tipo Sección (m.) Cantidad de Diámetro

varillas del acero X y

CB 0.30 0.50 8 #8 ce 0.30 0.50 10 #6 CD 0.30 circular 6 #5

G1 Columnas CF 0.30 0.40 8 #6 CG 0.30 0.40 6 #6 CK 0.30 0.30 6 #5 CL 0.30 0.30 4 #6 CM 0.30 circular 6 #5

Cuadro 2.4: Sección de vigas del edificio G 1.

Sección (m.) Cantidad de

varillas al Diámetro Edificio Elemento Eje centro de la del acero

Observaciones ancho peralte viga

A,B,C 0.40 0.20 Primer y segundo nivel

G1 Viga 1 .. 9 0.30 0.70 4 #6 Primer y segundo nivel 1 .. 9 0.30 0.70 6 #5

A,B,C 0.40 0.20

V17~0JQ1l V17~0lG!O V17~0JQ1l ~ ~ ¡¿ ~ V17~0x~o V17~oxzo

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0- V17!i-40X20 V175-40X20 V175-40X20 V175-40X20 V175-40X20 V175-40X20 V175-40X20

(a) Primer nivel

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenferfa Civil de la Universidad Nacional de Ingeniarla Audry Victoria Camacho Villegas

Tercer nivel Tercer nivel

V17~0lG!O.. .. Q

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(b) Segundo nivel

O X ;>O V21 0-40x;w V210-40X;>O o R R R V210-40X;>Q V210-40X;>O V210-4ox;¡o_ V21 0-40X;>O, R o

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(e) Tercer nivel

Fig. 2.8: (a), (b), (e). Esquema en Planta del edificio G1.

$ $. $ $ $ ~ $ $ ~ A V210-40X20 A V210·40X20 A V210·40X20 A V210·40X20 A V210·40X20 A V210o40X20 A V210o40X20 A V210·40X20 A STORY3

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(a) Elevación Eje A

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de fngenierfa Civil de fa Universidad Nacional de Ingeniarla Audry Victoria Camacho Vi/legas

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil Capitulo 2: Los Edificios de la Facultad de lngenierla Civil

$ $ $ ~ $ $ $ $ ~ B V210-40X20 S V210-40X20

8

V210-40X20 B V21D-40X20 B V210-40X20 S V210-40X20

8

V210-4DX20

8

V210-40X20

8

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V175-4DX20 V175-40X20 V175-40X20 V175-40X20 V175-4DX20 V175-40X20 V175-4DX20 V175-40X20 ~TOR Y2

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V175-40X20 V175-4DX20 V175-4DX20 V175-4DX20 V175-4DX20 V175-40X20 V175-40X20 V175-40X20 STOR Y1

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(b) Elevación Eje B

$ $ $ ~ $ $ $ $ ~ S V210-40X20 B V210-d0X20

8

V210-40X20 B V210-40X20

8

V210-40X20 B V210-40X20

8

V210-40X20

8

V210-40X20

8

STORY3

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V175-4DX20 V175-4DX20 V175-4QX20 V175-40X20 V175-40X20 V175-40X20 V175-4DX20 V175-40X20 STO RY1

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E

(e) Elevación Eje C


Vulnerabilidad Slsmica Estructural de Jos Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngen/erfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 21

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniarla Civil Capitulo 2: Los Edificios de la Facultad de fngenlerla Civil


Niveles: Consta de 3 niveles más sótano. El primer nivel es de 3.55m de altura y

los siguientes de 3.20m.

Uso: En el sótano funcionan las oficinas del Centro de estudiantes, en el primer

piso se encuentra el hall de civiles y en el segundo y tercer nivel se encuentran

las aulas de clase que· en total suman 3. Al igual que G1 el último nivel fue

adicionado posteriormente, en el año 1969.

Dimensiones en planta: La forma en planta del edificio es rectangular, con una

longitud de 32m y un ancho de 12m.

Configuración: El sótano del edificio está circundado por placas de concreto

armado de 0.30m de espesor y no se desarrolla a todo lo largo del edificio, solo

en 4 paños de este (fig. 2.10(a)). El primer nivel es un área despejada sin

presencia de muros y con columnas circulares. En el segundo y tercer nivel

vemos una densidad alta de muros de albañilería de 0.25m y 0. 15m de espesor

respectivamente y solo en el segundo nivel vemos dos pasadizos a ambos lados

del edificio.

En el eje longitudinal se cuentan 7 vanos de 4m de largo y en el eje transversal

vemos dos vanos, uno correspondiente al corredor de 4m de ancho y el vano de

aulas con Sm de ancho. En el pasadizo se observan parapetos . de concreto

armado en toda su longitud al igual que en G1.

Todo el edificio es de pórticos de concreto armado y se considera irregular en

altura por presentar piso blando y discontinuidad en los sistemas resistentes.


Muros de albañilería: Los muros de albañilería son de ladrillo de arcilla macizos y

se encuentran tarrajeados. Los muros van de piso a techo en el eje transversal y

en el eje longitudinal excepto en el eje A en el que se encuentran parapetos de

1.10m de alto. En el sótano, primer y segundo nivel se encuentran muros de

0.25m de espesor y en el tercer nivel de 0. 15m. Los muros no presentán junta de




Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria camacho V/llegas 22

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGEN/ERIA Facultad de lngenlerfa Civil Capitulo 2: Los Edificios de la Facultad de lngenieña Civil

Cuadro 2.5: Sección de columnas del edificio G2

Edificio

G2

Edificio Elemento

G2 Viga

o .... X o M .}, .... >

o .... X o M .}, .... ;,

0-

Elemento Tipo Sección (m.} Cantidad de

varillas X y

CA 0.30 0.50 6 CB 0.30 0.50 8 ce 0.30 0.50 10 CD 0.30 circular 6 CE 0.30 circular 8 CF 0.30 0.40 8 CG 0.30 0.40 6

columnas CH 0.30 0.30 8 Cl 0.40 ·circular 8 CJ 0.30 0.50 9 CK 0.30 0.30 6 CL 0.30 0.30 4 CM 0.30 circular 6 CN 0.30 0.50 8 co 0.30 0.30 6

Cuadro 2.6: Sección de vigas del edificio G2.

Sección (m.) Eje

ancho peralte

Cantidad de varillas al

centro de la viga

A,B,C A,B,C

1 .. 8 1..8 1 .. 8

V175· OX20

o .... X o

¡ M

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V175-40X2~

o .... X o M .}, .... >

V175 OX20

0.40 0.20 0.40 0.20 0.30 0.70 0.30 0.70 0.30 0.70

V175-40X?O V17S-40X20

o o .... .... X X o o M :;: .}, .... ....

V175·40X2f V175·40X2f

o o .... .... X X g o

M .}, .}, .... .... > >

V175-40X20 V175·40X20

5 4 6

V175·40X20

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'1: V175-40X2¡f.

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V175-40X20

(a) Sótano.

Diámetro del acero

#6 #6 #6

Diámetro del acero

#6 #6 #6 #5 #6 #6 #6 #6 #5 #6 #5 #6 #5 #6 #6

Observaciones

Del sótano al 2do. nivel Tercer nivel

Sótano Primer y segundo nivel.

Tercer nivel

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil Capitulo 2: Los Edificios de la Facultad de lngenierfa Civil

wRW (3) e;) (s) (6) (7) (a) ~ T V175IOX20 T V175·40X20 T V175·40X20 T V175-40X20 T V175-40X20 T V175-40X20 T V175-40X20 T

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(b) Primer niveL

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(e) Segundo nivel.

wRw w w w (6) 0J (a) ~ T v21olox2o T V210-40X20 T V210-40X20 T V210·40X20 T V210·40X20 T v2t0-40X20 T V210-40X2o T

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V210-40X20 V210·40X20 V210-40X20 V210-40X20 V210·40X20 V210-40X20 V210-40X20

" 0-( d) Tercer nivel.


Vulnerabilidad S/smica Estructural de /os Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho Vi/legas 24

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capitulo 2: Los Edificios de la Facuftad de lngenierla Civil

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V21 OX20 V210-40X20 V210-40X20 V210-40X20 V210-40X20 V210-40X20 V210-40X20 STORY4

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BA SE

(b) Elevación Eje 8

V210-40X20 V21 ().40><20 V210-40X20 V21 ().4QX20 V210-40X20 V210-40X20 V21 ().4QX20 STOR Y4

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Vulnerabilidad Slsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho Vi/legas 25



Niveles: Consta de 3 niveles más un sótano. El primer nivel es de 3.55m de

altura y los siguientes de 3.20m.

Uso: El Centro de Cómputo del Centro de estudiantes, la sala Odebrech y las

oficinas del capítulo de estudiantes del PMI~UNI funcionan en el sótano, mientras

que en los niveles uno, dos y tres se encuentran aulas de clase, 3 por piso.

Dimensiones en planta: La forma en planta del edificio es trapezoidal, con una

longitud de 32m y bases de 12m y 10.45m.

Configuración: El sótano del edificio cuenta con placas de concreto armado de

30cm de espesor en los ejes A, B, 1 y 9. En el primero, segundo y tercer nivel

vemos una densidad alta de muros de albañilería de 25cm y 15cm de espesor

respectivamente y en el pasadizo se observan parapetos de concreto armado en

toda su longitud al igual que en los dos primeros edificios.


vemos dos vanos, uno correspondiente al corredor que va desde 4m de ancho

hasta 2.45m en el otro extremo y el vano de aulas con 8m de ancho constante.

El edificio es considerado de albañilería confinada y se considera irregular por

presentar irregularidades en altura: discontinuidad del sistema resistente.




en el eje longitudinal excepto en la parte posterior en el que se encuentran

parapetos de 1.1 Om de alto. En el primer y segundo nivel se encuentran muros

de 25cm de espesor y en el tercer nivel de 15cm. Los muros no presentan junta

de separación con las columnas.

Losa: Cuenta con losa aligerada de concreto armado de 20cm de espesor. Se

asume que cuenta con viguetas de 1 Ocm, losa de 5cm y ladrillos de techo de

30x15cm.


Vulnerabilidad S/smica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 26

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil capitulo 2: Los Edificios de la Facultad de lngenierfa Civil

Cuadro 2. 7: Sección de columnas del edificio G3.

Edificio Elemento Tipo Sección (m.) Cantidad de Diámetro del

varillas acero X y

CB 0.30 0.50 8 #6 ce 0.30 0.50 10 #6 CD 0.30 circular 6 #5 CF 0.30 0.40 8 #6

G3 columnas CG 0.30 0.40 6 #6 Cl 0.40 circular 8 #5 CK 0.30 0.30 6 #5 CL 0.30 0.30 4 #6 CM 0.30 circular 6 #5



Edificio Elemento varillas al Diámetro

Tipo centro de la del acero

Observaciones ancho peralte viga

A,B,C 0.40 0.20 Del sótano al 2do. nivel A,B,C 0.40 0.20 Tercer nivel

<33 Viga 1 ... 9 0.30 0.70 5 #6 Sótano 1 ... 9 0.30 0.70 4 #6 Primer y segundo nivel. 1 ... 9 0.30 0.70 6 #6 Tercer nivel

(a) Sótano.


UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil Capitulo 2: Los Edificios de fa Facultad de lngenierfa Civil

V175~0l<20 V175-40K20 V175~0l{20 V17

V17G-40X2Q.. V17G-40X20 V175-40X20 o "' o o ~

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V175-4DX20 V175-40X20 V116-40ll;20 V115-40X20 V115·4DX20 V115--40X20 V115·40)120 V115-40X20

(b) Primer nivel.

V175-40X20 \1115-40){20 V175-40X20 ~

V175-40X:2ib. V175-4Ql{20 V175-40X20 o o o o o ~ ,.._ .... ~ )<" 0-i ~ ... >< >< .... >< >< )< o o o

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(e) Segundo nivel.

V210-40X20 V210-40X20 V?.10-40X20 \'21

V210-40X2Q.. V210-40X20 V210-40X20 C> o o o ... 0-i

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(d) Tercer nivel.


Vulnerabilidad Sismica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de ingenleria Audry Victoria Camacho Vi/legas 28

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniarla Civil Gap/tufo 2: Los Edificios de la Facultad de lngenierla Civil

~ ~ ~ ~ ~ ~ $ ~ $ A V210-40X20 A V210-40X20 A V210-40X20 A V210-40X20 A V210-40X20 A V210-40X20 A V210-40X20 A V210-40X20 A STORY~ " " "' " " "' " " " u u u u u u u u u

V175-40X20 V175-40X20 V175-40X20 V175-40X20 V175-40X20 V175-40X20 V175-4ClX20 V175-40X20 STO RYJ

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Vulnerabilidad Slsmica Estructural de Jos Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho Vi/legas

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29

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capftulo 2: Los Edificios de la Facultad de lngenlerfa Civil

2.5.4 Descripción del edificio G4

Niveles: Consta de 4 niveles. El primer nivel es de 3.55m de altura y los

siguientes de 3.20m.

Uso: En el primer nivel funciona el Laboratorio de Hidráulica e Hidrología, en el

segundo nivel el Departamento de Hidráulica e Hidrología, en el tercer nivel la

biblioteca y en el cuarto nivel la sala de lectura. Fue proyectada como edifico de

oficinas para profesores y tenía entonces 3 niveles2. No se encontró evidencia

de que haya sido reforzado



Configuración: El primer, tercero y cuarto nivel son en general área despejadas,

solo el segundo piso presenta alta densidad de muros.


vemos dos vanos de 6m de largo.

Todo el edificio es considerado como pórticos de concreto armado y se

considera irregular por presentar piso blando, irregularidad geométrica vertical,

irregularidad torsional y discontinuidad en los sistemas resistentes.




en el eje longitudinal excepto en el eje A y C en el que se encuentran parapetos

de 1.40m de alto. En todos los nivel se encuentran muros de 0.25m de espesor

excepto en los muros que se encuentran en el descanso de la escalera que son

de 0. 15m de espesor. Los muros no presentan junta de separación con las

columnas.



2 Según consta en la data de los planos de arquitectura originales que se encuentran en la OCI-UNI

Vulnerabilidad Slsmtca Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de Ingenien a Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria camacho Vi/legas 30



Edificio Elemento Tipo Sección (m.) Cantidad de Diámetro del

varillas acero X y

CP 0.45 circular 8 #6 CQ 0.36 circular 8 #6 CR 0.55 0.45 6 #6 es 0.45 0.30 6 #6

G4 columnas CT 0.45 0.35 8 #6 cu 0.52 0.35 8 #6 cv 0.40 0.35 8 #5 cw 0.35 0.35 8 #5 ex 0.35 0.35 6 #5



varillas al Diámetro Tipo centro de la del acero Observaciones

ancho peralte viga

Edificio Elemento

A,B,C 0.40 0.20 Todos los niveles

G4 Viga 1 ... 8 0.26 0.70 3 #6 Primer y segundo nivel. 1 ... 8 0.26 0.60 3 #6 Tercer nivel. 1 ... 8 0.30 0.60 3 #6 Cuarto nivel.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Gapftulo 2: Los Edificios de la Facultad de lngenierfa Civil

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Vulnerabilidad STsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 33

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capitulo 2: Los Edificios de la Facultad de lngenierla Civil


Niveles: Consta de 4 niveles. El primer nivel es de 3.55m de altura y los

siguientes de 3.20m.

Uso: En el primer nivel se encuentran el laboratorio de química, el almacén y

departamento de logística y una pequeña oficina de talleres. En el segundo nivel

funciona el Departamento de Ciencias Básicas, en el tercer nivel el

departamento de construcción y en el cuarto nivel existen aulas de clase.

Inicialmente fue usado como laboratorio de Mecánica de Suelos y depósito de

materiales con sus respectivas tolvas y montacargas. Este edificio era de tres

pisos y no de cuatro como es hoy. Debido al terremoto de 1966 ocurrido en la

ciudad de Lima, esta estructura quedó dañada, "las tolvas que se encontraban

en el primer nivel estaban sujetas a las columnas provocando así la falla

denominada columna corta, motivando ello a la elaboración de un proyecto de

reparación y reforzamiento de la estructura en el año 19693". Posteriormente se

construyo el cuarto nivel.



Configuración: El primer y segundo encontramos una alta densidad de muros y

los pisos tres y cuatro en general son áreas abiertas con tabiques de drywall o

madera.


vemos dos vanos de 6m de largo.

El edificio ha sido reforzado y presenta placas de concreto armado en los ejes A,

C, By 5. Las placas del eje A, C y 5 solo se encuentran en el primer nivel, pero

la placa del eje B llega hasta el tercer nivel.

El edificio ha sido considerado dual irregular por presentar discontinuidad de los

sistemas resistentes, irregularidad geométrica vertical además de irregularidad

torsional y de masa.




en el eje longitudinal excepto en la parte posterior y frontal en el que se

encuentran alfeizar de 1.40m de alto. En todos los nivel se encuentran muros de

3 Narración de los hechos dellng. Luis Bozzo ex decano de la facultad de lngenieria Civil de la UN l.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenlerfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 34


0.25m de espesor excepto en los muros que se encuentran en el descanso de la

escalera que son de 0. 15m de espesor. Los muros no presentan junta de


Losa: Cuenta con losa aligerada de concreto armado de 0.20m de espesor. Se

asume que cuenta con viguetas de 0. 10m, losa de 0.05m y ladrillos de techo de

0.30x0.15m.



Edificio Elemento Tipo Sección (m.) Cantidad Diámetro

de varillas del acero X y

CK 0.30 0.30 6 #5

G5 columnas CQ 0.36 circular 8 #6 es 0.45 0.30 6 #6 co 0.30 0.30 6 #6



varillas al Diámetro Edificio Elemento Tipo centro de la del acero Observaciones ancho peralte viga

A,B,C 0.40 0.20 Todos los niveles G5 Viga 1 ... 8 0.26 0.60 3 #6 Del1er. al3er. nivel.

1 ... 8 0.30 0.60 3 #6 Cuarto nivel.

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Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de fngenierfa Audry Victoria Camacho Viflegas 35

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil Capitulo 2: Los Edfficlos de la Facultad de lngenierfa Civil

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V210-40 20 V21o:40X20 V210-40X20 V210-40X20 V210-4 X20 V2 0-4 X20 V21[). OX20 STORY4

"' "' "' "' "' "' "' "' o o o o o o o o V21[).40X20 V21C 40X20 V210-40X20 V210-40X20 V210-4 X20 V2 Q-4( pao V21[). OX20 STO RY3

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(a) Elevación Eje B

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BAS E

(a) Elevación Eje C


Vulnerabilidad Slsmica Estructural de /os Edfficios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de le Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Villegas 37

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capitulo 3: Estudio de la Cimentación

CAPITULO 3

ESTUDIO DE LA CIMENTACIÓN

3.1 GENERALIDADES

3.1.1 INTRODUCCIÓN

Este capítulo muestra los resultados del Estudio de Mecánica de suelo que se

llevó a cabo para obtener los parámetros geotécnicos suficientes para evaluar la

cimentación de los edificios (Anexo 3).

La investigación involucró revisión bibliográfica, trabajos de campo, y ensayos de

laboratorio; necesarios para definir la capacidad portante del terreno, la

estratigrafía, las propiedades de resistencia y deformación del terreno, la

geometría de los cimientos y su estado de conservación

geotécnicos suficientes para evaluar la cimentación de los edificios.

Vulnerabilidad Sísmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas

parámetros

38

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facuffad de lngenierla Civil Capftulo 3: Estudio de la Cimentación

3.1.2 GEOLOGIA DE LA ZONA

La Facultad de Ingeniería Civil pertenece al Campus de la Universidad Nacional

de Ingeniería. Está ubicado en el distrito del Rimac, en zona de cauce antiguo

del Rio Rimac. Las características geológicas de la zona y sus alrededores se

presentan el anexo 3 Figura No 1, tomado del Plano Geológico de Lima

presentado por Martínez (1975). Esta localidad está asentada sobre un estrato

denominado Op-al, es decir, una unidad estratigráfica perteneciente a la era

Cenozoica, sistema cuaternario, serie pleistoceno. Esta zona es estable

geológicamente.

3.1.3 SISMICIDAD

En el capítulo 1 se hizo un resumen de las características sísmicas de la zona.

En la Figura No 2 del anexo 3 se presenta el mapa de zonificación de riesgo

sísmico de la ciudad de Lima. La zona en estudio tiene una calificación de zona

1, por lo que le corresponde un tipo de suelo 51. Se recomienda usar los

siguientes parámetros sísmicos:

Factor de .Zona,

Factor de amplificación de ondas sísmicas,

Período de Vibración Fundamental del Suelo,

3.2 INVESTIGACION GEOTECNICA

z = 0.4,

S=1.0,y

Tp = 0.4 segundos.

La investigación de campo se ha efectuado de acuerdo a Norma E-050 de

Suelos y Cimentaciones, del Reglamento Nacional de Construcción. Los trabajos

efectuados son los siguientes:

3.2.1 TRABAJOS DE CAMPO

Los trabajos de campo, desarrollados en la etapa de investigación, fueron los

siguientes:

Calicatas: La exploración del subsuelo se realizó mediante 05 calicatas o

excavaciones a cielo abierto. El esquema de la ubicación de las calicatas

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facuffad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Villegas 39

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capitulo 3: Estudio de fa Cimentación

se presenta en el anexo 3, plano MS-1. El Cuadro No 1 en el mismo anexo,

se detalla la descripción de las calicatas y la profundidad de exploración

alcanzada.

Toma de muestras disturbadas: Para la evaluación de la densidad natural del

terreno se realizaron 06 ensayos de densidad de campo con el cono de

arena de 12". Los resultados de estos ensayos se resumen en el anexo 3

cuadro N°4.

Descubrimiento de zapatas: Para evaluar el estado de conservación y las

dimensiones de las zapatas de la estructura existente, se hicieron el

descubrimiento de 07 zapatas. La ubicación de éstos puede observarse en

el plano MS-2 del anexo 3.

Registro de Excavaciones: Paralelamente al muestreo se efectuó el registro de

excavaciones, anotándose las principales características de los estratos

encontrados, tales como: espesor, color, humedad, compacidad,

consistencia, nivel freático, plasticidad, clasificación, etc.

3.3 ENSAYOS DE LABORATORIO

Los ensayos se efectuaron en el Laboratorio N° 2 - Mecánica de Suelos de la

Facultad de Ingeniería Civil, de la Universidad Nacional de Ingeniería, siguiendo

las Normas de la American Societyfor Testing and Materials (ASTM) y fueron los

siguientes:

• 05 Análisis Granulométrico por tamizado, ASTM D422

• 05 Límite Líquido ASTM D4318

• 05 Límite plástico ASTM D4318

• 02 Ensayo de Corte Directo ASTM-D3080

• 06 Ensayo de Campo con Cono de Arena de 12" (ASTM 0-1556).

• 02 Ensayos de Densidad Máxima y Densidad Mínima

En el anexo 3, se presentan los resultados de todos estos ensayos.

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 40

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenieria Civil Capitulo 3: Estudio de la Cimentación

3.4 CLASIFICACIÓN DE SUELOS

Los suelos representativos se han clasificado de acuerdo al Sistema Unificado

de Clasificación de Suelos (SUCS), según se muestra en el Cuadro N°2 del

anexo 3.

3.5 DESCRIPCION DEL PERFIL ESTRA TIGRAFICO

la estratigrafía se ha definido a través de la interpretación del registro

estratigráfico de las exploraciones distribuidas en el área estudiada,

estableciéndose la siguiente conformación del subsuelo:

Dada la ubicación de las calicatas, en la parte superficial se encuentra una capa

delgada de suelo constituido por raíces y residuos vegetales. Debajo se presenta

en el terreno un estrato de arcilla de baja plasticidad, de color marrón claro, de

bajo contenido de humedad. En muy baja proporción se observan restos de

ladrillos y en algunos casos, cantos rodados aislados. La potencia de este

estrato en promedio es de 0.90 m. En algunos casos (calicata C-5) no existe este

estrato superficial por tratarse de una zona excavada y sólo aparece la capa

delgada de suelo de jardín.

Debajo de este primer estrato se encuentra el Conglomerado de lima. Este se

caracteriza por estar constituido por cantos rodados y botonería de diverso

tamaño, de gran dureza, de color azulado, gris o verdoso. Junto con la botonería,

que aparece en una proporción entre el 30 al 50%, hay grava mal graduada o

GP según la clasificación SUCS. La grava también es redondeada y tiene la

misma naturaleza de la botonería. Finalmente, la matriz está constituida por

arena media a fina, de grano redondeado, color beige amarillento y tiene poco

contenido de finos. Con respecto a la humedad, la humedad natural tiene valores

muy bajos (3 a 5%) y se incrementa sólo en las calicatas que están ubicadas

debajo en zonas de jardín. La densidad natural presenta valores muy altos,

siendo 2.074 t/m3 el valor más bajo y 2.377 t/m3 el valor más alto. Con respecto

a su compacidad, los valores de densidad relativa que se pueden calcular varían

de 70 a 100%, siendo su denominación de suelo compacta a muy compacta.

Vulnerabilidad Sismica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 41

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil Capftulo 3: Estudio de la Cimentación

3.6 EVALUACION DE LA CAPACIDAD PORTANTE

La capacidad portante es la máxima presión que puede admitir el suelo de

cimentación bajo dos consideraciones:

a) El factor de seguridad mínimo de una falla por cortante sea, Fsmín = 3.0 y

b) Los asentamientos producidos por la presión recomendada no sean

mayores a los asentamientos admisibles por la estructura.

La metodología para calcular la capacidad portante se inicia cumpliendo la

primera consideración, es decir calculando la presión vertical, qadm. de tal forma

que se obtenga un factor de seguridad por cortante, FS = 3.0. Posteriormente se

debe comprobar que los valores de qadm produzcan valores de asentamientos

menores a los permisibles.

Para evaluar la capacidad portante se deben tomar en cuenta las siguientes

consideraciones:

1) La estructura en evaluación está constituida por pórticos de concreto

armado apoyados en zapatas aisladas.

2) En la etapa de exploración se ha verificado que las zapatas se encuentran

apoyadas en el estrato del Conglomerado de Lima.

3) Los niveles de cimentación y las características de las zapatas se detallan

en el Cuadro N° 14. Asimismo, se están colocando las dimensiones de las

zapatas encontradas.

4) · Para la determinación de los parámetros de resistencia se han realizado 02

ensayos de corte directo, cuyos valores obtenidos se detallan en el anexo

3. Los valores de los parámetros de resistencia obtenidos son los

siguientes: ángulo de fricción = 34°, cohesión = 0.0 t/m2. Asimismo, los

valores de densidad natural y de densidad relativa demuestran que el

estrato de apoyo de las zapatas es compacto o muy compacto, por lo que

no se considera necesario realizar ninguna corrección a Jos parámetros de

resistencia obtenidos.


UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil CapTtulo 3: Estudio de la Cimentación

3.6.1 CAPACIDAD PORTANTE

Para la evaluación de la capacidad admisible se usará la expresión de Meyerhof

(1963) que toma en cuenta la resistencia cortante a lo largo de la superficie de

falla, la forma rectangular de la cimentación, entre otros. La expresión es la

siguiente:

Donde:

e :cohesión.

y1 : Peso especifico del suelo encima del nivel de cimentación.

y 2 : Peso especifico del suelo debajo del nivel de cimentación.

Dt : Profundidad de cimentación.

B : ancho de la cimentación.

Fes, Fqs, Frs : factores de forma.

Fcd, Fqd, F ')fi : factores de profundidad.

Fci, Fqi, Fri : factores por la inclinación de la carga.

Nc,Nq,Nr :factores de capacidad de carga.

Las expresiones para evaluar los factores se pueden encontrar en cualquier

texto elemental de mecánica de suelos.

Además:

Generalmente para cimentaciones se usa FS = 3.0

Para evaluar estas expresiones, se está usando un valor de peso específico del

suelo de 2.1 t/m3 y a este valor no se le realiza corrección por nivel freático dado

que no se ha encontrado ésta en la exploración de campo.

Vulnerabilidad Sísmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 43

UNIVERSIDAD NACIONAL DE /NGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil Caprtulo 3: Estudio de la Cimentación

Evaluando estos datos para cada zapata encontrada:

Cuadro 3.1: Datos encontrados en la auscultación de zapatas

Dimensiones Estado de Desplante Capacidad Zapata Admisible (m) conservación (m) (kg/cm2

)

Z_1-1 1.35 X 1.35 Bueno 1.20 6.52

Z_1-2 1.10x 1.10 Bueno 1.12 5.63

Z_1-4 1.20 X 1.20 Bueno 2.00 8.24

Z_2-1 1.24 X 1.24 Mal estado 2.52 9.97

Z_S-1 1.20 X 1.20 Bueno 2.02 8.31

Los valores obtenidos para capacidad admisible son bastantes altos. No es

usual en los proyectos de ingeniería usar estos valores tan altos de capacidad

portante. Aunque no hay nada que sustente en bajar el valor calculado, la

ingeniería práctica usa una capacidad portante límite de 40 t/m2. Por lo tanto,

este estudio, aunque presenta los valores teóricos de capacidad admisible

obtenidos, considera que la capacidad portante del área evaluada es:

3.7 ANÁLISIS DE ASENTAMIENTOS

Las presiones anteriores pueden generar asentamientos mayores a los

admisibles, por lo tanto se verificará los asentamientos previstos.

En suelos de naturaleza granular predomina en asentamiento elástico. El

asentamiento elástico depende del Módulo de Elasticidad y según la teoría

elástica podemos utilizar la siguiente expresión:

Donde:

S

u

= =

Asentamiento inmediato en cm.

Relación de Poisson.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 44

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capftulo 3: Estudio de la Cimentación

lt = Factor de forma.

Es = Módulo de Elasticidad.

q = Presión de trabajo.

B = Ancho de cimentación (m)

Para las zapatas, se tienen los siguientes datos:

u = Es = Presión de trabajo =

0.30

14000 t/m2

40.00 t/m2.

Reemplazando los datos correspondientes más críticos (ancho de zapata de

1.35 m x 1.35 m) se obtiene un asentamiento inmediato de:

S=0.0036m

El asentamiento diferencial tolerable será del orden de 1 pulgada y se estima

como el 75% del asentamiento inmediato. Luego para un asentamiento total de

0.0036 m se obtiene un asentamiento diferencial de 0.0027 m, menor al

asentamiento máximo permisible.

3.8 ENSAYOS QUÍMICOS

Dado el buen estado de la mayoría de las zapatas encontradas en la etapa de

exploración, se deduce que el suelo no es agresivo a los elementos de la

cimentación. El origen geológico de la zona (origen aluvial) y estudios similares,

indican que los valores de sales, sulfatos y cloruros están por debajo de los

limites permisibles.

3.9 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

• El informe se ha elaborado sobre la base de la Norma Técnica E·050 de

Suelos y Cimentaciones del Reglamento Nacional de Construcciones y

corresponde al Estudio de Mecánica de Suelos de la Facultad de Ingeniería

Civil como parte de la Tesis: "Estudio de la Vulnerabilidad Estructural

Sísmica de la FIC-UNf', ubicado en la Av. Túpac Amarú, distrito del Rfmac,

Provincia y Departamento Lima.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facuftad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenferfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 45

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capitulo 3: Estudio de la Cimentación

• El sistema estructural usado en la Facultad de Ingeniería Civil de la UNI

consiste en pórticos de concreto armado y muros de albañilería confinada. La

cimentación descubierta es zapatas aisladas.

• Se han realizado cinco calicatas en la etapa de exploración campo. Además

se ha realizado el descubrimiento de 06 zapatas. El perfil estratigráfico

encontrado señala que existe una capa de arcilla de baja plasticidad (CL) de

un espesor promedio de 0.90 m con la presencia de algunas partículas de

ladrillos. Debajo se encuentra el Conglomerado de Lima constituido por

botonería y grava mal graduada (GP), en estado compacto o muy compacto.

• Los niveles de desplante encontrado son mayores a 1.0 m de profundidad y

los detalles se señalan en el Cuadro N° 14.

• Se calculó la capacidad de carga admisible para las zapatas encontradas.

Los valores de carga admisible obtenidos son bastante altos. Siguiendo la

práctica de la ingeniería se recomienda en siguiente valor de la capacidad

admisible:

Qadm = 4.00 kg/cm2 = 40 t/m2

• Los valores de asentamientos han sido estimados considerando el

asentamiento elástico del suelo. Los valores obtenidos son mucho menores a

los máximos permitidos.

• Las zapatas descubiertas no demuestran estar sujetas al ataque de los

contenidos químicos del suelo, indicando así que los niveles de sales,

sulfatos y cloruros están por debajo de los límites permisibles.

• Los resultados obtenidos en el presente estudio, así como las conclusiones y

recomendaciones establecidas, sólo son válidos para el área investigada y

no garantiza a otros proyectos que la tomen como referencia.


UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capítulo 4: Calidad y Propiedad de los Materiales

CAPITUL04

CALIDAD Y PROPIEDAD DE LOS

MATERIALES

4.1. INTRODUCCIÓN

Como se mencionó anteriormente, los planos estructurales originales de los

edificios no fueron encontraron, creando de esta manera mucha incertidumbre

con respecto de las características de estos. Una de estas dudas está

relacionada a la calidad de los materiales (concreto, acero y unidades de

albañilería) usados en la construcción. Por este motivo se planificó una serie de

ensayos e investigaciones bibliográficas para obtener los valores

representativos.


UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capitulo 4: Calidad y Propiedad de /os Materiales

4.2. PROPIEDADES DEL CONCRETO

La Norma Peruana de Estructuras, señala en su capítulo 4 "Calidad del

Concreto" sección 4.6.6 "Investigación de los resultados dudosos" que si se

tiene alguna incertidumbre de la calidad del concreto en obra " ... y los cálculos

indican que la capacidad de carga de la estructura puede estar comprometida,

deberán realizarse ensayos en testigos extraídos del área cuestionada ... ".

Siguiendo las recomendaciones de la Norma y con la finalidad de evaluar la

calidad del concreto utilizado en la construcción, se realizó un programa de

extracción de testigos de concreto con broca diamantada para luego someteros

a ensayos de Núcleo de concreto (ASTM-C42). Este ensayo nos permite

aproximamos a la resistencia a la compresión del concreto utilizado en los

elementos estructurales: vigas, columnas y placas.

Para este ensayo se contó con el apoyo del personal del Laboratorio N°1 de

Ensayo de Materiales de la UNI.

4.2.1. EQUIPO UTILIZADO

A continuación se encuentra la lista de equipos utilizados para la detección de

acero en los elementos estructurales en los que se extraerá el testigo, la

extracción· diamantina en si y el ensayo de compresión.

• Detector de acero

• Extractor de diamantina

• Brocas diamantadas de 3" de diámetro.

• Maquina Universal para ensayos de compresión

4.2.2. PROCEDIMIENTO

Se planteó, inicialmente, tomar una muestra de Columnas y una muestra de viga

por piso de cada edificio además de una muestra por cada placa y muro de

contención que se enc:;uentre en cada piso de cada edificio.

Por motivos de accesibilidad no se pudieron extraer testigos de las losas y de

algunas vigas. Finalmente se logró un total de 32 muestras extraídas y

ensayadas en los 5 edificios.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de Ingeniarla Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 48

\

UNIVERSIDAD NACIONAL DE /NGENIERIA Facuffad de lngenierla Civil Capitulo 4: Calidad y Propiedad de los Materiales

El procedimiento para la extracción y el ensayo de las diamantinas esta basado

en las normas ITINTEC 339.059, ASTM C42 y AASHTO T24.

Para el ensayo se tomaron las siguientes consideraciones:

• Se hizo uso del detector de metales para ubicar un área de la columna en el

que no se encuentre el acero longitudinal ni el estribo. En esta área se deja

una marca teniendo en cuenta que el diámetro de la broca es de 3 pulgadas.

• Una vez extraída la muestra, el hoyo se cubrió con una mezcla de arena,

cemento en relación 2/1 con aditivo expansivo intraplast SIKA, puesto que el

concreto se contrae en el secado, además el hoyo fue barnizado con epóxico

SI KA 32 para pegar concreto seco con nuevo.

• Se utilizó la siguiente leyenda para denominar las muestras.

e-5-1

/\ Columnas "C" N° de edificio

Viga "V" del edificio 1

Placa "P" al edificio 5

N° de piso

del piso 1

al piso 4

"S" sótano

En este ejemplo se hace mención a la muestra de una columna del edificio G5

del piso 1.

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de Jos Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho Vi/legas 49

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capftulo 4: Calidad y Propiedad de fos Materiales

Fig. 4.1: Detector

de Acero marca

PROFOMETER

modelo S usado

para la detección

de acero en

elementos

estructurales

Fig. 4.2:

Extractor de

diamantinas

Fig. 4.3: Equipo

para ensayo de

Compresión

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de los Edificios Prtncipales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 50

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil Capitulo 4: Calidad y Propiedad de los Materiales

4.2.3. RESULTADOS

Cuadro 4.1: Res_ultados obtenidos del Ensayo de Compresión Estándar.

RESISTENCIA MARCA O( cm.) H(cm.) CARGA( kg.)

C-2-1 6.9 13.8 4450

C-2-2 6.9 13.8 4550

C-5-3 6.9 13.9 6650

C-5-4 6.9 14.2 6050

P-5-2 6.9 13.8 7650

P-5-1 6.9 14.5 9500

C-5-1 6.9 14.0 8100

C-4-3 6.9 14.0 4750

C-4-1 6.9 14.0 7750

C-3-S 6.9 13.9 7950

P-3-S 6.9 13.9 9200

P-2-S 6.9 11.0 8600

C-2-S 6.9 13.9 5550

V-4-2 6.9 14.3 5100

V-4-4 6.9 13.7 8150

C-4-4 6.9 13.9 10800

V-2-1 6.9 13.8 6200

V-4-1 6.9 13.6 9400

C-4-2 6.9 14.0 7500

V-4-3 6.9 14.0 6950

C-1-2 6.9 13.9 3900

V-5-2 6.9 14.5 7800

C-2-3 6.9 14.2 10000

C-1-3 6.9 13.7 8500

V-2-3 6.9 14.2 12500

V-1-3 6.9 14.2 7850

V-5-4 6.9 14.4 9350

C-3-2 6.9 14.1 7500

V-3-2 6.9 14.6 6150

C-3-1 6.9 14.3 5408

V-2-2 6.9 12.2 6150

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de Jos Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho Vi/legas

(kg./cm2)

119

122

178

162

205

254

217

121

207

213

246

223

148

136

218

289

166

220

201

186

104

209

267

227

334

210

250

201

164

144

161

51


Cuadro 4.2: Valores utilizados para el cálculo estructural de vigas y columnas

EDIFICIO PISO ELEMENTO fe (t/m2)

1 VIGA Y COLUMNAS 1750 1 2 VIGA Y COLUMNAS 1750

3 VIGA Y COLUMNAS 2100 S VIGA Y COLUMNAS 1750

2 1 VIGA Y COLUMNAS 1750 2 VIGA Y COLUMNAS 1750 3 VIGA Y COLUMNAS 2100 S VIGA Y COLUMNAS 1750

3 1 VIGA Y COLUMNAS 1750 2 VIGA Y COLUMNAS 1750 3 VIGA Y COLUMNAS 2100 1 VIGA Y COLUMNAS 2100

4 2 VIGA Y COLUMNAS 2100 3 VIGA Y COLUMNAS 2100 4 VIGA Y COLUMNAS 2100 1 VIGA Y COLUMNAS 2100

5 2 VIGA Y COLUMNAS 2100 3 VIGA Y COLUMNAS 2100 4 VIGA Y COLUMNAS 2100

Todas las placas se consideraron con un Fe= 210 kg/cm2 = 2100Um2

4.2.4. MÓDULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO

El módulo de elasticidad del concreto fue deducido a partir de las formulas

propuestas por el ACI 318, La Norma Peruana y las fórmulas de Park.

Se presenta en un cuadro los valores obtenidos y en naranja el valor

considerado para los cálculos.

Cuadro 4.3: Resultados del cálculo del módulo de elasticidad del concreto.

UTILIZADO NORMAE030 PARK1 PARK2 ACI318 f'c E (ton/m2} E {kgtcm2} E E E 210 2173707 217370.65 175000 183800 182900 175 1984313 198431.34 145800 153100 152400

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho Vi/legas

E E 108264.6 232948.3 98831.6 212651.8

52

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Jngenierfa Civil Capftulo 4: Calidad y Propiedad de los Materiales

4.3. PROPIEDADES DEL ACERO

Se asumió que el esfuerzo de fluencia del acero de refuerzo es del orden de

28000 t/m2 que corresponde a la calidad del material empleado en los años 50

en el país según consta en las tesis y textos de cálculo investigados4. Este valor

se utilizó para los cálculos de elementos estructurales de los dos primeros pisos

del edificio G1 y los tres primeros de los edificios G2, G3, G4 y G5. Para el último

nivel de estos se utilizó 42000 t/m2 pues fueron construidos posteriormente en el

año 1965.

4.4. PROPIEDADES DE LA MAMPOSTERIA

Dado que existía la incertidumbre del tipo de unidades de albañilería que se

usaron en la construcción del edificio y consecuentemente de sus propiedades y

las propiedades de los muros en si mismos, se realizó una investigación

bibliográfica para tener una idea del tipo de material usado.

Particularmente se revisaron tesis entre 1950 y 1960 además de los informes de

Estudios de Vulnerabilidad de hospitales peruanos construidos entre 1930 y

1960 que el CIDMID llevó a cabo en el año 1997 con la OPS.

A continuación se muestran los datos más resaltantes:

Tesis: El Estudio del ladrillo en Lima

Autor: Carlos Pérez Bardales

Lugar y Año: Lima 1955

Síntesis: El Autor investiga las unidades de albañilería de todas las canteras de

Lima de la época, toma muestras y las ensaya. Además realiza investigaciones y

ensayos en muretes.

Resultados: Promedio de ladrillos macizos

rb = 138.3 kg/cm2.

F'm: Rango< 27.66-55.32 > kg/cm2.

E: Rango< 13830-27660 > kg/cm2•

"Tesis: Estructuras de concreto Armado de los edificios de la FIC-UNI. Bernardo Fernández Velásquez.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho Vi/legas 53


Tesis: El Ladrillo en la Construcción

Autor: Cesar de la Fuente G. y Fernando lbarcena Bossio.


Síntesis: El Autor investiga las unidades de albañilería utilizadas en la época.

Toma muestra de 1 O ladrilleras de la ciudad y realiza pruebas en laboratorio en

unidades y muretes.

Resultados: Promedio de ladrillos macizos

f b: Rango < 150- 300 > kg/cm2.

F' m: Rango< 30- 60 > kg/cm2.

E: Rango < 15000 - 30000 > kg/cm2•

Tesis: Estudio de la Vulnerabilidad Estructural del Hospital Guillermo Almenara

lrigoyen

Autor: Max Salas Ferro


Síntesis: Se estudia la vulnerabilidad estructural del hospital en mención

construido en 1939.

Resultados: Utiliza valores para de los muros de albañilería de:

F' m = 40 kg/cm2.

E= 20000 kg/cm2.

Después de la revisión y estudio realizado se tomaron los siguientes valores

asumiendo además. la influencia del mortero en la rigidez de los muros.

Cuadro 4.4: Propiedades de la Albañilería usados en los cálculos.

F' m= 500 t/m2•

E = 500 f'm = 250000 t/m2•

y= 1.9t/m3•

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de Jos Edificios Principales de la Facuftad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 54

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capitulo 5: Propiedades Dinámicas de fa Estructura

CAPITULO 5

PROPIEDADES DINÁMICAS DE LA

ESTRUCTURA

5.1. INTRODUCCIÓN

Se realizaron ensayos de Microtrepidaciones con la finalidad de determinar

experimentalmente las propiedades dinámicas de la estructura, que servirán

como base para calibrar los modelos analíticos necesarios para la evaluación

estructural.

En este capítulo se describe los fundamentos teóricos que sustentan los ensayos

de microtremor, el equipo utilizado, la metodología para la medición y

procesamiento de los registros obtenidos y su respectiva interpretación.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vil/egas 55

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil Capftulo 5: Propiedades Dinámicas de la Estructura

5.2. DEFINICIONES IMPORTANTES

Las estructuras de los edificios en general están sujetas a la acción de

vibraciones por causas múltiples. Existen vibraciones generadas por fenómenos

inducidos (generados por maquinarias, explosiones, etc.) y vibraciones

generadas por fenómenos naturales (terremotos, deslizamientos, explosiones

volcánicas, etc.)

En general se define que una Vibración describe una oscilación periódica de un

sistema (en este caso la estructura de un edificio). Como fenómeno vibratorio

posee una frecuencia de ocurrencia y una amplitud o tamaño de la misma.

Frecuencia es el número de ciclos de ocurrencia de la vibración en un período

especifico de tiempo (normalmente en ciclos por segundo, lo que se denomina

hertz=Hz).

Se define como Período al lapso de tiempo en el que ocurre un ciclo de

vibración y se define como la inversa de la frecuencia.

La Amplitud de una vibración, es el máximo valor que alcanza una vibración

durante su ocurrencia y depende del parámetro de medición. Así existen

amplitudes de aceleración, velocidad y desplazamiento. En general las

mediciones se realizan sobre el parámetro aceleración, es decir se medirá la

amplitud de la aceleración expresada en cm/seg2 o también denominado gal.

5.2.1. MICROTREPIDACIONES

Las mediciones nos permiten determinar las frecuencias naturales de vibración

del edificio, el suelo y su entorno dentro del área en estudio.

Se define microtrepidaciones como vibración natural del terreno o la estructura,

con periodos comprendidos en un rango de 0.1 a 2 s. Esta vibración se origina

por causas naturales o artificiales tales como viento, ruidos, impactos, tráfico,

maquinaria, etc. Para la medición de esta vibración se emplean sensores

suficientemente sensibles tal que registren la vibración en las dos direcciones

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de tos Edificios Principales de la Facultad de Jngenierfa Civil de la Universidad Nacional de fngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 56

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capitulo 5: Propiedades Dim!micas de la Estructura

horizontales y en la dirección vertical. Estas señales en voltaje (análogas) son

convertidas mediante una tarjeta de adquisición de señales análogo-digitales y

enviadas al computador donde son almacenadas para su posterior

procesamiento .

. _%?p .. _·>-~ ·~~ __...,.,...~~ • '"'.. .. ...,.. ....... 4.

0\\

Fig. 5.1: Origen de Microtremor

PF.R 1 a o (,..e)

l•lcro.tr .. •otll

2•lcrosls•os

3lre•nrs volc,nleo$

.Hjbr le u

5lrifleo aul~•otorlt

ntren

Tzoldc sobre rlloles

Fig. 5.2: Los períodos y Niveles de varios Tipos de Vibraciones.

(CISMID 1988).


UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil Capitulo 5: Propiedades Dinámicas de la Estructura

Para el procesamiento se hace uso de la transformada de Fourier, herramienta

que nos proporciona la relación existente entre el dominio del tiempo y la

frecuencia de la señal. Mediante el algoritmo de Cooley & Turkey, 1965 (CISMID,

1988), es posible aplicar la transformada rápida de Fourier (FFT): En general las

señales medidas son ondas de carácter aleatorio que contienen diversas

frecuencias de vibración.

5.3. EQUIPO E INSTRUMENTACIÓN

Para este ensayo serán utilizados los siguientes ~quipos:

• Un equipo de Microtremor Tokyo Sokushin (SPC35-E)

• Un Computador personal 18M Thinkpad Plll

• Tres censores pseudo- Velocidad de 10 kines Tokyo Sokushin

• Caja conectora National lnstruments AD/DA

• Software de adquisición de datos y FFT (SPC35 - E)

---.. -- .

Fig. 5.3: Equipo utilizado.

Estos equipos pertenecen al laboratorio de Estructuras del CISMID-UNI.

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de /os Edificios Principales de la Facultad de Ingeniarla Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Villegas 58

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capitulo 5: Propiedades Dinámicas de la Estructura

5.4. MÉTODO DE MEDICIÓN

Con transductores en las tres direcciones (X,Y,Z) previamente orientadas y

conectadas al procesador de datos se toma mediciones de la velocidad,

aceleración y desplazamiento para cada una de las direcciones en estudio por

cada punto.

Para este ensayo se ha considerado un punto de medición localizado en el

centro de la Josa del último nivel de cada edificio asegurándose que en el no

haya personas, ni se realice movimiento alguno. Esto, para no causar

perturbación en las señales.

Se inicia el ensayo de las mediciones dejando estabilizar electrónicamente la

señal por espacio de un minuto aproximadamente. Seguidamente se inicia la

medición considerando una velocidad de muestreo de 1 punto 1 0.01 s para los

pabellones 1, 2 y 3 en la adquisición de datos y 1 punto 1 0.02 s para los

pabellones 4 y 5. Los datos se adquirirán considerando un filtro pasa alto (HPF)

de 0.1 HZ para un tiempo total de muestreo de 20.0 seg., para el edificio 4 y

40.00 seg., para el resto de edificios.

Fig. 5.4: toma de datos en campo

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Villegas 59

UNIVERSIDAD NACIONAL DE JNGENIERIA Facultael ele Jngenierla Civil Capitulo 5: Propieclaeles Dinámicas ele la Estructura

'··

. H, l H, '¡.V (E-'IY~(_N-S ) 1 (U~

1

0) V V . , '.

. ; .-

,.·

. : ... '.·

Fig. 5.5: diagrama de flujo de la medición

5.5. ANÁLISIS DE VIBRACIONES.

1taltlro en

nonllor

Efectuadas las mediciones, los registros serán analizados y se obtendrán los

espectros de respuesta para los desplazamientos, velocidades y aceleraciones.

Los gráficos de la transformada de Fourier para cada una de las mediciones nos

arrojarán cuadros de frecuencias predominantes.

Las señales de vibración registradas se analizan como sigue, después de

convertir las señales a datos digitales por medio de un computador digital.

La amplitud mayor y la amplitud promedio de vibración se obtienen de los

registros reproducidos. La unidad de estas amplitudes es un micrón (1/1000 mm)

o miligal (1/1000 gal).

Las vibraciones consisten ondas de movimiento con varios períodos. Entre estos

el período que aparece más frecuentemente se denomina período predominante

de vibración; este período se obtiene del espectro de Fourier de la vibración.

5.5.1 ANÁLISIS DE FOURIER

Se presenta a manera de ejemplo la representación de una onda aleatoria en

donde se distinguen varios tipos de periodos a medida que transcurre el tiempo.

Así entre el segundo O y 0.6 existe un tipo de onda, entre 1 y 2 otro y entre 2 y 3

se presenta otra onda de periodo diferente, mostrándose que una onda posee el

contenido de diversas frecuencias. Considerando la onda aleatoria, el algoritmo

Vulnerabilielael Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de Ingeniarla Civil de la Universielael Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 60

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capitulo 5: Propiedades Din~micas de la Estructura

de la transformada de Fourier toma los valores de la onda que existen en un

espacio de numerosa reales, y transforma los mismos en una secuencia de

valores de números complejos asociados con los valores de frecuencia.

Vibracion Aleatoria 0.4

¡- 1 S 0.2 e .2 o u

111 .. Cll -0.2 '¡j u < -0.4

Tiempo (seg)

Fig. 5.6: Vibración aleatoria

El espectro de Fourier representa los valores de las frecuencias que contiene la

onda versus el valor de número de veces que se presentó la frecuencia en la

onda en estudio. Es decir nos muestra que frecuencia se repitió más veces en la

onda medida, indicando las frecuencias predominantes durante la medición.

60 ¡FFTCH1 J 17.8 Hz.

50 31.2 Hz. -

40

30 2.9Hz.

20

10

oi__)~~A~ ~ ~ o 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

Fig. 5. 7: Espectro de Fourier de onda aleatoria

Los resultados de las medidas se presentarán en forma de espectro de Fourier

como el mostrado en la anterior; en el eje X se presenta los valores de las

diversas frecuencias que contienen las ondas, expresadas en HZ (ciclos 1 seg) y

en el eje Y se presenta el numero de veces en que aparece la frecuencia. Así

por ejemplo para el gráfico se puede leer que existen hasta 4 frecuencias

importantes: una de 2.9 HZ que aparece 18 veces, otra de 17.8 Hz que aparece

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de fos Edificios Principafes de la Facultad de fngenierfa Civil de fa Universidad Nacionaf de fngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 61

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil Capitulo 5: Propiedades Dinámicas de la Estructura

57 veces y otra de 31.2 Hz que aparece 55 veces y otras. Las ultimas dos

frecuencias son atribuibles a maquinarias y la primera al sistema estructural o

edificio.

Se utilizó el programa de computo DEGTRA para realizar el cálculo de la

transformada de Fourier y así obtener los espectros de respuesta para los

desplazamientos, velocidades y aceleraciones en los tres canales.

La experiencia de múltiples mediciones realizadas en CISMID indica que es el

espectro de velocidades el que nos muestra en forma más precisa la frecuencia

predominante atribuida a la estructura.

5.6 RESULTADOS

Efectuadas las mediciones para las tres direcciones de cada punto, y obtenida la

frecuencia predominante atribuida como frecuencia del edificio en el espectro de

velocidades, se hizo el cálculo del período natural de la estructura que es la

inversa de la frecuencia. En el anexo 4 se presentan los datos obtenidos y las

transformadas de Fourier para cada espectro.

La tabla siguiente r~sume los resultados.

Cuadro 5.1: Resultados del ensayo de microtrepidaciones.

CH1-EJE LONGITUDINAL CH2-EJE TRANSVERSAL

PUNTO Frecuencia Frecuencia

(Hz.) Período (seg.)

(Hz.) Período (seg.)

G1 5.17 0.193 6.22

G2 5.13 0.195 6.17

G3 5.20 0.192 6.81

G4 5.03 0.198 4.05

G5 5.12 0.195 5.59

Vulnerabilidad Slsm/ca Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho Vi/legas

0.161

0.162

0.147

0.247

0.178

62

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capitulo 5: Propiedades Dinámicas de la Estructura

CH2L . H1

G1

CH1 t -·· L___Z'2

GS

CH2L

G2 H1

CH2L

G3

CH1 t -·· L___Z'2

G4

Fig. 5.8: Esquema de puntos tomados en campo.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de Jos Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de Ingeniería Audry Victoria Camacho Vi/legas

H1

63

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGEN/ERIA Facuffad de lngenierla Civil Capftulo 6: Evaluación Estructural

CAPITULO 6

EVALUACION ESTRUCTURAL

6.1 INTRODUCCIÓN

El propósito de este capítulo es identificar posibles deficiencias en las

dimensiones o refuerzos de los elementos vigas, columnas y muros de

albañilería comparando su capacidad versus la demanda propuesta en la Norma

E030.

Para ello se construyeron modelos matemáticos tridimensionales de las

estructuras y se llevó a cabo un análisis dinámico lineal. Este análisis hace uso

de procedimientos de combinación espectral para estimar teóricamente las

propiedades dinámicas de la estructura, con particular énfasis en las frecuencias

de vibración y las formas modales de vibración, los resultados así obtenidos nos

permite verificar la relación capacidad-demanda de los diferentes elementos

estructurales y sirve como base para la calificación de la vulnerabilidad

estructural.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facuffad de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho Vi/legas 64

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capitulo 6: Evaluación Estructural

6.2 PROGRAMAS DE CÓMPUTO

Para el análisis del edificio se empleó el programa ETABS (Extended Three

Dimensional Analysis of Building System), Non Linear versión 9.0.7. Este es un

programa para análisis estructural y diseño de edificaciones que permite el

cálculo en forma tridimensional (CSI, 201 0). Además se hizo uso del programa

PCACOL versión 2.30 de Pórtland Cement Association Il-USA, para el chequeo

por flexocompresión de las columnas.

6.3 MODELOS MATEMÁTICOS

Los cinco edificios en cuestión fueron analizados con modelos tridimensionales,

suponiendo losas infinitamente rígidas frente a acciones en su plano. Los

elementos viga y columna han sido modelados con elementos tipo "barra",

mientras los muros de albañilería y de concreto armado han sido modelados con

elementos tipo "cáscara" adosados a vigas y columnas y las losas como

elementos tipo "losa". Estos últimos no intervienen en la rigidez, siendo solo

utilizados para facilitar los metrados de las cargas verticales. Además se

consideró zonas rígidas en la unión viga-columna. Los apoyos han sido

considerados como empotramiento perfecto dado que en el estudio de suelos se

ha catalogado al suelo de cimentación como elemento compacto a muy

compacto con valores de capacidad portante y densidad de terreno muy altos

(ver capítulo 3).

Se ha comprobado en diversos estudios (CISMID, 2001), que el comportamiento

dinámico en el rango elástico se ve influenciado por la presencia de tabiquería

de albañilería, por lo que se consideró la contribución de estos elementos en la

rigidez lateral de las estructuras más aun cuando la mayoría de estos son de

25cm de espesor y no se encuentran separados adecuadamente de los pórticos.

Se debe tener en cuenta, que cuando se modela una estructura siempre existen

aspectos estructurales con incertidumbres en su comportamiento real ante

movimientos sísmicos. Entre ellos destacan los efectos de interacción suelo -

estructura, los efectos de torsión, la flexibilidad del diafragma de piso, la

efectividad de las juntas constructivas, la interacción con estructuras vecinas, la

influencia de los elementos no estructurales y las propiedades mecánicas de los

Vulnerabilidad Sísmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho Vi/legas 65


materiales. Por ello se tomaron los valores de períodos obtenidos del ensayo de

microtrepidaciones como referencia para compararlos con los calculados a partir

del análisis dinámico lineal de esta forma se puede calibrar los modelos

matemáticos.

6.4 CARGAS VERTICALES

Las cargas verticales muertas y vivas se evaluaron conforme a la norma NTE E-

020. Los pesos de vigas, columnas, placas y losas se estimaron a partir de los

datos encontrados en campo, considerando el peso específico del concreto

armado de 2.4t/m3 y para la tabiquería de 1.9t/m3• El peso del ladrillo del

aligerado se estimó en 0.09t/m2•

Se incluyó igualmente el peso de acabados de piso y techo en 0.1t/m2. A la

sobrecarga de diseño se le asignó el valor de 0.25t/m2 en las oficinas, salas de

cómputo y aulas, 0.3t/m2 para salas de lectura, 0.4t/m2 para los corredores,

0.5t/m2 para salas de archivo, 0.75t/m2 para zonas de almacenaje y biblioteca y

0.1t/m2 como carga viva de techo.

El programa de cómputo empleado permite la consideración de varios sistemas

de cargas verticales independientes. Para los 5 edificios utilizamos 5 sistemas

de cargas: las cargas permanentes se asignaron al sistema denominado O,

mientras que las cargas vivas se asignaron a los tres sistemas restantes L 1, L2,

L3 y L4 correspondientes a "dameros" de sobrecarga complementarios. L 1 y L2

son aplicados en los pisos inferiores mientras que L3 y L4 son aplicados al techo

complementando respectivamente a L 1 y L2. Todo ello para producir los

máximos efectos en los elementos estructurales. Todas estas cargas se

aplicaron directamente a la losa modelada como elemento "losa".

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa · Audry Victoria Camacho Viflegas 66

UNIVERSIDAD NACIONAL DE /NGENIERIA Facultad de lngenierla Civil Capitulo 6: Evaluación Estructural

6.5 ACCIONES SÍSMICAS

Las consideraciones mínimas según la Norma de Diseño Sismorresistente NTE

E 030-2003 para los edificios de la FIC-UNI son:

Cuadro 6.1: Parámetros para el cálculo de la acción sísmica

Zonificación sfsmica (zona 3)

Factor de uso e importancia

(categorfa A)

Factor de suelo (S1) y

periodo para definir espectro (Tp)

Factor de Ductilidad:

· (multiplicado por% si es estructura irregular)

Desplazamientos permisibles

Aceleración de la gravedad

Z=0.4

u= 1.5

S1: S=1.0

Tp= 0.4

Eje X

Eje Y

Concreto armado: 0.007

Albatiilerla: 0.005

g = 9.8 m/s2

Para cada una de las direcciones horizontales analizadas se utilizó un espectro

inelástico de pseudo-aceleraciones definido por:

zucs Sa=· R ·g

6.6 COMBINACIONES DE CARGA

La verificación de la capacidad de los elementos estructurales se basó en un

procedimiento de cargas factoradas conforme a la Norma Técnica de

Edificaciones E-060 y teniendo en cuenta los sistemas de carga verticales y de

sismo se construyeron las siguientes combinaciones:

Combo1 = 1.4 O

Combo2 = 1.4 O+ 1.7(L 1 +L3)

Combo3 = 1.4 O+ 1.7(L2+L4)

Combo4 = 1.4 O+ 1.7(L1+L2+L3+L4)

Combo5 = 1.25(0+L 1+L2+L3+L4)+Sx

Combo6 = 1.25(0+L 1+L2+L3+L4)+Sy

Combo7 = 0.9 O+ Sx

ComboS= 0.9 o + Sy

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Ediñcios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audr¡ Victoria Camacho Viflegas 67


En estas expresiones O se refiere a las cargas muertas, L a las cargas vivas en y

S a los efectos de sismo con el signo que resulta más desfavorable.

6.6 ESTIMACION DE MASAS

Las masas consideradas en este análisis responden a lo especificado en la

Norma de diseño Sismo Resistente E-030. Se incluyeron las masas de las losas,

vigas, columnas, tabiquería, acabados de piso y techo más 50% de la

sobrecarga para el piso típico Y 25% de la sobrecarga para la azotea. La

ubicación del centro de masas y los momentos polares de inercia se

determinaron suponiendo que la masa tiene una distribución aproximadamente

uniforme en cada nivel.

6. 7 ESTIMACION DE RIGIDECES

Los resultados que se presentan fueron calculados suponiendo las áreas e

inercias correspondientes a las secciones brutas de los distintos elementos, esto

es suponiendo que la pérdida de rigidez debida a la fisuración del concreto es

compensada por el refuerzo. Tales valores resultan en una estimación

conservadora de las fuerzas, pero en una subestimación de los desplazamientos

para los niveles de esfuerzos que corresponden al sismo de la Norma. Además,

como ya se mencionó líneas arriba, se consideró la rigidez de los muros de

albañilería en todos los modelos.

Vulnerabilidad S/smica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 68


6.8 EVALUACION DEL EDIFICIO G1

Modelo

La figura siguiente muestra el modelo empleado para el análisis construido en

base a los datos mencionados en los capítulos anteriores.

Se ha considerado como un edificio de albañilería confinada en ambos sentidos.

En el modelo, Se han incluido todos los muros como elementos "Shell" excepto

los parapetos del eje C en los tres niveles que son de concreto armado y no se

encuentran adosados a las columnas. Estos últimos tienen una sección

trapezoidal de 0.1 O m y 0.20m de base y 1m de altura y han sido considerados

en el modelo como carga muerta repartida de 0.24t-m sobre vigas.

La altura de entrepiso del primer nivel es de 3.30m y 3.20m en el resto de pisos.

Fig. 6.1 : Modelo matemático para el análisis del Edificio G 1

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facuffad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 69


Fig. 6.2: Carga repartida en el eje C que representa al parapeto existente.

Modos de vibración

Aquí se muestran los períodos naturales, así como las masas efectivas

asociadas a los diferentes modos en cada dirección. Estos resultados se

comparan con los obtenidos en los ensayos de microtrepidaciones.


Masa colaborante (% del total) Modo Período UX(%) UY(%) RZ (%) Microtremor

1 0.22 14.43 38.98 36.55 0.19 2 0.18 68.47 19.29 0.70 0.16 3 0.14 5.50 29.62 51.88 4 0.08 3.42 3.64 1.71 5 0.07 5.63 3.37 0.12 6 0.06 0.15 0.11 3.26 7 0.05 0.48 4.02 5.00 8 0.05 1.88 0.48 0.00 9 0.03 0.03 0.48 0.77

total 100.00 100.00

Como se observa en el cuadro los períodos obtenidos con el modelo matemático

tienen un valor cercano al obtenido con los ensayos de microtrepidaciones. Por

tanto, el modelo matemático se considera representativo.

Vulnerabilidad Sísmica Estructural de /os Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de /ngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 70

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil Capitulo 6: Evaluación Estructural

Modo 1 , traslación en Y

T =0.22 seg.


Modo 2, traslación en X

T=0.18 seg.

Fig. 6.4: Modo de vibración en el eje X- Edifico G1

Estimación de Masas y Rigideces

En la tabla siguiente se indican las masas en cada nivel, la posición del centro

de masas y del centro de rigidez (basándose en la distribución de fuerzas en

altura resultante del análisis modal).


Piso Masa Centro de masa Centro de rigidez R

X y X y X{%} y{%}

1 39.64 16.40 5.75 20.40 7.52 12.50 5.53 2 38.81 16.45 5.67 20.68 7.67 13.22 6.25 3 25.89 16.06 5.72 20.09 8.03 12.59 7.22

Masa total 104.34 t-seg2/m. Peso total 1022.53 t.

El valor de "R" mostrado en el cuadro, corresponde a la razón entre distancia

entre el centro de masas y el centro de rigidez con respecto §1 la longitud del

edificio en cada dirección. Si este porcentaje es mayor de 20% se considera que

la estructura tendrá problemas de torsión. En este caso, no los tendrá.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edifteios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 71

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de tngenierla Civil Capftulo 6: Evaluación Estructural

Cálculo del Espectro de Pseudo-Aceleraciones.

El espectro es calculado según los parámetros sísmicos estipulados en la Norma

E030.

Dado que se encontró muros de albañilería en todos los niveles que no se

encuentran separados de las columnas por ningún tipo de junta se ha

considerado al sistema sismorresistente como Albañilería confinada.

t---0-~4--+--1 ~-5-+---"~--+--99~.8--+--2_,;..~..:..5---¡1 Albañilería confinada

Edificio Irregular

ESPECTRO DE RESPUESTA DE PSEUOOACELERACIONES Sistema: Albañileria confinada

7

6

5 N

~ 4 ';;3 tn

2

1

o o 2 3

Período (s)

4

Fig. 6.5: Espectro de respuesta para ambas direcciones X e Y. Edificio G1

Fuerzas Globales

Empleando las expresiones de la norma E030 para el análisis sísmico con

fuerzas estáticas equivalentes en ambas direcciones, y comparándolas en

porcentaje con los resultados obtenidos del análisis dinámico modal espectral se

tiene:


EJE

X y

V(t) Dinámico

508.7 396.29

V(t) Estático 681.69 681.69

Porcentaje

74.62 58.13

Podemos observar cortantes en la base en las direcciones X e Y menores que el

90% del cortante obtenido con las fórmulas de análisis estático.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de tos Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Villegas 72


Desplazamientos y distorsiones máximas estimadas

Se tomó nota de las distorsiones y los desplazamientos máximos en cada nivel.

Estos valores fueron determinados multiplicando los resultados obtenidos en el

programa de análisis por 0.75 R, conforme se especifica en la norma vigente.

3

2

o

Cuadro 6.5: Desplazamientos y distorsiones en el eje X. Edificio G 1.

SISMO DIRECCIÓN X

NIVEL desplazamientos desplazamientos distorsiones

3 2 1

o

(m)

0.0072 0.0053

0.0028

distorsiones

0.00081 0.00097

0.00084

DESPLAZAMIENTOS MÁXIMOS EJEX

(m) X 0.75R x0.75R

0.0122 0.0014 0.0089 0.0016 0.0047 0.0014

4.---------------------------------------------------,

3 0.0122

2

0~------~----~------~------~------~----~------~ 0.0000 0.0020 0.0040 0.0060 0.0080 0.0100 0.0120 0.0140

Fig. 6.6: Desplazamientos máximos en X. Edificio G1

DISTORSIONES MÁXIMAS SISMO DIRECCION X

~ "' "' ... "' ... ID "' o o o o o q q q ci o o o

1() o q o

--1/1000Agrietamientono visible en la albañilería

--D-1/BOOAgrietamiento no visible en muros

-tr- 1/600 agrietamiento medio

""""*""" 1/400 visible daño en la arquitectum y en muros reforzados (falla)

--0.005 max. distorsión NTE030-2003

--1/100 no funcionan adecuadamente las puertas, ventanas y ascensores

~ 0.007 max. distorsión NTE030- 2003

--distorsión calculada

Fig. 6.7: Distorsiones máximas en X. Edificio G1

Vulnerabilidad Sísmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 73

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capftulo 6: Evaluación Estructural

3

2

o


SISMO DIRECCIÓN Y

NIVEL desplazamientos distorsiones desplazamientos distorsiones

o

(m)

3 0.0139

2 0.0105 1 0.0054

0.0015 0.0019 0.0016

DESPLAZAMIENTOS MÁXIMOS EJEY

(m) x0.75R X 0.75R

0.0235 0.0025 0.0177 0.0032 0.0091 0.0027

4.-----------------------------------------------------~

3 0.0 35

2

o~~-------.----------,-----------.----------r----------1

0.0000

.... o o c:i

* 1

{. 1 1

N o o c:i

0.0050 0.0100 0.0150 0.0200 0.0250

Fig. 6.8: Desplazamientos máximos en Y. Edificio G1.

DISTORSIONES MÁXIMAS SISMO DIRECCION Y

(t) ...,. 10 (O ,.... (X) Ol o o o o o o o o o o o o q o c:i c:i c:i c:i c:i o c:i

.... .... q ..... o q

o

--+-111 ooo Agrietamiento no visible en la albañilería

--D-1 IBOOAgrietamiento no visible en muros

-t:-1/600 agrietamiento medio

__..1/400 visible daño en la arquitectura y en muros reforzados (falla)

~ 0.005 max. distorsión NTE030-2003

--+-1/1 00 no funcionan adecuadamente las puertas, ventanas y ascensores

-t-0.007 max. distorsión NTE030- 2003


Fuente: CISMID Dr. Carlos Zavala.

Fig. 6.9: Distorsiones máximas en Y. Edificio G1.

En ambas dirección longitudinal no se excede el límite de 0.5% permitido para

estructuras de albañilería.

Vulnerabilidad Sísmica Estructural de /os Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 74

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniarla Civil Capitulo 6: Evaluación Estructural

Verificación de la resistencia de vigas

La revisión de las dimensiones y del refuerzo de las vigas se hizo de acuerdo a

las disposiciones de la Norma técnica de Concreto armado E.060 en los

artículos: #9 (Requisitos Generales para el Análisis y Diseño), #10 (Requisitos

Generales de Resistencia y Servicio) y #11 (Flexión).

Los datos del refuerzo fueron obtenidos de la auscultación. Se tomó 2.5 cm de

recubrimiento en todas las vigas del tercer nivel y 4cm en las demás vigas. Se

supuso una cuantía mínima igual a O. 75 · ffc · b · d según la Norma Peruana fy

E-060 y una cuantía máxima de 75% de la cuantía balanceada.

En esta sección se verifican los momentos al centro de la luz libre de las vigas

principales del edificio.


b h L d fe fy # PISO (cm) (cm) (cm) (cm) (kg/cm2) (kg/cm2) fierros ~(cm) p pb

tensión

1 30 70 800 65,95 175 2800 4 1,90 0,0057 0,0307 2 30 70 800 65,95 175 2800 4 1,90 0,0057 0,0307 3 30 70 800 65,80 210 4200 6 1,60 0,0061 0,0368

cuantía cuantía control de relación

capacidad Demanda PISO máxima

minima deflexiones b/h>= 0.3 4IMu Ml-3 0.5pb h>=U16 (t-m2) (t-m2)

1 conforme conforme conforme conforme 17,66 16,39 2 conforme conforme conforme conforme 17,66 17,53 3 conforme conforme conforme conforme 27,93 17,68

Los resultados muestran que las vigas cuentan con suficiente refuerzo positivo

para soportar la demanda propuesta.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de /os Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 75

tipo de falla

falla dúctil falla dúctil falla dúctil

ratio (demanda/ capacidad)

0,93 0,99 0,63


Verificación de la resistencia de columnas

La revisión de las dimensiones y del refuerzo de las columnas se hizo de

acuerdo a las disposiciones de los artículos: #9 (Requisitos Generales para el

Análisis y Diseño), #10 (Requisitos Generales de Resistencia y Servicio) y #12

(Fiexocompresión) de la norma E-060. Se consideró una cuantía mínima de 1%,

y máxima de 6% de acuerdo a la norma vigente E-060 (sección 12.4.2).

El programa utilizado ETABS, utiliza un parámetro denominado "relación de

capacidad". Este parámetro es un factor que proporciona una idea de la

condición de esfuerzo de la columna con respecto a su capacidad. Se determina

de la siguiente forma:

L r=-~-

L2

En donde Lt es la longitud de la línea trazada desde el origen del diagrama de

interacción de la columna hasta el punto que representa la coordenada P, M2,

M3 obtenida de la combinación de cargas de diseño respectiva y L2 es la longitud

de la misma Hnea pero solo hasta la superficie de interacción. Cuando r es

mayor que 1, indica que la combinación de carga está por encima de la

superficie de interacción. Diferentes valores de "r" nos dan una idea de cuan

esforzada está la columna.

A continuación se procede a verificar cada columna para cada una de las 8

combinaciones de carga.

La gráfica siguiente presenta en rojo aquellas columnas en donde "r" (Relación

de capacidad) es mayor a 1, en otras palabras, se presentan en rojo aquellas

columnas cuya capacidad es menor que la demanda propuesta por la norma. El

programa también realiza un chequeo por cortante, por lo que las columnas que

no están marcadas de rojo también se consideran que pasan por cortante.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la UniVersidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 76


9 0- C27S42

... "

C21B42 .. ¡¡¡

C!Ot116

... <C

, Ct t!l

C·27 B42

;; "'

CIO 816

m

C1 ti1~

C2GS4l C25B40 C24 939 C23 B3S

e N "' "' iii ¡¡¡ iii iii iii

83 C4 84 C5 85 'Cl> 60 C7 87

(a) Columnas del edificio G1, primer nivel.

C2SB4l C25!!40 C24!139 C23 !138 C22 937 "' C21 936 iil ª ~ ~ "' re N

<C

"' C11"" C12tltU Cl3"" Ct4 """ et5 ""~ C!G "'"

e N "' ~ "' iii ¡¡¡ ¡¡; ¡¡¡ ¡¡¡

C2 82 C3 83 C4 84 C5 85 C6 80 C7 87

(b) Columnas del edificio G1, segundo nivel.

C26 041 C25 ll40 C24fl39 C2J ll38 C221337 C21636 ¡:¡ ~ ::; ~ ?,) "' "' "'

¡e "' "' <!)

C11 819 C12 B20 C13 B21 C14 022 C15 B23 C10 924

o "' ::? "' .... ¡¡;

"' ¡¡; "' ¡¡; ¡¡;

'C2 02 C3 93 e• 84 es B5 e o 90 C7 07

(e) Columnas del edificio G1, tercer nivel.

Relación capacidad/demanda:

"' iii

C20!13S .... .. <C

C17 ""V

"' ¡¡;

es 88

C20 IJJS ¡;¡ "' C1? 925

"' ¡¡;

CB BB

e !9 .. @

e 18

fe

e

C19 re "' C1B

C9

9


Edificio G1

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de fa !=acuitad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vilfegas 77


Se observó que solo las columnas C1, C3, C9, C10, C12 y C18 del primer nivel

presentan deficiencia en el refuerzo. La siguiente tabla muestra la combinación

para la que sucedería la falla. Estas columnas presentan falla frágil.


Ubicación Fuerza Ratio "r"

Piso Columna Sección según Falla en Axial* M2-Mx M3-My Demanda/ tipo t-m t-m Capacidad

1 1 1 1 1 1

ejes P(t.)

C1 CB A-1 COMB8 -7.114 -14.708 -0.774 1,345 C3 CB A-3 COMB8 -95.943 -15.219 2.326 2,937 C9 CB A-9 COMB8 -81.96 -9.54 1.987 2,224

C10 CB B-1 COMB8 -20.638 16.713 -2.997 1,768 C12 ce B-2 COM88 -56.336 15.446 -2.878 1,802 C18 CB B-9 COMB8 -65.185 9.69 2.339 1,943

* (+)Fuerza de compresión (-) Fuerza de tracción Nota: Se consideró un recubrimiento de 4cm en todas las columnas.

Como se aprecia en la tabla, la combinación 8 = 0.90 + Sy es aquella que

provoca la falla en las columnas del eje A y 8 en el primer piso. Se nota además

que ninguna columna circular ubicada en el eje C estaría afectada. Para evitar

que estas columnas fallen, se propuso rigidizar la estructura en la dirección X

agregando placas de 0.25m de espesor en los ejes 3, 6 y 9; reemplazando así

los muros de albañilería por estos elementos de concreto armado. Los

resultados de los cálculos muestran que está propuesta daría resultado. A

continuación se muestra la verificación por flexocompresión y cortante de las

columnas del primer nivel con la propuesta.

19 ~~ C25 C2< C23 C22 C21 C20 e

CIO Cll C12 C13 Cl< Cl5 CIG C11 e 16

l 0-- Cl C3 C6 C9 CG C1 C2

Ratio capacidad/demanda:

o.!ifi e.f!l o..@ ni .•

Fig. 6.11: Verificación de columnas del edificio G 1, primer nivel.

Sistema Rigidizado.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas . 78


Verificación de los esfuerzos en la albañilería

La revisión de los muros de albañilería se realizó de acuerdo a las disposiciones

de la norma E-070.

Muro de 0.40m.

Muro de 0.25m.

Muro de 0. 15m.

Fig. 6.12: Edificio G1, Vista de los muros incluidos en el modelo matemático.

Los muros de cada piso y cada eje fueron modelados como elemento "shell" en

el programa ETABS.

Según el artículo 13.7 la resistencia por corte de la albañilería se calcula de la

siguiente manera:

V'' < f7l m-vlm V~= .J50 = 7.07kg 1 cm 2 = 70.7t 1m 2

En el cuadro siguiente se muestran los resultados del análisis y la comparación

con los esfuerzos admisibles tanto para sismos severos como para sismos

moderados según especifica la norma.

Vulnerabilidad Sismica Estructural de los EdifiCios Principales de fa Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de ingeriieria Audry Victoria Camacho Viilegas 79


Resultados para el sismo en X: Cuadro 6.9: Verificación de esfuerzos en la albañilería eje X. Edificio G1.

Sismo severo Sismo moderado control de .

Nivel Pier* Load L (m) t (m) P V severo. P V moderado Vm (t.) fisuración Vcompea~~'v6m" Vmod.<=O.SSVm sev ro -

STORY3 B-3 SX 32,0 O, 15 13,75 128,94 6,88 64,47 166,52 conforme conforme STORY3 A-3 SX 32,0 O, 15 1,76 37,81 0,88 18,91 169,28 conforme conforme STORY3 1-3 SX 8,0 0,15 1,37 34,04 0,69 17,02 42,10 conforme conforme STORY3 5-3 SX 7,0 O, 15 1,67 12,60 0,84 6,30 36,73 conforme conforme STORY3 7-3 SX 7,0 0,15 2,13 14,32 1,07 7,16 36,63 conforme conforme STORY3 9-3 SX 8,0 0,40 5,67 28,36 2,84 14,18 111,82 conforme conforme STORY2 B-2 SX 32,0 0,25 23,22 257,13 11,61 128,57 277,46 conforme conforme STORY2 A-2 SX 32,0 0,15 5,68 63,18 2,84 31,59 168,37 conforme conforme STORY2 3-2 SX 8,0 0,25 6,80 83,89 3,40 41,95 69,14 no conforme no conforme STORY2 6-2 SX 8,0 0,25 5,08 45,38 2,54 22,69 69,53 conforme conforme STORY2 9-2 SX 8,0 0,40 13,20 62,02 6,60 31,01 110,08 conforme conforme STORY1 B-1 SX 32,0 0,25 71,26 274,69 35,63 137,35 266,41 conforme no conforme STORY1 A-1 SX 32,0 0,15 14,80 34,35 7,40 17,18 166,28 conforme conforme STORY1 3-1 SX 8,0 0,25 8,48 89,48 4,24 44,74 68,75 no conforme no conforme STORY1 6-1 SX 8,0 0,25 7,84 46,22 3,92 23,11 68,90 conforme conforme STORY1 9-1 SX 8,0 0,40 20,38 71,80 10,19 35,90 108,43 conforme conforme

*Los Piers son denominados según los ejes y el piso al que pertenecen; es decir: Pier B-3, significa: todos los muros del eje B que

se encuentran en el tercer piso.

En este caso se observa que los muros del eje 3 del primer y segundo piso no pasan el control de figuraciones de la norma E-070

para el sismo en X y además su resistencia al corte es aproximadamente 20% menor que la carga producida por el sismo severo

en esta dirección.

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de tngenierla Audry Victoria Camacho V/llegas 80


Resultados l)ara el sismo en Y:

Nivel Pier Load Loe L(m)

STORY3 8-3 SY Bottom 32,0 STORY3 A-3 SY Bottom 32,0 STORY3 1-3 SY Bottom 8,0 STORY3 5-3 SY Bottom 7,0 STORY3 7-3 SY Bottom 7,0 STORY3 9-3 SY Bottom 8,0 STORY2 B-2 SY Bottom 32,0 STORY2 A-2 SY Bottom 32,0 STORY2 3-2 SY Bottom 8,0 STORY2 6-2 SY Bottom 9,0 STORY2 9-2 SY Bottom 8,0 STORY1 B-1 SY Bottom 32,0 STORY1 A-1 SY Bottom 32,0 STORY1 3-1 SY Bottom 8,0 STORY1 6-1 SY Bottom 9,0 STORY1 9-1 SY Bottom 8,0

Capftulo 6: Evaluación Estructural

Cuadro 6.10: Verificación de esfuerzos en la albañilerla eje Y. Edificio G1.

Sismo severo Sismo moderado control de

t (m) p V severo. p V moderado Vm (t.) fisuración comparación Vmod.<=0.55 Vsevero<=Vm

V m 0,15 20,32 90,24 10,16 45,12 165,01 conforme conforme 0,15 3,04 39,58 1,52 19,79 168,98 conforme conforme 0,15 2,89 70,47 1,45 35,24 41,76 no conforme no conforme 0,15 3,55 27,02 1,78 13,51 36,30 conforme conforme 0,15 3,36 23,73 1,68 11,87 36,34 conforme conforme 0,40 10,63 56,79 5,32 28,40 110,68 conforme conforme 0,25 50,66 177,21 25,33 88,61 271,15 conforme conforme 0,15 10,69 69,99 5,35 35,00 167,22 conforme conforme 0,25 14,98 177,34 7,49 88,67 67,25 no conforme no conforme 0,25 7,15 82,83 3,58 41,42 77,89 conforme no conforme 0,40 19,17 134,46 9,59 67,23 108,71 no conforme no conforme 0,25 77,18 189,50 38,59 94,75 265,05 conforme conforme 0,15 . 28,33 37,33 14,17 18,67 163,16 conforme conforme 0,25 18,12 187,54 9,06 93,77 66,53 no conforme no conforme 0,25 8,89 87,46 4,45 43,73 77,49 no conforme no conforme 0,40 22,87 ·155,27 11,44 77,64 107,86 no conforme no conforme

Se observa que los muros del piso 1 que son paralelos al eje global Y (ejes 3,6 y 9) no pasan el control de fisuracíones de la norma

E-070 para el sismo en esa misma dirección. En el piso 2 se observa lo mismo para los ejes locales 3 y 9 y en el piso 3 para los

muros del eje 1. En este último caso la fuerza cortante actuante es casi el doble de la resistencia la corte de los muros.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de Ingeniarla Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Villegas 81

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENJERIA Facultad de lngenierfa Civil Capftulo 6: Evaluación Estructural


Modelo

Se ha considerado como un edificio aporticado en ambos sentido. Al igual que el

edificio G1, en el modelo, se han incluido todos los muros como elementos

"Shell" excepto los parapetos del eje C en los tres niveles que son de concreto

armado y no se encuentran adosados a las columnas por lo que han sido

considerados como carga muerta repartida de 0.24t-m sobre vigas.

El primer nivel es de 3.55m de altura y 3.2m para el resto. Para los cálculos no

se ha considerado el semisótano.

) t 1 ·~ 1 ,, ,., lio

'_,r~ 1 ,. 11 ) \ .~·

; 1' ... ·' p f

Fig. 6.13: Modelo matemático del edificio G2

Vulnerabilidad Sfsmlca Estructural de Jos Edificios Principales de fa Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenier/a Audry Victoria Camacho Vi/legas 82


Modos de vibración

Aquí se muestran los períodos naturales, así como las masas efectivas

asociadas a cada modo en cada dirección. Estos resultados se comparan con

Jos obtenidos en los ensayos de microtrepidaciones para validar los modelos. La

cercanía de los valores del microtremor con los valores calculados hace que se

considera aceptable el modelo.

Cuadro 6.11: Período de vibración de la estructura. Segundo modelo del

edificio G2.

Masa colaborante (% del total) Modo Período UX(%) UY(%) RZ (%) Microtremor

1 0.29 95.900 0.011 0.756 0.195 2 0.21 0.003 95.550 0.496 0.162 3 0.20 0.960 0.465 93.452 4 0.09 2.079 0.045 0.505 5 0.07 0.036 2.886 0.196 6 0.06 0.042 0.205 3.682 7 0.05 0.318 0.043 0.010 8 0.04 0.009 0.349 0.186 9 0.04 0.006 0.081 0.195 10 0.01 0.000 0.200 0.042 11 0.01 0.000 0.038 0.213 12 0.01 0.083 0.000 0.004 13 0.01 0.000 0.000 0.000 14 0.01 0.000 0.000 0.000 15 0.01 0.047 0.000 0.002

total 100 100 99.7

Como se observa, en el modelo, el primer modo toma un porcentaje de

participación de masa de 95.9% y es esencialmente en la dirección X dando un

período de 0.29s., el cual no es un valor cercano al obtenido en el ensayo de

microtrepidaciones. Esto es posible que se deba a la cercanía del edificio G2 con

G1 y G3 a ambos lados, lo cual puede haber afectado las mediciones de campo

en este eje, pudiendo dar la idea de una estructura más rígida en esta dirección.

En la otra dirección vemos que los valores son más cercanos. En general, se

considera que este modelo es representativo.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de Jos Edificios PrinCipales de la Facultad de lngenlerfa Pvil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 83

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil Capftulo 6: Evaluación Estructural

Modo 1 , traslación en X

T =0.29 seg.

Fig. 6.14: Modo de vibración en el eje X. Edifico G2

Modo 2, traslación en Y

T=0.21 seg.

Fig. 6.15: Modo de vibración en el eje Y. Edifico G2







X y X y X (%1 y {%1 1 33.62 13.98 5.87 13.997 6.731 0.05 2.67 2 33.91 13.92 5.92 13.996 6.914 0.22 3.08 3 23.61 13.89 6.01 13.663 7.427 0.73 4.43


Como se mencionó antes, el valor de "R" mostrado en el cuadro, corresponde a

la razón entre distancia entre el centro de masas y el centro de rigidez con

respecto a la longitud del edificio en cada dirección. Si este porcentaje es mayor

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de Jos Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Viflegas 84


de 20% se considera que la estructura tendrá problemas de torsión. En este

caso, no tendrá ese problema.


El espectro es calculado según tos parámetros sísmicos estipulados en la Norma

E030.

z u 0.4 1.5

3

2.5

2

- 1.5 N

~ 1 -"' en

0.5

o o

S g 1 9.8

R 6 Sistema Pórtico

Edificio Irregular

ESPECTRO DE RESPUESTA DE PSEUDOACELERACIONES Sistema: Pórtico, Edificio irregularR=6

1 2 3 4 Período (s)

Fig. 6.16: Espectro de respuesta para ambas direcciones X e Y. Edificio G2

Fuerzas Globales


fuerzas estáticas equivalentes en ambas direcciones, y comparándolos en


tiene:


EJE

X y

V(t) Dinámico

216.63 216.68

V(t) Estático

223.32 223.32

Porcentaje

97.00 97.02

Se obtuvieron cortantes en la base en las direcciones X e Y mayores que el 90%

del cortante obtenido con las fórmulas de análisis estático.








SISMO DIRECCIÓN X

NIVEL desplazamientos distorsiones

desplazamientos distorsiones

4

3 2

1

(m) (m)x0.75R

0.0076 0.00053

0.0067 0.00161

0.0050 0.00158

DESPLAZAMIENTOS DE ENTREPISO EJEX

0.0342

0.0302

0.0225

5 .---------------------------------------------------~

4

3 0.0342

2

0~~~-r----~------r-----~-----r----~------~----~

0.0000 0.0050 0.0100 0.0150 0.0200 0.0250 0.0300 0.0350 0.0400

Fig. 6.17: Desplazamientos máximos en X. Edificio G2.

DISTORSIONES DE ENTREPISO SISMO DIRECCION X

-+-1/1000Agrietamientono isibleen la albañilerfa

-11--1/BOOAgrietamiento no visible en muros

-tr-1 /600 agrietamiento medio

x0.75R

0.0024

0.0072

0.0071

3 --*-1/400 visible daño en la arquitectura y en muros reforzados (falla)

2

o o ..... N 1")

N V 8 o o o o c:i c:i c:i

V CX> o o c:i

--o.oosmax. distorsión NTEO:i0-2003

--.-11100 no funCionan adecuadamente las puertas, ventanas y ascensores

-+-0.007 max. distorsión NTE030 - 2003

~ ...-distorsión calculada ..... o o Fuente: CISMID Dr. Carlos Zavala.

Fig. 6.18: Distorsiones máximas en X. Edificio G2.

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de Jos Edificios Principales de la Facu"ad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 86

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil Capitulo 6: Evaluación Estroctural


SISMO DIRECCIÓN Y

NIVEL desplazamientos distorsiones desplazamientos distorsiones (m) (m)x 0.75R X 0.75R

3

2

1

0.0044 0.0003 0.0198

0.0038 0.0009 0.0171

0.0028 0.0009 0.0126

DESPLAZAMIENTOS DE ENTREPISO EJEY

5~----------------------------------------------------~

4

3 0.0198

2

o~~m&----~----------~----------r----------r--------~

0.0013

0.0041

0.0039

0.0000 0.0050 0.0100 0.0150 0.0200 .0.0250

4

3

2

o o


DISTORSIONES DE ENTREPISO SISMO DIRECCION Y

..... N ("') d'; N ..,. (l)

g g o o .o o ci ci ci ci

--+-111 000 Agrietamiento no isible en la albañilería

-il-1 /800 Agrietamiento no visible en muros

-tr-1 /600 agrietamiento medio

"'*-1/400visiblé daño en la arquitedura y en muros reforzados (falla) •


-.-11100 no funcionan adecuadamente las puertas, ventanas y ascensores

-+-0.007 max. distorsión NTE030- 2003



Fig. 6.20: Distorsiones máximas en Y. Edificio G~.·

En la dirección X se excede el límite de 0.7% permitido para estructuras de

concreto pero no en el eje Y.

Vulnerabilidad Sfsmica Estroctural de los Edificios Principales de fa Facultad de Ingeniarla Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 87

·UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil

·verificación del refuerzo en Vigas

Capitulo 6: Evaluación Estructural

Se tomó 2.5 cm. de recubrimiento en todas las vigas del tercer nivel y 4cm en las

demás vigas. En esta sección se verifican ·Jos momentos al centro de la ·luz libre

de las vigas principales del edificio y en el cuadro se muestran solo los

resultados de·las vigas más cargadas con·la demanda más desfavorable.

Cuadro 6.16: Verificación de refuerzo en vigas. Edificio G2.

b h L d fe fy # PISO

(cm) (cm) (cm) (cm) (kg/cm2) (kg/cm2) fierros ¡ll(cm) p pb tensión

1 30 70 800 65,95 175 2800 4 1,90 0,0057 0,0307 2 30 70 800 65,95 175 2800 4 1,90 0,0057 0,0307 3 30 70 800 65,80 210 4200 6 1,60 0,0061 0,0368

cuantía control de relación capacidad Demanda

tipo de falla


ratio cuantía

PISO máxima mínima deflexiones b/h>= cj)Mu M3-3 (demanda/

O.Spb h>=U16 0.3 (t-m2) (t-m2) capacidad)

1 conforme conforme conforme conforme 17,66 18.93 2 conforme conforme conforme conforme 17,66 17.53 3 conforme conforme conforme conforme 27,93 16.58

Los resultados muestran que las vigas del piso 1, especfficamente vigas del

eje 4 y 5, no cuentan con suficiente refuerzo positivo para soportar la demanda

del combo 4, el más desfavorable en este caso, pero si las demandas de los

otras combinaciones.

·fig. 6.21: E>iagrama de momentos de las vigas del nivel 1 para la demanda de la

combinación 4 =1.40+1.7(L 1+L2+L3+L4).

Vulnerabilidad Sfsmlca Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenler/a Audry Victoria Camacho Vi/legas 88

1.07 0.99 0.59

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capitulo 6: Evaluación Estruct!Jral

Con un círculo rojo se muestra los momentos que superan 17.66t-m2 que se

calcula como el momento máximo que pueden soportar las vigas principales

asumiendo que todas estas cuentan con 4 varillas de acero 'longitudinal de

314" en el centro de la luz libre.

·verificación dél refuerzo en columnas


combinaciones de carga. ·La gráfica siguiente presenta en rojo aquellos

elementos en donde "r" ( capacity ratio) es mayor a 1 , en otras palabras, se

resaltan aquellas columnas cuya capacidad es menor que·la demanda propuesta

por la norma. El chequeo se realiza por flexocompresión y corte.

9~C? 0( 9 cp cp cp ®-- Cl7 1 C1ft ll3?. C1R ll3a C?.llil34 C?.1 ll35 C?.?.ll3ft c?.a ll37

"' ., ... .,

"' ~ "' "' ~ "' "' "' "' 10 ll17 C111l1B e, ll1R C13 ll?.ll

"' "' o r "' "' "' ;;; ;;; ;;;


C171l 1 C18 83?. CIQ 833 C20 834 C?.1 ll35 C:>.2 ll3ñ C231l37

¡:J ~ "' ~ ... "' "' "' N N N 10 "' "' "' 10 10 "'

C9 " CID ll17 C11 "18 Cl?. "'H C13 tY-0 Cl4 821 Clfi I>J2.

., "' ~

r N

~ ~ "' 1D ¡;; ¡;;

0-'Cl 'C?. ll?. C3 ..., C4 "o es ''"' CG 86 ' C7 tH


Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de Jos Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de Jngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas

cp C?.4

a

cu

CIG

"' ¡;;

C8

89


C17 B 1 C18 B32 C19 B33 C20 834 C21 835 C22 B311 C23 837 C24

"' ~ "' ~ ¡;¡ "' "' .. N N "' <O <O <O <O <O <O <O

C9 B 6 C10 817 C11 Bl8 C12 Bl9 C13 820 C1~ B21 C15 822 C16

lll "' o "' "' ...

<O ;¡¡ ;¡¡ ¡¡; ¡¡; ;¡¡ "' ;¡¡

1 ~1 C2 B2 C3 B3 C4 1!4 C5 B5 e 6 86 e 7 B7 ca



• 11

-fig. -6.22: Verificación de refuerzo por flexocompresión y corte en columnas.

Edificio G2

los resultados nos muestran que las columnas más afectadas son las columnas

del eje A y 8 del primer nivel, Incluyendo todas las columnas circulares ubicadas

en el hall de la facultad. Todas están fallan en las combinaciones 5, 7 y 8, las

cuales incluyen la fuerza sísmica.

Cuadro 6.17: Verificación de refuerzo de columnas. Edificio G2.

Sección Fuerza M2-Mx M3-My Capacity Piso Columna Falla en Axial* tipo P(t.} t-m t-m Ratio

1 C2 CB COMB8 -30.21 19.59 0.27 2.234 1 .C7 CB COMB8 -,27.03 19.05 0.18 2.114 1 C9 CB COMB7 -55.25 3.26 14.86 3.379 1 C10 CA COMB7 -20.50 4.81 12.07 3.025 1 C12 CE COMB5 102.54 0.61 2.21 1.464 1 C14 CE COMB5 98.02 0.02 2.14 1.403 1 C15 CA COMB7 -15.93 5.20 13.36 3.256 1 C16 CB COMB7 -49.32 3.49 13.68 3.022

la siguiente tabla muestra la combinación para la que sucede la falla. En

este edificio las columnas presentarían falla frágil y dúctil.

* (+)Fuerza de compresión (-) Fuerza de tracción

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de Jngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 90

·uNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capftulo 6: Evaluación Estructural

-Para evitar que estas columnas fallen, se propuso reforzar y rigidizar la

estructura en ambas direcciones de la siguiente manera:

0-

Agregando placas de o.-30m de espesor en los ejes 2 y·?. La placa del

eje tendría que empezar desde el sótano.

Agregando placas en el éje A entre los ejes 1-2 y 7 ..:a. -estas placas

reemplazarían a los parapetos de albañilería que actualmente se

encuentra en esa posición. ·La placa se desarrollaría en ·toda ·1a altura

del paño.

Reforzando las columnas circulares del eje B. ·La sección aumentaría

de 0. 30m a 0.50 de diámetro y se agregarían 6 fierros de%" a todo el

rededor.

C17 8 1 C18 832 C19 833 C20 834 C21 835 C22 836 C23 837 C24

'"' C!i "' "' .... "' "' "' "' "' "' "' "' m m m m m m m

eg 8 6 e10 817 e11 816 'e12 819 'e13 820 "e14 821 e1s 822 e16

'

"' "' o ~ "' M ....

m m ¡¡; ái ¡¡; ái ¡¡;

0- e1 i!l e2 B2 e 3 83 C4 84 es 85 e 6 136 C7 87 ce


0.00 a.8 o_!f! ••• -Fig.-6.23: Verificación-de-eolumnas del edificio G2, primer nivel.

Sistema Reforzado y rigidizado.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de fos Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de fa Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas

_J

91

-uNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil Capitulo 6: Evaluación Estructural

Esfuerzos en la albañilería


de la norma E-070.

Muro de 0.25m.

Muro de 0. 15m.

·Fig. ·s:24: ·Edificio G2, Vista de los muros incluidos en el modelo matemático.

Los muros de cada piso y cada eje·fueron modelados como elemento "piers" en

el programa ETABS.

·según el artículo t3. 7 la resistencia por corte de la albañilería se calcula de la

. siguiente manera:

V'' < íi' m-Vi m V~ = ..JSO = 7.07kg 1 cm 2 = 70.7t 1m2

·En el cuadro siguiente se muestran los resultados del análisis y·Ja comparación



Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho Vi/legas 92

UNIVERSIDAD NACIOr.. Facultad de Ingeniarla Civil

Resultados para el sismo en X:

Story Pier Load L(m) t (m)

STORY4 B-4 sx 28,0 0,40 STORY4 A-4 sx 28,0 0,40 STORY4 8-4 sx 8,0 0,15 STORY4 5-4 sx 8,0 0,40 STORY4 2-4 sx 8,0 0,40 STORY4 1-4 sx 8,0 0,40 STORY3 B-3 sx 20,0 0,40 STORY3 A-3 sx 20,0 0,40 STORY3 7-3 sx 8,0 0,25 STORY3 6-3 sx 8,0 0,25 STORY3 3-3 SX 8,0 0,40 STORY3 2-3 sx 8,0 0,40 STORY2 B-2 sx 8,0 0,40 STORY2 A-2 sx 8,0 0,40 STORY2 7-2 sx 8,0 0,40 STORY2 2-2 sx 8,0 0,40 STORY1 X2-1 sx 8,0 0,40


Sismo severo Sismo moderado Vm (t.) control de comparación p V severo. p V moderado Resistencia fisuración Vsevero<=Vm al corte Vmod.<=0.55Vm

1,88 78,62 0,94 39,31 395,49 conforme conforme 0,2 28,56 0,10 14,28 395,87 conforme conforme

0,78 6,96 0,39 3,48 42,24 conforme no conforme 0,08 2,23 0,04 1,12 113,10 conforme conforme 3,96 8,14 1,98 4,07 112,21 conforme conforme 1,85 3,92 0,93 1,96 112,69 conforme conforme

14,65 184,93 7,33 92,47 279,43 conforme conforme 0,33 89,9 0,17 44,95 282,72 conforme conforme 3,7 20,24 1,85 10,12 69,85 conforme conforme 1,38 5,15 0,69 2,58 70,38 conforme conforme 0,73 3,83 0,37 1,92 112,95 conforme conforme 1,28 16,37 0,64 8,19 112,83 conforme conforme

10,44 140,65 5,22 70,33 110,72 no conforme no conforme 0,37 52,83 0,19 26,42 113,03 conforme conforme 27,8 20,62 13,90 10,31 106,73 conforme conforme 6,46 15,98 3,23 7,99 111,63 conforme conforme 10,61 2,42 5,31 1,21 110,68 conforme conforme

En este caso vemos que solo los muros del eje 8 del segundo piso no pasan el control de fisuraciones de la norma E-070 para el

sismo en X. Por otro lado se observa sorprende que todos los muros exceptuando el del eje 8- piso 4 tengan una capacidad al

corte mayor que la que demanda que provocaría el sismo severo en X. Esto se debe a que se los muros de concreto armado del

sótano han tomado la mayor cantidad de fuerza cortante del edificio.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierra Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 93

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Fa~ultad de lngenierla Civil · Capitulo 6: Evaluación Estructural

Resultados para el sismo en Y_: Cuadro 6.19: Verificación de esfuerzos en la albañilería eje Y. Edificio G2.

Sismo severo Sismo mpderado Vm (t.) control de comparación

Story Pier Load L (m) t (m) p V severo. p V moderado Resistenci~ fisuración al corte Vmot;t.<=0.55Vm Vsevero<=Vm

STORY4 8-4 SY 2810 0,40 6124 3,65 3,12 1,83 394,48 conforme conforme STORY~ A-4 SY 2810 0,40 2136 10,72 1,18 5,36 395,38 conforme conforme STORY~ 8-4 SY 8,0 0,15 0,97 33,42 0,49 16,71 42120 conforme conforme STORY~ 5-4 SY 8,0 0,4Q 1108 23186 0154 11193 112187 conforme conforme STORY~ 2-4 SY 810 0140 3,42 14,23 1171 7112 112,33 conforme conforme STORY~ 1-4 SY 810 0140 1,28 30132 0164 15116 112183 conforme conforme STORY~ 8-3 SY 2010 040 J • 20141 10,71 10,21 5136 278,11 conforme conforme STORY~ A-3 SY 2010 0149 71~3 . 15123 3177 7,62 281107 conforme conforme STORY~ 7-3 SY 810 0,25 41~5 63,62 2,33 31181 69163 conforme conforme STORY~ 6-3 SY 810 0149 21~5 51159 1,48 25,80 112,44 conforme conforme STORY~ 3-3 SY 8,0 040 1 . 31~9 59178 1,65 29,89 112136 conforme conforme STORY~ 2-3 SY 810 040 1 . 91Q8 65,7 4,54 32,85 111,03 conforme conforme STORYg B-2 SY 810 040 1 . 211g6 6176 10163 3138 108,23 conforme conforme STORYg A-2 SY 810 0140 12119 4117 6110 2109 110132 conforme conforme STORYg 7-2 SY 810 011~ 41~4 123190 2147 61195 41,28 no conforme no conforme STORYg 2-2 SY 810 0140 9,Q3 139135 4,52 69168 111,04 no conforme no conforme STORY1 X2-1 SY 810 0140 6191 3195 3,46 1198 111,53 conforme conforme

Sqlo los muros del piso 2 del eje 7 y 2 (paralelos al eje global Y) no pasan el cqntrol de fisuraciones de la norma para el sismo en

esa mism~ dirección.

Vulnerabilidad Wsmica Estructural de lo~ Edificios Pr(ncipales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Auqry Victoria Qamacho Viflegas 94

. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capftulo 6: Evaluación Estructural

6.10 EVALUACION DEL EDIFICIO"G3

Modelo

Esta estructura cuenta con un semisótano que se desarrolla a lo largo del

edificio. "El sistema resistente a acciones sísmicas se ha considerado como

albañilería confinada en ambos sentidos. Al igual que el edificio G2, en el

modelo, se han incluido lodos ·tos muros como elementos "Shell" excepto Jos

parapetos del eje C en los tres niveles que son de concreto armado y no se

encuentran adosados a las columnas por ·1o que han sido considerados como

carga muerta repartida de 0.24t-m sobre vigas.

"El primer nivel es de ·3.55m de altura y 3.2m para el resto.

Fig. 6.25: ·Modelo matemático del edifiCio G3

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de tos Edificios Principales de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Víllegas 95

UNIVFERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capitulo 6: Evaluación Estructural

Modos de vibración

Los resultados del análisis se comparan con los obtenidos en los ensayos de

microtrepidaciones para validar los modelos. "La cercanía de los valores del

microtremor con los valores calculados hace que se considera aceptable el

modelo.


-Masa colaborante "(o/o del total) Modo Período ux (o/o} UY(%} RZ (%} Microtremor

1 0.23 8.64 44.40 39.04 0,19 2 0.18 63.75 23.38 1.20 0;1-s 3 0.15 15.15 23.97 51.73 4 0.08 4.64 1.70 1.38 5 0.07 ·3:66 3.58 0.15 6 0.06 0.15 1.50 4.98 7 0.05 0.80 0.58 0.25 ·a 0:04 "1.18 ·o.17 0.02 9 0.03 0.05 0.19 0.36 10 0.01 0.00 0.05 0.17 ·n ·o:o1 ·o:oo ·o:oo ·o:1a 12 0.01 0.00 0.28 0.01 13 0.01 0.00 0.00 0.00

total 98.00 99:82 99:46

Como se observa, en el modelo, el primer modo toma un porcentaje de

participación de masa de 44.4% y es esencialmente en la dirección Y dando un

período de 0.23s. el cual es mayor que el resultado obtenido de los ensayos.

Esto puedes ser resultado, como se ha comentado antes, de la cercanía del

edificio G2, lo cual puede haber afectado las mediciones de campo en este eje,

pudiendo dar la idea de una estructura más rígida en esta dirección. En la otra

dirección vemos que los valores son más cercanos. En _general, se considera

que este modelo es representativo.




T =0.23 seg.



T=0.18 seg.

Fig. 6.27: Modo de vibración en el eje X- Edifico G3







X y X y X(%} y(%}

1 40.24 15.61 5.67 11.69 7.50 12.3 5.7 2 38.39 15.76 5.70 11.37 7.71 13.7 6.3 3 26.63 16.05 5.67 12.53 8.08 11.0 7.5

Masa total 150,25 t-seg2/m. Peso total 1031,45 t.

En este caso, al ser el valor de R menor al 20%, se considera que esta

estructura no tendrá problemas de torsión


. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil Capftulo 6: Evaluación Estructural

Cálculo del Espectro de ·pseudo-Aceleraciones.


E030 .

. 1

z .l

u S 9 1

R

1 .0.4 1;5 1 9.8 2,25 .Sistema-Albañilería Edificio lrre ular

-ESPECTRO DE RESPUESTA DE PSEUDOACELERACIONES Sistema: Albañileria confinada

7

6

5 C'i .!!! 4 E -;3 U)

2

1

o o 2 3 4

Período (s)

Fig. 6.28: ·espectro de respuesta para anibas direcCiones X e·v. -Edificio G3

Fuerzas ·Globales


"fuerzas estáticas equivalentes en ambas direcciones, y comparandolos en


·tiene:

Cuadro 6.22: Fuerzas globales. Edificio G3.

EJE

X ·y

·v(t) Dinámico

384.57 "324.3

"V(t) Estático 515.73 of5.73

Porcentaje

74.57 62."88

Se obtuvieron cortantes en ·la ·base en ·las direcCiones X e ·y menores que el "8"0%

del cortante obtenido con las fórmulas de análisis estático. ·

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 98

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil Capítulo 6: Evaluación Estructural


Antes de escalar los resultados obtenidos, se tomó nota de las distorsiones y los

desplazamientos máximos en cada nivel. Estos valores fueron determinados

multiplicando los resultados obtenidos en el programa de análisis por O. 75 R,

conforme se especifica en la norma vigente.

Cuadro 6.23: Desplazamientos y distorsiones en X. Edificio G3.

SISMO DIRECCIÓN X

NIVEL desplazamientos desplazamientos distorsiones

3

2

(m)

3 0.0049

2 0.0034

1 0.0018

distorsiones (m) X 0.75R

0.00053 0.0221

0.00076 0.0153 0.00073 0.0081


x0.75R

0.0012

0.0034

0.0033

4.--------------------------------------------------------,

3 0.0221

2

0~~------~-----------r----------~----------~--------~ 0.0000 0.0050 0.0100 0.0150 0.0200 0.0250

Fig. 6.29: Desplazamientos máximos en X. Edificio G3.

DISTORSIONES MÁXIMAS SISMO DIRECCION X

-+-1/1 000 Agrietamiento no visible en la albañilería

-11-1/BOOAgrietamiento no visible en muros

-to-1/600 agrietamiento medio

--*"'1/400 visible daño en la arquitectura y en muros reforzados (falla)

--J{-0.005 max. distorsión NTE030-2003

___._._ 1/100 no funcionan adecuadamente las puertas, ventanas y ascensores ~~

O ~ e~. ~--~~~~-+--~--~~ -+-0.007 max. distorsión NTE030- 2003

o N g ci

N V o o ci

;¡!; o q o

lO o -+-distorsión calculada o ci


Fig. 6.30: Distorsiones máximas en X. Edificio G3.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de fngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 99


Cuadro 6.24: Desplazamientos y distorsiones en Y. Edificio G3.

SISMO DIRECCIÓN Y

NIVEL desplazamientos desplazamientos distorsiones distorsiones (m) (m) X 0.75R x0.75R

3 0.0092 0.0011 0.0414 0.0025

2 0.0077 0.0020 0.0347 0.0045

1 0.0039 0.0019 0.0176 0.0042


4~-----------------------------------------------------------.

3 0.0414

2

0~~------~--------,---------~--------~--------~--------~ 0.0000 0.0084 0.0168 0.0252 0.0336 0.0420 0.0504

3

2

o o T""

o q o


DISTORSIONES MÁXIMAS SISMO DIRECCION Y

N C') ...,. 10 <O ,..... 00 O) o o o o o o o o q o o o q o o o o ci ci ci o ci ci ci

T"" T""

o T""

ci o ci

-+-1/1000Agtietamientono visible en la albañilería

-e- 1/800 Agrietamiento no visible en muros

--t:-- 1/600 agrietamiento medio

-- 11400 visible daño en la arquitectura y en muros reforzados (falla)

""*- 0.005 max. distorsión NTE030-2003

__._ 11100 no funcionan adecuadamente las puertas, ventanas y ascensores

-+- 0.007 max. distorsión NTE030- 2003

-distorsión calculada

Fig. 6.32: Distorsiones máximas en Y. Edificio G3.

En ambas direcciones no se excede el límite dado por la Norma.

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de ln(Jenierla Civil de la Universidad Nacional de Ingeniería Audry Victoria Camacho Vil/egas 100


Verificación del Refuerzo en Vigas

Capitulo 6: Evaluación Estroctural

Se tomó 2.5 cm. de recubrimiento en todas las vigas del tercer nivel y 4cm en las

demás vigas. En esta sección se verifican los momentos al centro de la luz libre

de las vigas principales del edificio y en el cuadro se muestran solo los

resultados de las vigas más cargadas con la demanda más desfavorable.

Cuadro 6.25: verificación del refuerzo en vigas. Edificio G3.

b h L d fe fy # PISO (cm) (cm) (cm) (cm) (kg/cm2) (kg/cm2) fierros ,!ji( cm) p pb

tensión 1 30 70 800 65,95 175 2800 4 1,90 0,0057 0,0307 2 30 70 800 65,95 175 2800 4 1,90 0,0057 0,0307 3 30 70 800 65,80 210 4200 6 1,60 0,0061 0,0368

cuantia control de relación capacidad Demanda

tipo de falla


ratio cuantia PISO máxima mínima deflexiones b/h>= ~M u M3-3 (demanda/

O.Spb h>=U16 0.3 (t-m2) (t-m2) capacidad) 1 conforme conforme conforme conforme 17,66 15.48 2 conforme conforme conforme conforme 17,66 16.42 3 conforme conforme conforme conforme 27,93 16.46



Verificación del refuerzo en columnas


combinaciones de carga. La gráfica siguiente presenta en rojo aquellos

elementos en donde "r" (capacity ratio) es mayor a 1, en otras palabras, se

presentan las columnas cuya capacidad es menor que la demanda propuesta

por la norma.

Vulnerabilidad Sfsmica Estroctural de los Edificios Principales de la Facultad de tngenierla Civil de la Universidad Nacional de Ingeniarla Audry Victoria Camacho Vi/legas 101

0.88 0.93 0.59

UNIVERSIDAD NACIONAL DE. INGE.NIE.RIA Facultad de lngenierfa Civil Capitulo 6: Evaluación Estructural


C24 t«O C25 11-<1 C2BII-<2

C21 1137 cnll:lll cza H-39 C19113S C20 1136 ¡:: M

.... ¡!¡ "' g ;;; M ., .. "' "' ..

N .. "' "' "' .. "'

C27

C10 [116 Có\ 019 C\2 020 ca 'D21 C14 022 ClS 023 C16 024 CH 025 C16

e ~ n .. o !: ¡;; ¡;; fii ¡¡; ¡¡; ¡¡; "' ,... ¡¡;

0--- e• n1 C2 n2 C3 [13 C4 [14 es [15 C6 !lt C7 n1 ce nt C9


C24 1140 C25 1><1 cze1142 e C21 1137 cnii~S C23 1139

~·1gH'3-5 C20 1136 N M .. "' "'

o "' "' "' .... "' "' N N N @ "' "' "' .. "' 01 "'

27

C10 B18 c-.~ 019 C12 020 Cll 021 cu 022 C15 023 C\t 024 C17 025 e 16

" "' F .. "' "' ~ ¡¡¡ ¡;; ¡¡¡ ¡;¡ ¡;¡ ¡;¡

0- Cl lll C2 !l2 C3 [)3 C4 B4 es llS C6 !l6 C7 lll ce [)6 e




Edificio G3

Vulnerabilidad Stsmica Estructural de tos Edificios Principales de la Facultad de tngenierfa Civil de la Universidad Nacional de tngenierla Audry Victoria Camacho Vi/legas 102


Como se aprecia casi todas las columnas del piso 1 tienen deficiente dimensión

y refuerzo. En la siguiente tabla, se muestran los resultados.

Cuadro 6.26: verificación del refuerzo en columnas. Edificio G3.

Sección Fuerza M2~Mx M3~My Capacity Piso Columna Falla en Axial* tipo P(t.} t~m t~m Ratio

1 C1 CB COMB8 -55.71 20.67 1.63 2.774 1 C4 CB COMB8 -22.76 14.77 1.11 1.685 1 C7 CB COMB8 -68.70 31.71 1.12 3.878 1 ca CB COMB6 48.96 18.87 0.94 1.403 1 C9 CB COMB8 34.96 18.73 1.09 1.588 1 C10 CB COMB8 -46.08 22.14 2.79 2.636 1 C11 ce COMB5 36.18 8.40 8.05 1.334 1 C12 ce COMB7 28.03 6.34 9.59 1.349 1 C13 ce COMB5 29.65 11.54 9.02 1.436 1 C14 ce COMB5 45.91 7.72 8.26 1.305 1 C15 ce COMB7 26.26 7.23 9.71 1.39 1 C16 ce COMB8 -36.33 33.36 4.94 2.765 1 C17 ce COMB6 49.95 20.51 4.17 1.502 1 C18 CB COMB8 -5.17 21.82 4.30 2.005 1 C27 CD COMB6 6.87 3.61 0.62 1.185

* (+)Fuerza de compresión (-) Fuerza de tracción

Se sugiere reemplazar el muro de albañilería del eje 1 y 7 en el primer nivel, por

placas de concreto de 0.25m. A continuación se muestra el gráfico con la

verificación de las columnas por flexocompresión y corte en el sistema rigidizado.

e u~ e35 C20 636 C2t 937 CZ? 938

~ ~ ¡1¡ ~

"' .. CIO "'" Cll ••• C120<V C13""'

~ o

~ ;¡; ;¡;

Cl o· .C2 •• C3 •• "" ... Relación capacidad/demanda:

1 - o. {JO

C23 939 C24 640 C25 k141

N

2 @ ¡¡¡

C14 "" C15 D<O Cl6 Sto

.., ~ n ;¡; ;¡; ¡.¡

C5 "" C6 ou Cl "'

O.ft

C26 Bli?..

" ¡;¡

Ci7 !:'J:a

"' ;¡;

ca ••

C21

... "'

C9

tll


Sistema Rigidizado.

Vulnerabilidad Sísmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho Vi/legas

J

103

UNIVERSIDAD NACIONAL DE /NGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capitulo 6: Evaluación Estructural



de la norma E-070.

Muro de 0.40m

Muro de 0.25m.

Muro de 0. 15m.


Los muros de cada piso y cada eje fueron modelados como elemento "piers" en

el programa ETABS.


siguiente manera:

v; =.J50 =1.01kg/cm2 =10.7tlm 2



moderados según especifica la. norma.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 104



Sismo severo Sismo moderado

Vm (t.) control de Story Pier Load L (m) t (m) p V severo. p V moderado Resistencia fisuración

al corte Vmod.<=O.SSVm

STORY1 2-1 sx .10,64 0,25 6,79 1,85 3,395 0,925 92,4693 conforme STORY1 3-1 sx 8 0,25 1,22 2,87 0,61 1,44 70,42 conforme STORY1 7-1 sx 8 0,25 4,94 5,84 2,47 2,92 69,5638 conforme STORY1 8-1 sx 32 0,25 21,43 13 10,715 6,5 277,8711 conforme STORY2 1-2 sx 8 0,4 11.4 49,68 5,7 24,84 110,498 conforme STORY2 4-2 sx 8 0,25 4,11 29,89 2,055 14,945 69,7547 conforme STORY2 7-2 sx 8 0,25 9,95 51,76 4,975 25,88 68,4115 conforme STORY2 A-2 sx 32 0,25 7,46 42,12 3,73 21,06 281,0842 conforme STORY2 8-2 sx 32 0,25 19,93 177,09 9,965 88,545. 278,2161 conforme STORY3 1-3 SX 8 . 0,4 7 40,95 3,5 20,475 111,51 conforme STORY3 4-3 sx 8 0,25 2,28 25,38 1,14 12,69 70,1756 conforme STORY3 7-3 sx 8 0,25 6,25 41,15 3,125 20,575 69,2625 conforme STORY3 A-3 sx 32 0,25 4,29 40,23 2,145 20,115 281,8133 conforme STORY3 8-3 sx 32 0,25 12,6 148,27 6,30 74,14 279,90 conforme STORY4 1-4 sx 8 0,4 2,97 23,14 1,49 11,57 112,44 conforme STORY4 5-4 sx 8 0,15 0,75 8,55 . 0,375 4,275 42,2475 conforme STORY4 7-4 sx 8 0,15 2,1 5,4 1,05 2,7 41,937 conforme STORY4 9-4 sx 8 0,15 0,78 14,83 0,39 7,415 42,2406 conforme STORY4 A-4 sx 32 0,15 0,76 23,4 0,38 11,70 169,51 conforme STORY4 8-4 sx 32 0,15 7,36 73,56 3,68 36,78 167,9872 conforme

Todos los muros pasan el control de fisuraciones de la norma para el sismo en la dirección X misma dirección.

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho Villegas 105

comparación Vsevero<=Vm

conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme


Resultados para el sismo en Y:

Story Pier Load L (m) t (m)

STORY1 2-1 SY 10,64 0,25 STORY1 3-1 SY 8 0,25 STORY1 7-1 SY 8 0,25 STORY1 B-1 SY 32 0,25 STORY2 1-2 SY 8 0,4 STORY2 4-2 SY 8 0,25 STORY2 7-2 SY 8 0,25 STORY2 A-2 SY 32 0,25 STORY2 B-2 SY 32 0,25 STORY3 1-3 SY 8 0,4 STORY3 4-3 SY 8 0,25 STORY3 7-3 SY 8 0,25 STORY3 A-3 SY 32 0,25 STORY3 B-3 SY 32 0,25 STORY4 1-4 SY 8 0,4 STORY4 5-4 SY 8 0,15 STORY4 7-4 SY 8 0,15 STORY4 9-4 SY 8 0,15 STORY4 A-4 SY 32 0,15 STORY4 B-4 SY 32 0,15



Sismo severo Sismo moderado Vm (t.) control de comparación p V severo. p V moderado Resistencia fisuración al corte Vmod.<=0.55Vm

Vsevero<=Vm

4,71 4,27 2,355 2,135 92,9477 conforme conforme 1,45 6,93 0,73 3,47 70,37 conforme conforme 3,76 13,52 1,88 6,76 69,8352 conforme conforme

57,45 9,13 28,725 4,565 269,5865 conforme conforme 14,74 83,58 7,37 41,79 109,7298 conforme conforme 8,23 56,76 4,115 28,38 68,8071 conforme conforme

18,37 126,35 9,185 63,175 66,4749 no conforme no conforme 14,75 58,87 7,375 29,435 279,4075 conforme conforme 49,5 117,63 24,75 58,815 271,415 conforme conforme


12,03 101,29 6,015 50,645 67,9331 no conforme no conforme 8,37 50,24 4,185 25,12 280,8749 conforme conforme

29,76 98,09 14,88 49,045 275,9552 conforme conforme 5,47 33,87 2,735 16,935 111,8619 conforme confoll"(le 0,86 17,65 0,43 8,825 42,2222 conforme conforme 4,34 11,04 2,17 5,52 41,42 conforme conforme 1,94 35,66 0,97 17,83 41,97 conforme conforme


Solo los muros del piso 2 y 3 del eje 7 (paralelos al eje global Y) no pasan el control de fisuraciones de la norma para el sismo en

esa misma dirección.

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenlerla Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho Vi/legas 106

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capítulo 6: Evaluación Estructural


Modelo El edificio G4 consta de cuatro niveles, el primer nivel tiene una altura de 3.55m

y el resto de niveles se consideraron de 3.2m. En el segundo nivel funcionan las

oficinas del Departamento de Hidráulica e Hidrología y una pequeña biblioteca

entre los ejes 2, 3 y 4; en el tercer nivel funciona la biblioteca y la sala de lectura

y en el cuarto nivel la sala de estudio, por lo que se consideraron sobrecargas de

0.75t/m2 en las bibliotecas, 0.3 t/m2 en la sala de lectura y de estudio, 0.25 t/m2

en las áreas de oficinas y 0.4t/m2 en los corredores.

En todos los elementos estructurales (vigas, columnas y losas) se consideró el

concreto con f c=21 00t/m2 y el acero de fy=28000t/m2 excepto en los elementos

del último nivel, pues como ya se explicó, fueron construidos posteriormente con

acero de fy=42000t/m2• Todos los muros del edificio se consideraron de 0.25m

de espesor y las losas de 0.20m.

Fig. 6.36: Modelo matemático del edificio G4

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de lngenierra Audry Victoria Camacho Villegas 107


Modos de vibración

Estos resultados se comparan con los obtenidos en los ensayos de

microtrepidaciones para validar los modelos. La cercanía de los valores del

microtremor con los valores calculados hace que se considere aceptable el

modelo.


Masa colaborante (% del total) Modo Periodo UX{%} UY{%} RZ {%} Microtremor

1 0.33 7.66 52.26 32.39 0.25 2 0.32 15.62 32.72 43.25 3 0.24 69.35 0.15 22.31 0.23 4 0.16 0.03 12.58 0.05 5 0.10 6.61 0.02 0.15 6 0.09 0.03 1.54 0.00 7 0.09 0.38 0.08 1.74 8 0.05 0.00 0.64 0.00 9 0.05 0.18 0.00 0.01 10 0.04 0.00 0.00 0.06 11 0.04 0.13 0.00 0.01 12 0.03 0.01 0.00 0.02

total 100 100 100

El primer modo toma un porcentaje de participación de masa de 52% y es

esencialmente en la dirección Y, el segundo modo vemos es rotacional y el

tercer modo es representativo del eje X. Como se observa en el cuadro los

períodos obtenidos con el modelo matemático tienen un valor cercano al

obtenido con los ensayos de microtrepidaciones. Por tanto, el modelo

matemático se considera calibrado.


T =0.33 seg.

Fig. 6.37: Modo de vibración en el eje Y. Edifico G4

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngen/erla Audry Victoria Camacho Vi/legas 108

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capftu/o 6: Evafuación Estructural

Modo 2, rotacional en Z

T=0.32 seg.

Fig. 6.38: Modo de vibración alrededor de Z. Edifico G4

Modo 31 traslación en X

T=0.24 seg.

Fig. 6.39: Modo de vibración en el eje X. Edifico G4






Masa Centro de masa Centro de rigidez R

Piso X y X y X{%1 Y{%1

1 40.08 5.92 14.17 6.19 16.26 0.8 6.5 2 45.69 5.77 14.18 6.25 16.19 1.5 6.3 3 35.87 5.87 13.51 6.29 15.91 1.3 7.5 4 24.65 5.91 13.79 6.37 15.54 1.4 5.5



estructura no tendrá problemas de torsión

Vulnerabilidad Sísmica Estructural de /os Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 109




E030.

z 0.4

3

2.5 ..... ~ 2 E 1.5 u -ca 1 U)

0.5

o o

u S 1.5 1

9 9.8

R 6 Sistema Pórticos

Edificio Irregular

ESPECTRO DE RESPUESTA DE PSEUDOACELERACIONES

Sistema: Porticos de Concreto Armado, Irregular R=6

0.5 1 1.5 2 2.5 3

Período (s)

3.5

Fig. 6.40: Espectro de respuesta para ambas direcciones X e Y. Edifico G4.

Fuerzas Globales




tiene:

Cuadro 6.31: Fuerzas globales de la estructura. Edificio G4.

EJE

X y

V(t) Dinámico

294.92 301.21

V(t) Estático 358.40 358.40

Porcentaje

82.29 84.04

Se obtuvieron cortantes en la base en las direcciones X e Y menores que el 90%


Vulnerabilidad Sísmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 110

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniarla Civil Capitulo 6: Evaluación Estructural






SISMO DIRECCIÓN X

NIVEL desplazamientos desplazamientos distorsiones distorsiones (m) (m) x0.75R x0.75R

4 0.0107

3 0.0097

2 0.0088

1 0.008

0.00052 0.00053 0.00035 0.00225


0.0482

0.0437 0.0396 0.0360

5~-----------------------------------------------------.

4

3

2

0~~~=-~------~------r-----~r-----~r-----~

o

4

3

2

o o

0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06

Fig. 6.41: Desplazamientos máximos en X. Edifico G4.

DISTORSIONES DE ENTREPISO SISMO DIRECCION X

..... N M "<1' N "<1' c.o ()()

o o o o LO o

--+-111000 Agrietamiento no isible en la albañilería

.......... 11800 Agrietamiento no loisible en muros

-tr-11600 agrietamiento medio

"'*" 11400 loisible daño en la arqunectura y en muros reforzados (falla)

--0:005 max. distorsión NTEQ3(}.2003

--11100 no funcionan adecuadamente las puertas, ~.entanas y ascensores

-+-0.007 max. distorsión NTE030- 2003

c.o ...,_distorsión calculada N .... o

0.0023 0.0024 0.0016 0.0101

C! C! C! o o o

C! o

C! o °Fuente: CISMID Dr. Carlos Zavala.

Fig. 6.42: Distorsiones máximas en X. Edifico G4.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructura( de /os Edificios Principales de fa Facultad de Ingeniarla Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 111



NIVEL

4

3

2

1

SISMO DIRECCIÓN Y

desplazamientos distorsiones desplazamientos (m)

0.0157

0.0132

0.0109

0.0092

0.0008

0.0007

0.0005

0.0026


(m) x0.75R

0.0707

0.0594

0.0491

0.0414

distorsiones X 0.75R

0.0036

0.0032

0.0025

0.0116

5.---------------------------------------------------------~

4 0.07 7

3

2

o~~~h-----~----~----~----~------~----~----~--~ o 0.0084 0.0168 0.0252 0.0336 0.042 0.0504 0.0588 0.0672 0.0756

4

3

2

1

o o

Fig. 6.43: Desplazamientos máximos en Y. Edifico G4.

..-C\1


C\1 (") ~ l() ~ (O <X) o

(O C\1

--111000 Agrietamiento no isible en la albañilería

-a.-1/800 Agrietamiento no \Asible en muros

--tr-11600 agrietamiento medio

--1/400 lñsible daño en la arquitectura y en muros refOrzados {falla)


--11100 no funcionan adecuadamente las puertas, ~entanas y ascensores

-1-0.00? max. distorsión NTE030- 2003

...,_distorsión calculada

o o o o ..-o o o o o c::i c::i c::i c::i c::i

..-:; Fuente: CISMID Dr. Carlos Zavala.

Fig. 6.44: Distorsiones máximas en Y. Edifico G4.

En ambas direcciones se excede el límite de O. 7% permitido para estructuras de

concreto en el primer nivel de la edificación, esto se debe a que el edificio

presenta irregularidad del tipo piso blando.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de Ingeniería Audry Victoria Camacho Vi/legas

112



Capftufo 6: Evaluación Estructural

Se tomó 2.5 cm. de recubrimiento en todas las vigas del cuarto nivel y 4cm en

las demás vigas. En esta sección se verifican los momentos al centro de la luz

libre de las vigas principales del edificio y en el cuadro se muestran solo los

resultados de las vigas más cargadas con la demanda más desfavorable.


b h L d fe fy # cjl PISO (cm) (cm) (cm) (cm) (kg/cm2) (kg/cm2) fierros (cm) p pb

tensión

1 26 70 600 65.95 210 2800 3 1.90 0.0050 0.037 2 26 70 600 65.95 210 2800 3 1.90 0.0050 0.037 3 26 60 600 55.95 210 2800 3 1.90 0.0058 0.037 4 30 60 600 55.95 210 4200 3 1.90 0.0051 0.037

cuantia control de relación capacidad Demanda

tipo de falla

falla dúctil falla dúctil falla dúctil falla dúctil

ratio cuantía PISO máxima mínima deflexiones b/h>= cjiMu M3-3 (demanda/

O.Spb h>=U16 0.3 (t-m2) (t-m2) capacidad) 1 conforme conforme conforme conforme 13.39 14.64 1.09 2 conforme conforme conforme conforme 13.39 14.75 1.10 3 conforme conforme conforme conforme 11.25 9.39 0.83 4 conforme conforme conforme conforme 17.33 8.19 0.47

Los resultados muestran que la demanda para la viga del piso 1 y 2,

específicamente la viga del eje 3, excede en un 10% su capacidad. Esto solo

para la demanda del combo 4, el más desfavorable en este caso.

Vufnerabifídad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de Fa Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de Fngenierfa Audry Victoria Camacho Viflegas 113

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facuffad de lngenierfa Civil Capitulo 6: Evaluación Estructural


A continuación se presentan en rojo aquellas columnas cuya capacidad es

menor que la demanda propuesta por la norma.

y ~ ~ y ~ C? 0-- en A~n C:l> R:l7 C2'-' 0-- en R:lR CZ\ 937 C?4

1~ a--@ ~ ~ 0- C19 "" '"" 932 r~ 0- C19 831 e~ 932

~~ 23, 5 "· ~ ~ ¡;¡ ~ ~ @

0- C1l'i R2(l C17 B27 C1!!. 0- C1<! .,. C17 9" ·C1fl:

m ¡¡ 2 ~ ª ~

0- C1l "'' l~14. 922 C1!i 0- C1~ "" ""

R22 C1!i

m "' ~ .,

"' ~ ¡;¡ ¡¡; ~ ¡;¡

0-- .,. ¡"c11 917 0-- C1Cl ••• Cu R17 C12 C1Cl C12

~ . ~

M . "' " = "' '" " '" 0- C7

0- C? "" CB "" C!i

"" u "" C9

lli m o

;¡ g¡ o ¡;

" 0-c..t 0- r-4 •• e• "' e• •• C5 "' C6

~ ~ . 0-c1 0- C1 'HI C2 "' ca

'H1 C> "' C:l

(a) Columnas del edificio G4, primer y segundo nivel.

<? cp ? <? cp C? 0- en ""' en a:n C:t" 0-·cn ""' C:» R~7 C~.l

~ ~ "' ~ ~ . -25

0- C19 "" C20 B:12 :@ 0- C19 (1.~1 C:>O ~~2

~5 ~ il 8

¡¡ ~ §

0- CU'I "'" C17 ., CUl 0- C10 ••• C17 "" e~~

¡¡ ª ¡¡ ~

~ 2 O!

0- C1:1 r.u 015 0- C13 "" e,. B22 C15

., ., ¡¡ ¡¡¡ ¡¡ ¡¡¡ ¡¡ " 0- C1Cl .,. C11 "'' C12 0- CIO 910 C11 B17 -C12

~ . "' ;; ¡¡¡ ¡¡ " " ;;¡

0- C1 "" ca "'' CB 0-c, "" e• R12 co

~ j¡ o ;ll ~

o ¡¡ "

0-c4 •• C5 "' CD 0-· . C.4 •• "' "' co

~ ~ 0- C1 " C2 "' Cl 0-c1 ·ni "' "' e'

(b) Columnas del edificio G4, tercer y cuarto nivel.

Ratio capacidad/demanda:

In o.


Edificio G4.



La siguiente tabla muestra la combinación para la que sucede la falla. En este

edificio las columnas presentarían falla dúctil.


Sección Ubicación Fuerza M2-

Piso Columna Falla en Axial* Mx tipo según ejes

P{t.} t-m 1 C1 CP 1-A COMB8 82.6 -18.9 1 C2 ca 1-B COMBS 105.7 -1 1 C3 ca 1-C COMBS 60.7 -3.3 1 C4 CP 2-A COMB8 66.6 -20.2 1 es es 2-B COMB8 73.6 -9.4 1 C6 ca 2-C COMB6 86.7 8.2 1 C7 CP 3-A COMB8 42.7 -20.1 1 es CR 3-B COMB8 66.7 -31.5 1 C9 CP 3-C COMB8 48.8 -17.8 1 C10 CP 4-A COMB8 44.5 -20.3 1 C11 CR 4-B COMB8 31.2 -31.2 1 C12 CP 4-C COMB8 17.9 -17.9 1 C13 CP 5-A COMB8 20.0 -20.0 1 C14 CR 5-B COMB8 47.5 30.8 1 C15 CP 5-C COMB8 38.5 -18.0 1 C16 CP 6-A COMB8 42.6 20.3 1. C17 CR 6-B COMB8 62.7 30.6 1 C18 CP 6-C COMB8 42.8 18.0 1 C19 CP 7-A COMB8 47.9 -20.2 1 C20 CR 7-B COMB8 63.1 -31.6 1 C21 CP 7-C COMB8 45.2 -18.0 1 C22 CP 8-A COMB7 -13.2 5.4 1 C23 ca 8-B COMB6 90.9 7.7 1 C24 CP 8-C COMB7 78.4 6.7 2 C1 CT 1-A COMB8 55.3 11.1 2 C7 CT 3-A COMB6 29.6 -11.5 2 C10 CT 4-A COMB8 28.8 11.0 2 C13 CT 5-A COMB8 22.0 -11.4 2 C14 e u 5-B COMB8 33.5 13.0 2 C15 CT 5-C COMB8 29.2 -10.0 2 C16 CT 6-A COMB8 27.7 10.9 2 C19 CT 7-A COMB8 29.8 10.8 2 C20 e u 7-B COMB8 45.0 -12.0 2 C22 CT 8-A COMB8 41.4 11.4

* (+)Fuerza de compresión (-)Fuerza de tracción

'··

·.·.··

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de tos Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de tngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas

M3-M y t-m -8.5 -8.4 8.0 -6.7 -6.9 2.0 -4.6

-11.5 5.0 -2.8 -6.5 3.2 -0.8 2.8 -0.2 2.3 5.4 -1.2 -4.2

-10.7 -3.2 16.2 2.5 17.0 5.0 -2.9 2.3 -0.5 1.3 1.5 1.9 2.2 -2.5 -3.6

Capacity Ratio

2.2 1.4 1.4 2.1 1.8 1.3 2.0 3.1 1.7 2.0 3.0 1.7 2.0 3.1 1.7 2.0 3.0 1.7 2.0 3.3 1.7 2.2 1.2 2.0 1.3 1.5 1.2 1.3 1.4 1.1 1.2 1.2 1.3 1.3

115

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil -capitulo 6: Evaluación Estructural

Los resultados nos muestran que todas las columnas del primer piso estarían

afectadas y algunas del segundo nivel en su mayoría del eje A.

Se sugiere incluir placas de concreto armado de 0. 25m de espesor en:

Los ejes 1 y 8, entre los tramos A y B

Los ejes A y B entre los tramos 4 y 5.

A continuación se muestra la ubicación de estas. placas y la verificación de las

columnas por flexocompresión y corte en el sistema rigidizado.

= """ C23 837

" :q ., "' Ol

0- ·e19 831 C20 BJ2

2 m " B

e1G 826 en ~ e 18

s .. S a

e13 1121 C14 B~ e 15

~ "' '~ ¡¡;

0- CIO 916 1:11 ,g11 e 12

" .. ro ¡¡ ¡¡; ¡¡

e1 911 "'t:8 912

::l .. e .. ¡¡

0- C4 ea C4 97 CG

"'

-Cl .. , C2 92 0- C3

Relación capacidad/demanda: ,,

o. (JO _O:!![ 0::10 0.1! l. M


Sistema Rigidizado.

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de fa Universidad Nacional de Ingeniarla Audry Victoria Camacho Vi/legas 116

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil Capftulo 6: Evaluación Estructural



de la norma E-070.

Muro de 0.25m.

Muro de 0. 15m.



el programa ETABS.


siguiente manera:

V'' < 'f:' m-"!Jlm V~= .J50 = 1.01kg 1 cm2 = 70.7t 1m2




Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de Jos Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 117

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil Capftulo 6: Evafuación Estructurar

Resultados para el sismo en X: · Cuadro 6.36: Verificación de esfuerzos en la albañilería eje X. Edificio G4.


Story Pier Load L {m) t (m) p V severo. p

STORY4 1-48 sx 4.1 0.15 1.01 5.48 0.505 STORY4 1-4 sx 6 0.25 1.32 6.95 0.66 STORY4 A-4 sx 28 0.25 1.33 11.43 0.665 STORY4 B-4 sx 2 0.25 2.31 2.35 1.155 STORY4 C-4 sx 28 0.25 0.99 22.37 0.495 STORY4 2-4 sx 10 0.25 1.13 26.67 0.565 STORY4 8-4 sx 10 0.25 1.05 38.09 0.525 STORY3 1-38 sx 4.1 0.15 2 7.82 1.0 STORY3 1-3 sx 6 0.25 5.59 27.6 2.795 STORY3 A-3 sx 28 0.25 6.21 16.39 3.105 STORY3 X2.1-3 sx 1.45 0.25 0.9 4.57 0.45 STORY3 8-3 sx 3 0.25 2.2 6.46 1.1 STORY3 C-3 sx 28 0.25 3.62 25.01 1.81 STORY3 Y1.45-3 sx 3.9 0.25 0.33 12.27 0.165 STORY3 STORY3

.STORY3 STORY2 STORY2 STORY2 STORY2 STORY2 STORY2

2-3 sx 4 0.25 13.66 18.01' 6.83 4-3 sx 3 0.25 0.67 12.4 0.335 8-3 sx 10 0.25 6.95 79.6 3.475 1-2 SX 6 0.25 11.31 28.42 5.655

1-28 sx 4.1 0.15 3.19 7.79 1.595 A-2 sx 28 0.25 13.68 47.3 6.84 B-2 sx 20 0.25 12.84 12.68 6.42

X8.4-2 sx 17 0.25 22.56 8.41 11.28 C-2 sx 28 0.25 8.76 51.92 4.38

Vulnerabifidad Sfsmica Estructural de /os Edificios Principafes de fa Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas

V moderado

2.74 3.475 5.715 1.175

11.185 13.335 19.045

3.91 13.8

8.195 2.285 3.23

12.505 6.135 9.005 6.2 39.8 14.21 3.895 23.65 6.34

4.205 25.96

118

Vm (t.) control de Resistencia fiSuración . al corte Vmod.<=0.55Vm

21.97255 conforme 53.3286 conforme


247.6777 conforme 88.6349 conforme 88.6165 conforme



248.2826 conforme 34.54215 conforme 38.4918 conforme 26.6666 conforme 89.9735 conforme 55.6263 conforme

22.47395 conforme 250.5964 conforme 179.7032 conforme 155.4263 conforme 249.4648 conforme


conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme


Story Pier Load

STORY2 2-2 sx STORY2 3-2 SX STORY2 4-2 sx STORY2 5-2 sx STORY2 6-2 sx STORY2 7-2 sx STORY2 8-2 sx STORY1 X5.5-1 sx STORY1 5-1 sx STORY1 Y23.15-1 sx

L(m) t(m)

9.6 0.25 3 0.25 9 0.25 9 0.25

9.6 0.25 9.6 0.25 10 0.25

12.75 0.25 8 0.25

2.9 0.25


Sismo severo Sismo moderado Vm (t.) control de

comparación p V severo. p V moderado Resistencia fisuración al corte Vmod.<=0.55Vm Vsevero<=Vm

1.11 51.38 0.555 25.69 85.0953 conforme conforme 3.56 8.7 1.78 4.35 27.3313 conforme conforme 5.27 41.13 2.635 20.565 80.7496 conforme conforme 4.25 30.42 2.125 15.21 80.515 conforme conforme 5.97 53.23 2.985 26.615 86.2131 conforme conforme 7.53 61.62 3.765 30.81 86.5719 conforme conforme 1.41 54.22 0.705 27.11 88.6993 conforme conforme

47.69 13.6 23.845 6.8 123.646825 conforme conforme 2.95 144.9 1.475 72.45 71.3785 no conforme no conforme

60.82 48.04 30.41 24.02 39.61735 no conforme no conforme

En este caso observamos que la mayoría de los pasan el control de fisuraciones y la comparación de cortantes. Esto se debería a

que la mayoría de estos son de 0.25m de espesor.

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry v;ctoria Camacho Vi/legas 119


Resultados para el sismo en Y: Cuadro 6.37: Verificación de esfuerzos en la albañilería eje Y. Edificio G4.


Story Pier Load L (m) t (m) p V severo. p

STORY4 1-48 SY 4.1 0.15 1.21 2.92 0.605 STORY4 1-4 SY 6 0.25 5.16 2.87 2.58 STORY4 A-4 SY 28 0.25 1.14 98.65 0.57 STORY4 8-4 SY 2 0.25 11.91 13.59 5.955 STORY4 C-4 SY 28 0.25 0.25 87.31 0.125 STORY4 2-4 SY 10 0.25 2.69 5.48 1.345 STORY4 8-4 SY 10 0.25 2.01 3.57 1.005 STORY3 1-38 SY 4.1 0.15 2.27 3.69 1.135 STORY3 1-3 SY 6 0.25 17.67 9.28 8.835 STORY3 A-3 SY 28 0.25 0.92 117.83 0.46 STORY3 X2.1-3 SY 1.45 0.25 0.85 4.29 0.425 STORY3 8-3 SY 3 0.25 1.15 23.48 0.575 STORY3 C-3 SY 28 0.25 0.68 93.43 0.34 STORY3 Y1.45-3 SY 3.9 0.25 0.52 13.86 0.26 STORY3 2-3 SY 4 0.25 9.31 4.01 4.655 STORY3 4-3 SY 3 0.25 0.73 2.26 0.365 STORY3 8-3 SY 10 0.25 4.35 6.39 2.175 STORY2 1-2 SY 6 0.25 8.96 11.72 4.48 STORY2 1-28 SY 4.1 0.15 3.13 3.83 1.565 STORY2 A-2 SY 28 0.25 1.33 183.8 0.665 STORY2 B-2 SY 20 0.25 7.78 184.92 3.89 STORY2 X8.4-2 SY 17 0.25 13.54 86.05 6.77 STORY2 C-2 SY 28 0.25 2.75 152.76 1.375

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de Jngenlerfa Civil de la Universidad Nacional de Jngenierfa Audry Victoria Camacho VI/legas

V moderado

1.46 1.435

49.325 6.795

43.655 2.74 1.785 1.845 4.64

58.915 2.145 11.74

46.715 6.93

2.005 1.13

3.195 5.86 1.915 91.9

92.46 43.025 76.38

120

Vm (t.) control de Resistencia fisuración

al corte Vmod.<=0.55Vm 22.01855 conforme 54.2118 conforme





26.777 conforme 247.6064 conforme 34.58585 conforme 37.4913 conforme 26.6804 conforme 89.3755 conforme 55.0858 conforme

22.46015 conforme 247.7559 conforme 178.5394 conforme 153.3517 conforme 248.0825 conforme


conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme

no conforme conforme conforme

UNIVERSIDAD NACfONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenleña Civil

Story Pier Load

STORY2 2-2 SY STORY2 3-2 SY STORY2 4-2 SY STORY2 5-2 SY STORY2 6-2 SY STORY2 7-2 SY STORY2 8-2 SY STORY1 X5.5-1 SY STORY1 5-1 SY STORY1 Y23.15-1 SY

L (m) t (m)

9.6 0.25 3 0.25 9 0.25 9 0.25

9.6 0.25 9.6 0.25 10 0.25

12.75 0.25 8 0.25

2.9 0.25



V Vm (t.) control de comparación p V severo. p Resistencia fisuración moderado al corte Vmod.<=0.55Vm Vsevero<=Vm

3.02 19.64 1.51 9.82 85.5346 conforme conforme 2.03 2.68 1.015 1.34 26.9794 conforme conforme 3.57 8.2 1.785 4.1 80.3586 conforme conforme 2.1 1.95 1.05 0.975 80.0205 conforme conforme 1.76 5.87 0.88 2.935 85.2448 conforme conforme 3.19 12.47 1.595 6.235 85.5737 conforme conforme 5.97 17.06 2.985 8.53 89.7481 conforme conforme

83.94 67.37 41.97 33.685 131.984325 conforme conforme 0.82 15.51 0.41 7.755 70.8886 conforme conforme 67.5 20.97 33.75 10.485 41.15375 conforme conforme

Al igual que en el eje X, los muros en el eje Y tendrfan poco daño ante una demanda sísmica como propone la norma. Estos muros

también tienen un espesor de 0.25m excepto los parapetos cerca de la escalera en el eje 1 piso 2, 3 y 4.

Vulnerabilidad Slsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierla · Audry Victoria Camacho Vi/legas 121


6.12 EVALUACION DEL EDIFICIO GS

Modelo El modelo empleado para el análisis se construyó en base a los datos

mencionados en los capítulos anteriores. Adicionalmente, Este edificio cuenta

con placas de concreto armado de 0.25m de espesor en los ejes A, 8, C y 5.

La altura de entrepiso del primer nivel es de 3.55m y 3.20 en el resto de pisos,

los muros de todo el edificio son de 0.25m de espesor excepto los parapetos del

eje 1.

El modelo matemático consta de 194 nudos, 6048 elementos tipo "trame" y 4639

elementos tipo "shell".

Fig. 6.48: Modelo matemático para el análisis del Edificio GS



Modos de vibración

Aquí se muestran los períodos naturales, así como las masas efectivas en cada

dirección. Estos resultados se comparan con los obtenidos en los ensayos de

microtrepidaciones para validar los modelos. La cercanía de los valores del

microtremor con los valores calculados hace que se considera un modelo

aceptable.


Modo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

total

Período 0.25 0.24 0.19 0.13 0.09 0.07 0.06 0.04 0:04 0.03 0.03 0.03

Participación de masa (% del total) UX(%)

0.04 16.44 63.27 0.03 5.32 10.55 0.05 2.72 0.41 0.19 0.91 0.08

100.00

UY(%) 53.08. 0.95 0.05

29.25 0.00 0.31 12.49 0.06 0.01 3.53 0.22 0.06

100.00

RZ (%) 2.51 73.28 16.41 0.17 3.97 2.88 0.04 0.13 0.49 0.01 0.01 0.09

100.00

Microtremor 0.21

0.18

Como se observa en el cuadro los períodos obtenidos con el modelo matemático

tienen un valor cercano al obtenido con los ensayos de microtrepidaciones. Por

tanto, el modelo matemático se considera calibrado.


T =0.25 seg.

Fig. 6.49: Modo de vibración en el eje Y - Edifico G5

Vulnerabilidad Sfsmfca Estructuraf de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenlerra Audry Victoria Camacho Vi/legas 123

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civfl Capftulo 6: Evaluación Estructural

- __ )

Modo 2, rotación en Z

T=0.24 seg.

Fig. 6.50: Modo de vibración en el eje Z - Edifico G5


T=0.19 seg.

·i

Fig. 6.51: Modo de vibración en el eje X - Edifico G5






Centro de masa Centro de rigidez Piso Masa

X y X y

1 39.82 6.06 13.98 6.41 15.89 2 43.18 6.14 13.89 6.53 15.03 3 37.42 6.18 13.73 6.69 15.16 4 23.69 6.08 13.72 6.40 15.12


Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenlerfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas

X{%) 1.1 1.2 1.6 1.0

R Y{%}

6.0 3.6 4.5 4.4

124

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenlerfa Civil Capftulo 6: Evaluación Estructural


estructura no tendrá problemas de torsión .



E030.

l---oz:::._4-+----'1~:....5_+-____::.~--t----'99 ..... s_+--5~~.;;_5--ll Sistema dual

Edificio lrre ular

3

2.5

2

0.5

ESPECTRO DE RESPUESTA DE PSEUDOACELERACIONES Sistema: Dual Irregular R=5.25

Periodo (s)

0+-------~--------~-------,--------~

o 2 3 4

Fig. 6.52: Espectro de respuesta para ambas direcciones X e Y. Edifico GS.

Fuerzas Globales




tiene:

Cuadro 6.40: Fuerzas Globales. Edificio GS.

EJE

X y

V(t) Dinámico

210.37 191.61

V(t) Estático 302.62 302.62

Porcentaje

69.52 63.32

Se obtuvieron cortantes en la base en las direcciones X e Y menores que el 80%


Vulnerabilidad Sfsmica Estructura{ de fos Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de fa Universidad Nacionaf de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vilfegas 125



Antes de escalar los resultados obtenidos, se tomó nota de las distorsiones y los

desplazamientos máximos en cada nivel.

Cuadro 6.41: Desplazamientos y distorsiones eje X. Edificio G5.

NIVEL

4

3

2

1

SISMO DIRECCIÓN X

desplazamientos distorsiones

desplazamientos (m)

0.0044

0.0036

0.0025

0.0016

0.00034

0.00039

0.00038

0.00046


(m) X 0.75R

0.0231

0.0189

0.0131

0.0084

distorsiones x0.75R

0.0018

0.0020

0.0020

0.0024

5~-------------------------------------------------------.

4 0.02 1

3

2

O~E*~----~----------~--------~----------~--------~

o 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025

Fig. 6.53: Desplazamientos máximos en X. Edifico G5.

4 ., DISTORSIONES DE ENTREPISO

SISMO DIRECCION X

3 ~

o .... N o <=! o

(")

<O o C! o

..,. co o ~ o

lO o .... C!

-+-111000 Agrietamiento no isible en la albañilería

-e-1/800 Agrietamiento no lisible en muros

--c-11600 agrietamiento medio

--11400 lisible daño en la arquitectura y en muros reforzados (falla)

-liE-0.005 max. distorsión NTE030-2003

-+-1/100 no funcionan adecuadamente las puertas, wntanas y ascensores


..... distorsión calculada

o Fuente: CISMID Dr. Carlos Zavala.

Fig. 6.54: Distorsiones máximas en X. Edifico G5.



Cuadro 6.42: Desplazamientos y distorsiones eje Y. Edificio G5.

NIVEL

4

3 2 1

SISMO DIRECCIÓN Y

desplazamientos distorsiones desplazamientos (m)

0.006 0.0026

0.0015 0.0006

(m) x0.75R

0.0012 0.0315

0.0004 0.0137

0.0003 0.0079

0.0002 0.0032


distorsiones x0.75R

0.0061 0.0019

0.0015 0.0009

5~-------------------------------------------------------------,

o

4

3

2

o o

0.0084 0.0168 0.0252 0.0336

Fig. 6.55: Desplazamientos máximos en Y. Edifico G5.

.,.... N o ~ o


N C') '<1' '<1' co <X) o o o ~ ~ ~ o o o

LO o .,.... o o

--111000 Agrietamiento no isible en la albaflilería

--1/800 Agrietamiento no \isible en muros

-t:-1/600 agrietamiento medio

--*--1/400 \isible dano en la arquitectura y en muros reforzados (falla)

--lr0.005 max. distorsión NTE030-2003

-...11100 no funcionan adecuadamente las puertas, wntanas y ascensores


-t-distorsión calculada


Fig. 6.56: Distorsiones máximas en Y. Edifico G5.

En la dirección Y, nivel 4 se excede el límite de 0.5% permitido para estructuras

de albañilería.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de Jos Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de Ingeniería Audry Victoria Camacho Vi/legas 127



Capftulo 6: Evaluación Estructural

Se tomó 2.5 cm. de recubrimiento en todas las vigas del cuarto nivel y 4cm en

las demás vigas. En esta sección se verifican los momentos al centro de la luz

libre de las vigas principales del edificio.


b h L d fe fy # el> PISO (cm) (cm) (cm) (cm) (kg/cm2) (kg/cm2) fierros (cm) p pb

tensión

1 26 60 600 55.95 210 2800 3 1.90 0.0058 0.037 2 26 60 600 55.95 210 2800 3 1.90 0.0058 0.037 3 26 60 600 55.95 210 2800 3 1.90 0.0058 0.037 4 30 60 600 55.95 210 4200 3 1.90 0.0051 0.037

cuantía control de relación capacidad Demanda

tipo de falla

falla dúctil falla dúctil falla dúctil falla dúctil

ratio PISO máxima cuantia

mínima deflexiones b/h>= cj»Mu M3-3 (demanda/ O.Spb h>=U16 0.3 (t-m2) (t-m2) capacidad)

1 conforme conforme conforme conforme 11.25 9.07 2 conforme conforme conforme conforme 11.25 8.91 3 conforme conforme conforme conforme 11.25 10.05 4 conforme conforme conforme conforme 17.33 8.54




En este edificio la capacidad de las columnas capacidad es mayor que la

demanda propuesta por la norma.


L~----~" O.óil u 1111 u)O 1 1111


Edificio G5

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de ros Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Villegas 128

0.81 0.79 0.89 0.49

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIER/A Facultad de lngenierfa Civil Capitulo 6: Evaluación Estructural


La revisión de Jos muros de albañilería se realizó de acuerdo a las disposiciones

de la norma E-070.

Placas de 0.25rr

Muro de 0.25m.

Muro de 0. 15m.

Fig. 6.58: Vista de los muros incluidos en el modelo matemático del edificio GS ..


el programa ETABS.


siguiente manera:

V'' m~ K V~= .J50 = 7.07kg 1 cm2 = 70.7t 1m 2

En el cuadro siguiente se muestran Jos resultados del análisis y la compáración



Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 129

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniarla CiVil Capitulo 6: Evaluación Estructural



V Vm (t.) control de com ción Story Pier Load L (m) t (m) P V severo. P derado Resistencia fisuración Vsevpar~=Vm

mo al corte Vmod.<=0.55Vm ero

STORY4 A-4 SX 28 0.25 1.64 5.47 0.82 2.74 247.83 conforme conforme STORY4 B-4 SX 2.2 0.25 1.28 1.89 0.64 0.95 19.74 conforme conforme STORY4 C-4 SX 28 0.25 1.63 16.18 0.82 8.09 247.82 conforme conforme STORY4 1-4A SX 4.3 0.15 0.46 5.89 0.23 2.95 22.91 conforme conforme STORY4 1-4 SX 6 0.25 1.18 7.14 0.59 3.57 53.30 conforme conforme STORY4 Y2.6-4 SX 2.8 0.25 1.06 1.12 0.53 0.56 24.99 conforme conforme STORY4 2-4 SX 10 0.25 3.3 28.48 1.65 14.24 89.13 conforme conforme STORY4 8-4 SX 12 0.25 5.08 41.34 2.54 20.67 107.22 conforme conforme STORY3 A-3 SX 28 0.25 3.61 13.11 1.81 6.56 248.28 . conforme conforme STORY3 X2.5-3 SX 0.7 0.25 0.24 0.04 0.12 0.02 6.24 conforme conforme STORY3 B-3 SX 10.2 0.25 7.9 4.65 3.95 2.33 91.96 conforme conforme STORY3 X7.4-3 SX 3 0.25 3.05 2.26 1.53 1.13 27.21 conforme conforme STORY3 C-3 SX 28 0.25 12.59 18.43 6.30 9.22 250.35 conforme conforme STORY3 1-3A SX 4.3 0.15 1.65 7.49 0.83 3.75 23.18 conforme conforme STORY3 1-3 SX 6 0.25 1.58 23.94 0.79 11.97 53.39 conforme conforme STORY3 Y2.6-3 SX 3.9 0.25 4.34 5.37 2.17 2.69 35.46 conforme conforme STORY3 2-3 SX 3 0.25 1.82 4.16 0.91 2.08 26.93 conforme conforme STORY3 3-3 SX 4.6 0.25 2.67 15.32 1.34 7.66 41.27 conforme conforme STORY3 4-3 SX 6 0.25 3.46 26.19 1. 73 13.1 O 53.82 conforme conforme STORY3 5-3 SX 4 0.25 2.08 6.68 1.04 3.34 35.83 conforme conforme STORY3 6-3 SX 6 0.25 1.95 35.21 0.98 17.61 53.47 conforme conforme STORY3 Y22.5-3 SX 2.5 0.25 0.66 0.75 0.33 0.38 22.25 conforme conforme STORY3 7-3 SX 2.5 0.25 1.88 2.54 0 .. 94 1.27 22.53 conforme conforme

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de Ingeniarla Civil de la Universidad Nacional de lngenierfa Audry Victoria Camacho Vi/legas 130

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENJERIA Facultad de lngenierfa Civif

Story Pier Load L (m)

STORY3 8-3 sx 11 STORY2 A-2 sx 28 STORY2 X3.6-2 SX 21 STORY2 B-2 sx 14 STORY2 X8.8-2 sx 1.4 STORY2 C-2 sx 28 STORY2 1-2A sx 4.3 STORY2 1-2 sx 6 STORY2 Y2.6-2 sx 3.9 STORY2 2-2 sx 10 STORY2 Y5.8-2 sx 1.4 STORY2 3-2 sx 8.8 STORY2 4-2 sx 8.8 STORY2 5-2 sx 9.6 STORY2 Y18.2-2 sx 6 STORY2 Y22.5-2 sx 2.5 STORY2 7-2 sx 2.5 STORY2 8-2 sx 11 STORY1 4-1· sx 8.4 STORY1 Y20.3-1 sx 0.4 STORY1 Y21.3-1 sx 2.4 STORY1 Y22.5-1 sx 0.8

t (m)

0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.15 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25. 0.25 0.25 0.25 0.25

Capftulo 6: Evafuaci6n Estructural


V Vm (t.) control de

comparación p V severo. p moderado

Resistencia fisuraclón Vsevero<=Vm

al corte Vmod.<=0.55Vm

1.92 50.4 0.96 25.20 97.65 conforme conforme 12.04 13.72 6.02 6.86 250.22 conforme conforme 10.53 9.82 5.27 4.91 188.01 conforme conforme 12.04 1.8 6.02 0.90 126.49 conforme conforme 0.2 1.93 0.10 0.97 12.42 conforme conforme

28.85 28.96 14.43 14.48 254.09 conforme conforme 2.82 5.78 1.41 2.89 23.45 conforme conforme 1.02 17.92 0.51 8.96 53.26 conforme conforme 0.42 2.02 0.21 1.01 34.56 conforme conforme 2.26 35.16 1.13 17.58 88.89 conforme conforme 0.03 0.01 0.02 0.01 12.38 conforme conforme 1.86 25.38 0.93 12.69 78.20 conforme conforme 4.33 32.42 2.17 16.21 78.77 conforme conforme 2.4 43.24 1.20 21.62 85.39 conforme conforme 0.44 15.82 0.22 7.91 53.13 conforme conforme 0.11 0.75 0.06 0.38 22.12 conforme conforme 0.79 4.69 0.40 2.35 22.28 conforme conforme 5.61 69.82 2.81 34.91 98.50 conforme conforme

25.88 43.69 12.94 21.85 80.19 conforme conforme 0.17 0.2 0.09 0.10 3.57 conforme conforme 14.85 8.49 7.43 4.25 24.63 conforme conforme 0.6 0.29 0.30 0.15 7.21 conforme conforme

En este caso observamos que todos los elementos pasan el control de fisuraciones y la comparación de cortantes. Esto se debería

a que la mayoría de estos son de 25cm de espesor.

Vulnerabifidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierla Audry Victoria Camacho Vilfegas 131

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniarla Civil Caprtulo 6: Evaluación Estructural

Resultados para el sismo en Y: Cuadro 6.45: Verificación de esfuerzos en la albañilería eje X. Edificio G5.

Sismo severo

Nivel Pier Carga L (m) t (m) p V severo.

STORY4 A-4 SY 28 0.25 0.24 63.13 STORY4 B-4 SY 2.2 0.25 8.21 19.15 STORY4 C-4 SY 28 0.25 0.76 62.71 STORY4 1-4A SY 4.3 0.15 0.52 1.32 STORY4 1-4 SY 6 0.25 6.52 3.98 STORY4 Y2.6-4 SY 2.8 0.25 9.7 4.09 STORY4 2-4 SY 10 0.25 5.47 5.46 STORY4 8-4 SY 12 0.25 3.67 6.86 STORY3 A-3 SY 28 0.25 0.91 37.38 STORY3 X2.5-3 SY 0.7 0.25 0.12 0.06 STORY3 B-3 SY 10.2 0.25 6.12 61.43 STORY3 X7 .4-3 SY 3 0.25 1.3 9.81 STORY3 C-3 SY 28 0.25 2 39.2 STORY3 1-3A SY 4.3 0.15 1.19 1.72 STORY3 1-3 SY 6 0.25 10.12 6.54 STORY3 Y2.6-3 SY 3.9 0.25 7.31 2.05 STORY3 2-3 SY 3 0.25 1.62 1.08 STORY3 3-3 SY 4.6 0.25 4.23 2.82 STORY3 4-3 SY 6 0.25 0.54 5.53 STORY3 5-3 SY 4 0.25 5.96 3.89 STORY3 6-3 SY 6 0.25 1.65 15.99 STORY3 Y22. 5-3 SY 2.5 0.25 0.23 0.38 STORY3 7-3 SY 2.5 0.25 0.63 0.7

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierla Civil de la Universidad Nacional de lngenierra Audry Victoria Camacho Villegas

Sismo moderado

V Vm (t.) control de

p Resistencia fisuración moderado al corte Vmod.<=0.55Vm

0.12 31.57 247.51 conforme 4.11 9.58 21.33 conforme 0.38 31.36 247.62 conforme 0.26 0.66 22.92 conforme 3.26 1.99 54.52 conforme 4.85 2.05 26.98 conforme 2.74 2.73 89.63 conforme 1.84 3.43 106.89 conforme 0.46 18.69 247.66 conforme 0.06 0.03 6.21 conforme 3.06 30.72 91.55 conforme 0.65 4.91 26.81 conforme 1.00 19.60 247.91 conforme 0.60 0.86 23.07 conforme 5.06 3.27 55.35 conforme 3.66 1.03 36.15 conforme 0.81 0.54 26.89 conforme 2.12 1.41 41.63 conforme 0.27 2.77 53.15 conforme 2.98 1.95 36.72 conforme 0.83 8.00 53.40 conforme 0.12 0.19 22.15 conforme 0.32 0.35 22.24 conforme

132


conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme conforme

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniarla Civil

Nivel Pier Carga

STORY3 8-3 SY STORY2 A-2 SY STORY2 X3.6-2 SY STORY2 8-2 SY STORY2 X8.8-2 SY STORY2 C-2 SY STORY2 1-2A SY STORY2 1-2 SY STORY2 Y2.6-2 SY STORY2 2-2 SY STORY2 Y5.8-2 SY STORY2 3-2 SY STORY2 4-2 SY STORY2 5-2 SY STORY2 Y18.2-2 SY STORY2 Y22.5-2 SY STORY2 7-2 SY STORY2 8-2 SY STORY1 4-1 SY STORY1 Y20.3-1 SY STORY1 Y21.3-1 SY STORY1 Y22.5-1 SY

L(m) t(m)

11 0.25 28 0.25 21 0.25 14 0.25 1.4 0.25 28 0.25

4.3 0.15 6 0.25

3.9 0.25 10 0.25 1.4 0.25 8.8 0.25 8.8 0.25 9.6 0.25

6 0.25 2.5 0.25 2.5 0.25 11 0.25

8.4 0.25 0.4 0.25 2.4 0.25 0.8 0.25



V Vm (t.) control de comparación p V severo. p Resistencia fisuración moderado al corte Vmod.<=0.55Vm Vsevero<=Vm

6.72 15.73 3.36 7.87 98.76 conforme conforme 1.42 26.34 0.71 13.17 247.78 conforme conforme 7.02 58.79 3.51 29.40 187.20 conforme conforme 11.13 35.7 5.57 17.85 126.28 conforme conforme 0.16 2.44 0.08 1.22 12.41 conforme conforme 3.78 53.89 1.89 26.95 248.32 conforme conforme 2.03 1.49 1.02 0.75 23.27 conforme conforme 5.75 6.68 2.88 3.34 54.35 conforme conforme 0.36 1.82 0.18 0.91 34.55 conforme conforme 1.41 7.61 0.71 3.81 88.70 conforme conforme 0.26 0.06 0.13 0.03 12.43 conforme conforme 1.26 6.61 0.63 3.31 78.06 conforme conforme 0.91 4.09 0.46 2.05 77.98 conforme conforme 5.08 9.53 2.54 4.77 86.01 conforme conforme 2.45 4.66 1.23 2.33 53.59 conforme conforrrie 0.05 0.27 0.03 0.14 22.11 conforme conforme 0.14 1.26 0.07 0.63 22.13 conforme conforme 6.29 14.17 3.15 7.09 98.66 conforme conforme 10.59 9.64 5.30 4.82 76.67 conforme conforme 0.04 0.04 0.02 0.02 3.54 conforme conforme 5.36 3.77 2.68 1.89 22.44 conforme conforme 4.04 0.65 2.02 0.33 8.00 conforme conforme

Al igual que en el eje X observamos que todos los elementos pasan el control de figuraciones y la comparación de cortantes.

Vulnerabilidad Sfsmica Estructural de los Edificios Principales de la Facultad de lngenierfa Civil de la Universidad Nacional de Ingeniarla Audry Victoria Camacho Vi/legas 133

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACUL TAO DE INGENIERIA CIVIL Capftulo 7: Evaluación de la Vulnerabilidad Estructural

CAPITULO 7

EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD

ESTRUCTURAL

7.1 INTRODUCCIÓN

la Vulnerabilidad sísmica está asociada a la condición intrínseca de los

elementos o componentes estructurales de una edificación, a sufrir daño debido

a un sismo, lo que se ha llamado "daño sísmico estructural". El mismo

comprende el deterioro físico de aquellos elementos o componentes que forman

parte integrante del sistema resistente o estructura de la Edificación.

El nivel de daño que sufrirá una edificación depende tanto del comportamiento

global como local de la estructura. Está relacionado con la calidad de los

esquemas resistentes y obviamente, con las cargas actuantes. la naturaleza y

grado de daño estructural pueden ser descritos en términos cualitativos o

cuantitativos, y constituye un aspecto de primordial importancia para verificar el

Estudio de la Vulnerabilidad Estructural Slsmica de la FIC-UNI Audry Victoria Camacho Vi/legas 134

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIER(A FACUL TAO DE INGENIER(A CIVIL Capitulo 7: Evaluación de la Vulnerabilidad Estructural

nivel de deterioro de una edificación, así como su situación relativa con respecto

al colapso estructural, que representa una situación límite donde se compromete

la estabilidad del sistema.

En este capítulo se recopila en forma sistemática los resultados encontrados en

la evaluación estructural para analizarlos y entender el posible comportamiento

de las estructuras en caso de un sismo. Para este análisis se ha tomado como

referencia los límites de control y recomendaciones mínimas que el Reglamento

Nacional de Edificaciones establece en las Normas E020, E030, E060 y E070.

7.2 EDIFICIO G1

7 .2.1 EL EDIFICIO COMO SISTEMA

Ruta de la carga. El sistema estructural del edificio G 1 es considerado como

albañilería confinada. Las cargas impuestas a la edificación son cargas aplicadas

a la losa de entrepiso y transferidas hacia la cimentación por una combinación de

columnas, vigas y muros.

Edificios adyacentes. El edificio colinda con G2 y está separado de este por .

una junta de 7cm de espesor que es mayor que los requisitos establecidos en el

acápite 15.2 de la Norma E030:

- 2/3 de la suma de los desplazamientos máximos en el último nivel de ambos

edificios: 2/3(2.2 + 3.4) ;;; 2.2cm. (ver fig. 24 y fig. 35).

- mayor que 3cm.

- mayor que 3+0.004(h-500)=4.8cm.

Mezanines. La estructura no presenta mezanines.

Irregularidades. De masa: El cambio en la masa efectiva del piso 2 al piso 3 es

mayor que el 50% establecido en la Norma. Ver cuadro 6.3.

Discontinuidad en los sistemas resistentes: Los muros no continúan en el mismo

eje en toda la altura.

Torsión. La distancia entre el centro de masa y el centro de rigidez es menor

que el 20 % del ancho del edificio en cada dirección. Ver cuadro 6.3.

Adicionalmente el análisis modal revela que los dos primeros son principalmente

de traslación.


UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIER[A FACUL TAO DE INGENIER[A CIVIL Capftulo 7: Evaluación de la Vulnerabilidad EstnJctural

Deterioro del concreto: Se observó exposición y corrosión del acero

longitudinal en la sección inferior de la columna en la intersección de los ejes A y

9 del primer piso.

Unidades de albañilería. No se observó deterioro visible de las unidades de

albañilería.

Juntas en la albañilería. No se observó áreas del mortero de la albañilería

erosionadas.

Grietas en los muros de relleno. No se observaron grietas mayores a 2mm en

los muros de relleno. Podría ser por que estos se encuentran en mantenimiento

constante.

Grietas en columnas limites de muros. No se observaron grietas en columnas

de concreto en la unión con muros de albañilería.

Distorsiones máximas. Las distorsiones máximas en ambas direcciones

calculadas en el capítulo 6 no exceden el limite de 0.5% permitido en la Norma

E030. Ver cuadros 6.5 y 6.6. En la figura fig. 6.18 podemos apreciar que las

distorsiones máximas esperadas en la dirección X no sobrepasan 1/600 que

correspondería a un agrietamiento medio visible en muros de albañilería. En

tanto que para el eje Y. fig. 6.20. se podría es esperar un daño visible en algunos

muros.

7.2.2 SISTEMA RESISTENTE A FUERZAS LATERALES

Redundancia. El número de ejes paralelos a la dirección X es 3 y el número de

ejes paralelos en la dirección Y es 9. Un número de ejes mayor o igual a 2 en

cada dirección es recomendable para que las estructuras alcancen un mejor

desempeño sísmico. La redundancia asegurará que si un elemento del sistema

resistente a fuerzas laterales falla por alguna razón, existirá otros elementos que

pueden proveer resistencia. Además la redundancia provee múltiples

ubicaciones para ·los puntos de fluencia, mejora la ductilidad y la absorción de

energía.

Muros interfiriendo. En el diseño original del edificio se consideró un sistema

de pórticos pero, en la realidad, los muros de relleno no se encuentran

separados de las columnas por lo que se considera que las fuerzas son

resistidas por una combinación de pórticos y muros de albañilería, en los

Estudio de la Vulnerabilidad Estructural Sfsmica de la FIC-UNI Audry Victoria Camacho Vi/legas 136

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACUL TAO DE INGENIERIA CIVIL Capitulo 7: Evaluación de la Vulnerabilidad Estructural

primeros pisos de 0.25m de espesor y en el último nivel de 0. 15m. Estos muros

brindan rigidez lo cual se traduce en un mejor control de distorsiones.

Diafragma rígido. El sistema resistente a fuerzas laterales está conformado por

elementos columnas, vigas y losa, la cual ha sido considerada en los cálculos

como diafragma rígido dado que la relación de aspecto largo-ancho es menor

que4.

L 32 -=-· =2.6~4 A 12

El diafragma rígido actúa como elemento integrador de columnas, vigas y muros

y compatibiliza los desplazamientos laterales.

Columnas cortas. Existen a lo largo del eje A, parapetos de 1.13m de altura que

están acortando la columna a 1.17m.

Acero en vigas y columnas: Dado que no se consiguieron planos estructurales,

la cantidad de acero en vigas y columnas fue adquirida mediante los

procedimientos descritos en la sección 2.4 no pudiendo verificarse la longitud de

empalme, la cantidad, espaciamiento y diámetro de estribos así como la longitud

y ángulo de los ganchos de estribos. Se asume que los estribos están separados

cada 20cm constante en toda la longitud y que no existe refuerzo especial en los

nudos limitándose de este modo la capacidad de ductilidad de la estructura.

En general se consideró un R=2.25.

Conexiones de los muros. Todos los muros de relleno tienen conexión con los

pórticos por lo que se asume que los muros de relleno actuarán como un puntal

a compresión para resistir las fuerzas laterales en su plano. Este puntal se

desarrollará en la dirección diagonal de esquina a esquina. Si los muros se

separan de las columnas debido a acciones fuera del plano, la resistencia y la

rigidez del sistema serán determinadas específicamente por los pórticos, los

cuales no tienen el detallamiento adecuado para resistir fuerzas sísmicas, dando

como resultado daños severos o colapso parcial debido a distorsiones excesivas

o posibles efectos p-delta.

Muros sólidos. Los muros de relleno en el eje 8 presentan aberturas para las

puertas. Esta condición concentra los esfuerzos cortantes en las esquinas, lo

cual representa peligro de desplome y degradación de la resistencia y rigidez del

sistema.

Estudio de la Vulnerabilidad Estructural Sfsmica de fa FIC-UNI Audry Victoria Camacho Vi/legas 137

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACUL TAO DE INGENIERIA CIVIL

7.2.3 CONEXIONES

Capitulo 7: Evaluación de la Vulnerabilidad Estructural

Entre columnas de concreto y cimentación. Todas las columnas de concreto

se encuentran embebidas en la cimentación. Se considera que los elementos

embebidos son capaces de desarrollar la capacidad de tensión de la columna.

La ausencia de conexiones adecuadas de la columna con la cimentación

permitiría que la columna se levante o se deslice fuera de su soporte lo cual

limita la capacidad de la columna de soportar cargas verticales o resistir fuerzas

laterales.

Transferencia de carga del diafragma a los muros. En el caso de edificios con

pórticos y muros de albañilería de relleno, el desempeño sísmico depende de la

interacción entre los pórticos y los muros. La ruta de la carga entre el diafragma

y los muros de relleno es sobre todo por los elementos del pórtico, los cuales

hacen el papel de colectores. El criterio de evaluación va dirigido a la conexión

entre el diafragma y los elementos del pórtico. Para este edificio se considera

que esta conexión es adecuada.

7.2.4 DIAFRAGMAS

Aberturas y/o esquinas entrantes. Los diafragmas de los 3 niveles son losas

aligeradas con una altura de 0.20m, con viguetas de 0. 10m de ancho y losa de

0.05m de espesor y no presentan aberturas en toda el área ni esquinas

entrantes.

Discontinuidad del diafragma. El diafragma no presenta discontinuidades

abruptas o variaciones de rigidez. En los diafragmas con esquinas entrantes o

formas del tipo E, T, X, Lo C se pueden desarrollar grandes fuerzas de tensión y

compresión y estos pueden no tener suficiente refuerzo para resistir estas

fuerzas dando paso a daños localizados.

7.2.5 AMENAZAS GEOLÓGICAS DEL LUGAR

Licuación. El tipo de suelo encontrado no es susceptible a licuación y no hay

presencia de nivel freático.



Falla de ladera. El lugar donde se encuentra el edificio no presenta peligro de

que se produzca la caída de una ladera o rocas por las fuerzas inducidas por un

sismo.

Ruptura de falla superficial. Una ruptura de la superficie y desplazamientos

superficiales en el edificio no son esperados.

Cercanía a masas de roca. El edificio se encuentra a aproximadamente 130m

del Cerro de la UN l. Según mediciones recientes de movimientos sísmicos con la

red acelerográfica de la Universidad de Ingeniería, se ha podido encontrar que la

cercanía con masas grande de rocas amplifica las ondas sísmicas.

7.2.6 CONDICIONES DE LAS CIMENTACIONES

Desempeño de la cimentación. No hay evidencia de movimientos excesivos de

la cimentación tales como asentamientos o levantamientos que podrían afectar

la integridad de la resistencia de la estructura.

Deterioro. No hay evidencias que los elementos de la cimentación han sido

deteriorados debido a corrosión, ataque de sulfatos, material orgánico, u otras

razones en un modo que pudiera afectar la resistencia de la estructura.

7.3 EDIFICIO G2


Ruta de la carga. El sistema estructural del edificio G2 es pórticos de concreto

armado. Las cargas· impuestas a la edificación son cargas a la losa de entrepiso

y transferidas hacia la cimentación por una combinación de columnas y vigas.

Edificios adyacentes. El edificio colinda con G1 y G3 y está separado de estos

por una junta de 7cm de espesor que es mayor que los requisitos establecidos

en el acápite 15.2 de la Norma E030:

- 2/3 de la suma de los desplazamientos máximos en· el último nivel de ambos

edificios: 2/3(3.2+2.2) = 3.6cm. (ver fig. 35 y fig. 47).

- mayor que 3cm

- mayor que 3+0.004(h-500)=4.8cm


Estudio de la Vulnerabilidad Estructural Sfsmica de la FIC-UNI Audry Victoria Camacho Viflegas 139

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIER{A FACUL TAO DE INGENIER{A CIVIL Capitulo 7: Evaluación de la Vulnerabilidad Estructural

Irregularidades. De rigidez: presenta piso blando. En cada dirección de análisis,

la suma de las áreas de las secciones transversales de los elementos verticales

resistentes al corte (columnas y muros) del primer piso, es menor que el 85% de

la correspondiente suma para el 2do piso. Esto debido a que en el primer piso

(hall de civiles) no se encuentra la misma densidad de muros que en el segundo

piso (aulas).

Irregularidad Geométrica: Presenta irregularidad en la geometría vertical. La

dimensión en planta de los elementos resistentes a las cargas laterales del

segundo piso es mayor que 130% de la correspondiente dimensión del piso 1.




que el 20 % del ancho del edificio en cada dirección. Ver cuadro 6.12.

Adicionalmente el análisis modal revela que los dos primeros son principalmente

de traslación.

Deterioro del concreto: No se observó deterioro del concreto o el acero de

refuerzo en ningún elemento del sistema resistente a fuerzas laterales.


albañilería.


erosionadas.



constante.



Distorsiones máximas. Las distorsiones máximas en la dirección X calculadas

en el capítulo 6 exceden el límite de 0.7% permitido en la Norma E030. Ver Fig.

6.18. En tanto que, en el eje Y las distorsiones son menos a 0.5% y según se

observa en la matriz de daño de la fig. 6.20, se espera daño visible en algunos

muros, específicamente del piso 2. Ver cuadro 6.19.



7 .3.2 SISTEMA RESISTENTE A FUERZAS LATERALES







ubicaciones para los puntos de fluencia, mejora la ductilidad y la absorción de

energía.




resistidas por una combinación de pórticos y muros de albañilería, en la mayoría

de los casos, de 25cm de espesor.




que4.

!:._ = 28 = 2.33 :$; 4 A 12












En general se utilizó para los cálculos R=6.



Estudio de la Vulnerabilidad Estructural Sísmica de la FIC..UNI Audry Victoria Camacho Vi/legas 141

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIER[A FACUL TAO DE INGENIER[A CIVIL Capitulo 7: Evaluación de la Vulnerabilidad Estructural






como resultado daños severos o. colapso parcial debido a distorsiones excesivas





sistema.

7.3.3 CONEXIONES







laterales.



interacción entre los pórticos y los muros. la ruta de la carga entre el diafragma





7 .3.4 DIAFRAGMAS

Aberturas y/o esquinas entrantes. los diafragmas de los 3 niveles son losas



entrantes.


UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGE.NIERIA FACUL TAO DE INGENIERIA CIVIL Capitulo 7: Evaluación de la Vulnerabilidad Estructural











sismo.




del Cerro de la UNI. Según mediciones recientes de movimientos sísmicos con la







Deterioro. En la auscultación de la cimentación se encontró evidencia que

algunas zapatas han sido deterioradas debido a corrosión, disminuyendo sus

dimensiones originales esto pudiera afectar la resistencia de la estructura.

7.4 EDIFICIO G3

7.4.1 EL EDIFICIO COMO SISTEMA

Ruta de la carga. El sistema estructural del edificio G3 es de albañilería

confinada. Las cargas impuestas a. la edificación son cargas a la losa de



entrepiso y transferidas hacia la cimentación por una combinación de columnas,

vigas y muros de albañilería.

Edificios adyacentes. El edificio colinda con G2 y está separado de este por

una junta de ?cm de espesor que es mayor que los requisitos establecidos en el

acápite 15.2 de la Norma E030:

- 2/3 de la suma de los desplazamientos máximos en el último nivel de ambos

edificios: 2/3(3.2+2.2) = 3.6cm (ver fig. 35 y fig. 47).

- mayor que 3cm

- mayor que 3+0.004(h-500)=4.8cm


Irregularidades. Discontinuidad en los sistemas resistentes: Los muros no

continúan en el mismo eje en toda la altura.


que el 20 % del ancho del edificio en cada dirección. Ver cuadro 6.21. El análisis

modal revela que los dos primeros son principalmente de traslación.

Deterioro del concreto. No se observó deterioro del concreto o el acero de



albañilería.


erosionadas.



constante.




calculadas en el capítulo 6 no exceden el límite de 0.5% permitido en la Norma

E030. Ver Fig. 30 y 32. Aun así, se esperan grietas visibles en los muros del eje

7 del piso 2 y 3 (ver cuadro 6.28).

Estudio de la Vulnerabilidad Estructural Slsmíca de la FIC-UNI Audry Victoria Camacho Vi/legas 144










energía.









que4.

L 32 -=-=2.6~4 A 12











nudos limitándose de este modo la capacidad de ductilidad de la estructura por

lo que se consideró un R=2.25.









cuales no tienen el detallamiento adecuad? para resistir fuerzas sísmicas, dando






sistema.

7.4.3 CONEXIONES



embebidos son capaces de desarrollar la capacidad de tensión de la .columna.




laterales.








Estudio de la Vulnerabilidad Estructural Sfsmica de la FIC-UNI Audry Victoria Camacho Viffegas 146

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERfA FACUL TAO DE INGENIERfA CIVIL Capitulo 7: Evaluación de la Vulnerabilidad Estructural

7 .4.4 DIAFRAGMAS




entrantes.











sismo.







7 .4.6 CONDICIONES DE LAS CIMENTACIONES







Estudio de la Vulnerabilidad Estructural Sfsmica de la FIC-UNI Audry Victoria Camacho Villegas 147

UNIVERSIDAD NACIONAL DE /NGENIERIA FACUL TAO DE INGENIERIA CIVIL

7.5 EDIFICIO G4


Capitulo 7: Evaluación de la Vulnerabilidad Estructural

Ruta de la carga. El sistema estructural del edificio G4 es pórticos de concreto

armado con muros de relleno de albañilería no reforzada. Las cargas impuestas

a la edificación son cargas a la losa de entrepiso y transferidas hacia la

cimentación por una combinación de columnas, vigas y muros de albañilería.

Edificios adyacentes. El edificio no colinda con ningún otro edificio.


Irregularidades. Discontinuidad en los sistemas resistentes: Los muros no

continúan en el mismo eje en toda la altura.

Piso blando: Si presenta piso blando. En cada dirección de análisis, la suma de

las áreas de las secciones transversales de los elementos verticales resistentes

al corte (columnas y muros) del primer piso, es menor que el 85% de la

correspondiente suma para el segundo piso.


dimensión en planta de los elementos resistentes a las cargas laterales del


Torsión. El análisis modal revela que el segundo modo de vibración tiene una

participación de masa de 43% y es esencialmente rotacional.

Deterioro del concreto: No se observó deterioro del concreto o el acero de



albañilería.


erosionadas.



constante.



Distorsiones máximas. En ambas direcciones se excede el límite de 0.7%

permitido para estructuras de concreto en el primer nivel de la edificación Ver fig.

6.42 y6.44.



7 .5.2 SISTEMA RESISTENTE A FUERZAS LATERALES








energía.









que4.

~ = 28 = 2.33 ~ 4 A 12



Columnas cortas. Los muros no están separados de los pórticos por lo que

podrían presentarse problemas de columna corta en los ejes A y C en donde se

observan parapetos en toda la longitud.








Para el análisis se consideró R=6.

Estudio de la Vulnerabilidad Estructural Sfsmica de fa FfC-UNI Audry Victoria Camacho Viflegas 149










o posibles efectos p~delta.

Muros sólidos. los muros de relleno de algunos ejes presentan aberturas para

las puertas. Esta condición concentra los esfuerzos cortantes en las esquinas, lo


sistema.

7 .5.3 CONEXIONES




la ausencia de conexiones adecuadas de la columna con la cimentación



laterales.



interacción entre los pórticos y los muros. la ruta de la carga entre el diafragma







7 .5.4 DIAFRAGMAS




entrantes.



formas del tipo E, T, X, L o C se pueden desarrollar grandes fuerzas de tensión y








sismo.




del Cerro de la UNI. Según mediciones recientes de movimientos sísmicos con la







Deterioro. No hay evidencias que Jos elementos de la cimentación han sido



Estudio de la Vulnerabilidad Estructural Sfsmica de la FIC..UNI Audry Victoria Camacho Vi/legas 151


7.6 EDIFICIO G5

7.6.1 EL EDIFICIO COMO SISTEMA

Capftulo 7: Evaluación de la Vulnerabilidad Estructural

Ruta de la carga. El sistema estructural del edificio G5 es, según la clasificación

de la Norma E030, Dual. Las cargas impuestas a la edificación son transferidas

hacia la cimentación por una combinación de pórticos y muros de concreto.

Edificios adyacentes. El edificio no colinda con ningún otro edificio


Irregularidades. De masa: El cambio en la masa efectiva del piso 3 al piso 4 es

mayor que el 50% establecido en la Norma. Ver cuadro 6.39.




dimensión en planta de los elementos resistentes a las cargas lateráles del


Torsión. El análisis modal revela que el segundo modo de vibración tiene una

participación de masa de 73% y es esencialmente rotacional.

Deterioro del concreto: Solo se observó exposición y corrosión del acero

longitudinal en la sección inferior de la columna en la intersección de los ejes A y

9 del primer piso.


albañilería.


erosionadas.



constante.




calculadas en el capítulo 6 no exceden el límite de 0.7% permitido en la Norma

E030.

Estudio de la Vulnerabilidad Estructural Sfsmica de la FIC-UNI Audry Victoria Camacho Villegas 152










energía.


de pórticos pero los muros de relleno no se encuentran separados de las

columnas por lo que se considera que las fuerzas son resistidas por una

combinación de pórticos y muros de albañilería, en la mayoría de los casos, de

25cm de espesor.




que4.

~= 28 =2.3~4 A 12



Columnas cortas. Los muros no están separados de los pórticos por lo que

podrían presentarse problemas de columna corta en los ejes A y C en donde se









Para el análisis se consideró un R=5.25.


UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACUL TAO DE INGENIERIA CIVIL Gapftulo 7: Evaluación de la Vulnerabilidad Estructural










Muros sólidos. Los muros de relleno en algunos ejes presentan aberturas para

las puertas. Esta condición concentra los esfuerzos cortantes en las esquinas, Jo


sistema.

7.6.3 CONEXIONES


se encuentran embebidas en la cimentación. Se considera que Jos elementos





laterales.




y Jos muros de relleno es sobre todo por los elementos del pórtico, los cuales





UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIER{A FACUL TAO DE INGENIERIA CIVIL Capftulo 7: Evaluación de la Vulnerabilidad Estructural

7.6.4 DIAFRAGMAS


aligeradas con una altura de 0.20m, con viguetas de 0.1 Om de ancho y losa de


entrantes.



formas del tipo E, T, X, L o C se pueden desarrollar grandes fuerzas de tensión y








sismo.














Estudio de la Vulnerabilidad Estructural Sísmica de la FIC-UNI Audry Victoria Camacho Vi/legas 155

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

CONCLUSIONES.

CONCLUSIONES

Primero se presentan las conclusiones generales para los 5 edificios.

• Estos edificios inicialmente fueron concebidos como estructuras

aporticadas en una época en la que la filosofía de cálculo estructural era

por resistencia a cargas verticales de servicio y los criterios de cálculo

para fuerzas horizontales de sismo no estaban aún normadas. Por lo que

se entiende que hayan sido construidos sin detalles de refuerzo que

consideren acciones sísmicas.

• Los datos de geometría, propiedades mecánicas, propiedades dinámicas

y detalles de refuerzo han sido obtenidos a partir de trabajos de campo,

ensayos de laboratorio y revisión bibliográfica. Los planos estructurales

del proyecto original no pudieron ser encontrados por lo que el estudio

carece de datos como acero de refuerzo negativo en vigas, detalle de

anclaje de acero en columnas y vigas, detalle de estribos, detalle de

conexiones de elementos de concreto armado y detalle de refuerzo en

cimentaciones. Todos los demás datos han podido ser obtenidos o

inferidos. El estudio utiliza solo los datos encontrados en las

investigaciones y se refiere solo a éstos en las verificaciones de diseño

de cada elemento.

• El estudio de mecánica de suelos y auscultación de cimentación, revela

que el estrato de apoyo de las zapatas es considerado de compacto a

muy compacto y de capacidad portante muy alta, más alta que el valor·

considerado en la ingeniería práctica por lo que se toma como máximo un

valor de 40t/m2. Los cálculos por asentamiento diferencial están también

por debajo de los límites establecidos y el estado de conservación de la

cimentación es aceptable. El suelo fue considerado tipo S 1.

• En base a los ensayos de materiales y la información documental, se ha

considerado las siguientes propiedades:

o Concreto de fc=175kg/cm2 en los primeros pisos los edificios G1,

G2 y G3 y fc=210kg/cm2 en el último nivel de estos y en todos

los niveles de los edificios G4 y GS.

o Acero de fy=2800kg/cm2 para los primeros niveles de todos los

edificios y fy=4200kg/cm2 para todos los últimos niveles.

Estudio de fe Vufnerebl7ided Estructure/ Sfsmice de fe FIC-UNI Audry Victoria Cemecho Villeges 156

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIER{A FACULTAD DE INGENIER{A CIVIL

o La mampostería con fm=50kg/cm2.

CONCLUSIONES

• Se llevó a cabo un análisis dinámico lineal de las estructuras con modelos

matemáticos tridimensionales. Para ello se utilizó el programa ETABS

como herramienta de cálculo. Los resultados obtenidos del ensayo de

microtremor se usaron para calibrar los modelos.

• La demanda a la que fueron sometidos es la que se especifica en las

Normas E030 y E020. Los criterios de verificación de elementos fueron

tomados de estas mismas y además de las normas E060 y E070.

A continuación se describirán las conclusiones particulares de cada estructura.

Edificio G1

• Para el cálculo se ha considerado al sistema estructural como albañilería

confinada en ambas direcciones. El modelo matemático ha sido

idealizado con elementos tipo "barras" que representan vigas y columnas

y elementos tipo "cáscara" que representan los muros.·

• Presenta irregularidad en altura: discontinuidad del sistema resistente e

irregularidad de masa. Con estas consideraciones se utilizó un

coeficiente de reducción sísmica R=2.25.

• Los muros no están separados de los pórticos por lo que podrían

presentarse problemas de columna corta en el eje A en donde se


• Se considera una estructura con diafragma rígido. Está separada 7cm de

los edificios adyacentes, mayor que lo sugerido por la norma.

• No presenta deterioro del concreto o de la albañilería. No se aprecian

grietas visibles en ninguno de los elementos. Pero se notó en el primer

piso que la columna de esquina de coordenadas A-9 muestra exposición

y corrosión del acero en la base. No se advierte deterioro en las

cimentaciones.

• Las distorsiones máximas en ambas direcciones, calculadas en el

capítulo 6, no exceden el límite de 0.5% permitido en la Norma E030. Se

observa que las distorsiones máximas esperadas en la dirección X no

sobrepasan 1/600 que correspondería a un agrietamiento medio visible

en muros de albañilería. En tanto que para el eje Y, se podría esperar un

daño visible en algunos muros.

Estudio de le Vulnerebilided Estructure/ Sfsmice de le FIC-UNI Audry Victorie Cemecho Vil/eges 157

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIER{A FACULTAD DE INGENIER{A CIVIL CONCLUSIONES

• Ante la demanda sísmica propuesta en la norma se puede notar que las

vigas cuentan con suficiente refuerzo positivo, en tanto que la sección y

refuerzo · de seis columnas del primer nivel serían deficientes para la

combinación que considera el sismo en su dirección corta.

• El edificio debe ser rigidizado. Una sugerencia de rigidización se

desarrolla en la sección Recomendaciones.

Edificio G2

• Para el cálculo se ha considerado al sistema estructural como aporticado

en ambas direcciones. El modelo matemático ha sido idealizado con

elementos tipo "barras" que representan vigas y columnas y elementos

tipo "cáscara" que representan los muros de los pisos superiores.

• Presenta irregularidad en altura: piso blando, geométrica y discontinuidad

en los sistemas resistentes. Con estas consideraciones se utilizó un

coeficiente de reducción sísmica R=6.




• El sótano solo se desarrolla en una mitad de la estructura, la otra mitad

cuenta con placas de concreto armado de 0.30m de espesor a todo el

rededor.

• Se considera una estructura con diafragma rígido. Está separada ?cm de



grietas visibles en ninguno de los elementos. Se advierte deterioro leve

en la sección de la zapata auscultada.

• Las distorsiones máximas en la dirección X calculadas en el capítulo 6

exceden el límite de 0.7% permitido en la Norma E030 en tanto que en el

eje Y no se supera este límite pero se puede esperar visible daño en la

arquitectura y en algunos muros.

• Ante la demanda sísmica propuesta en la Norma, las vigas del eje 4 y 5

del primer nivel no cuentan con suficiente refuerzo positivo, en tanto que

la sección y refuerzo de la mayoría de las columnas del primer nivel sería

deficiente para las combinaciones que consideran el sismo en ambas

direcciones.

Estudio de /e Vulnerabilidad Estrocturel Sfsmica de la FIC-UNI Audry Victoria Camacho Vi/Jegas 158

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERfA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL CONCLUSIONES

• El edificio debe ser rigidizado y reforzado. Una sugerencia de esta se

desarrolla en la sección recomendaciones.

Edificio G3

• Para el cálculo se ha considerado al sistema estructural como albañilería

confinada en ambas direcciones. El modelo matemático ha sido

idealizado con elementos tipo "barras" que representan vigas y columnas

y elementos tipo "cáscara" que representan los muros. Con estas

consideraciones se tomo un coeficiente de reducción sísmica R=3.

• Presenta irregularidad en altura: discontinuidad en los sistemas

resistentes. Con esta consideración se utilizó un coeficiente de reducción

sísmica R=2.25.




• El sótano solo se desarrolla en toda el área de la estructura. Cuenta con

placas de concreto armado de 0.30m de espesor en los ejes A, B, 1 y 9.

• Se considera una estructura con diafragma rígido. Está separada 7cm de


• No prese.nta deterioro del concreto o de la albañilería. No se aprecian

grietas visibles en ninguno de los elementos.

• Las distorsiones máximas en ambas direcciones calculadas en el capítulo

6 no exceden el límite de 0.5% permitido en la Norma E030. Se observa

que las distorsiones máximas esperadas en ambas direcciones podrían

provocar un daño visible en la arquitectura y en algunos muros sobretodo

enelejeY. ,

• Ante la demanda sísmica propuesta en la Norma, las vigas cuentan con

suficiente refuerzo positivo, en tanto que, al igual que los demás edificios,

la sección y refuerzo de la mayoría de las columnas del primer nivel

serían deficientes para las combinaciones que consideran el sismo en X

e Y.

• El edificio debe ser rigidizado. Una propuesta de rigidización es dada en

las recomendaciones.

Estudio de le Vulnerabilidad Estructural Sfsmice de le FIC..UNI Audry Victoria Cemecho Villeges 159

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERfA FACULTAD DE INGENIERfA CIVIL

Edificio G4

CONCLUSIONES

• Su uso ha cambiado con el tiempo. En el plano original fue proyectado

para ser usado como oficinas. Hoy en día, es usado como Laboratorio de

Hidráulica en el primer piso, en el segundo nivel se encuentran las

oficinas del Departamento de Hidráulica e Hidrología con una pequeña

biblioteca; en el tercer nivel está implementada la biblioteca y en el cuarto

la sala de lectura. Tanto las bibliotecas como las salas de lectura

incrementan la carga viva al doble de la que fue originalmente, esto

provoca que los elementos de soporte, vigas y columnas, sean sometidos

a cargas para las que no han sido diseñadas.

• Para el cálculo se ha definido al sistema estructural como aporticado en

ambas direcciones. El modelo matemático ha sido idealizado con

elementos tipo "barras" que representan vigas y columnas y elementos

tipo "cáscara" que representan los muros de los pisos superiores. Se

considera una estructura con diafragma rígido.

• Presenta irregularidad en altura y en planta: piso blando, irregularidad

geométrica vertical, irregularidad torsional y discontinuidad en los

sistemas resistentes. Con esta consideración se utilizó un coeficiente de

reducción sísmica R=6.


presentarse problemas de columna corta en los ejes A y C en donde se



grietas visibles en ninguno de los elementos.

• Las distorsiones máximas en la dirección X calculadas en el capítulo 6

exceden el límite de 0.7% permitido en la Norma E030. También se

observa que en ambas direcciones, las distorsiones calculadas

conllevarían a un daño en los elementos estructurales y a un mal

funcionamiento de puertas y ventanas.

• Ante la demanda sísmica propuesta en la norma, las vigas del piso 1 y 2

del eje 3 no cuentan con suficiente refuerzo positivo, en tanto que la

sección y refuerzo de la mayoría de las columnas del primer y segundo

nivel serían deficientes para las combinaciones que consideran sismo

tanto en X como en Y.

Estudio de le Vulnerebilided Estructure/ Sfsmice de le FIG-UNI Audry Victorie Cemecho Vil/eges 160

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERfA FACULTAD DE /NGENIERIA CIVIL CONCLUSIONES

• El edificio debe ser rigidizado. En la sección Recomenda.ciones se

sugiere una propuesta de rigidización.

Edificio G5

• Las placas de concreto armado que se observan en el primer y segundo

nivel, fueron agregadas en el año 1969 luego que el edificio fuese

gravemente afectado por el sismo de Lima de 1966.

• Su uso ha cambiado con el tiempo. En el plano original fue proyectado

para ser usado como oficinas y Laboratorio de Mecánica de Suelos. Hoy

en día es usado como oficinas del Departamento de Ciencias Básicas y

del Departamento de Construcción. Estos cambios no han afectado

significativamente las cargas vivas de diseño.

• Para el cálculo se ha definido al sistema estructural como una

combinación de pórticos y placas en ambas direcciones. El modelo

matemático ha sido idealizado con elementos tipo "barras" que

representan vigas y columnas y elementos tipo "cáscara" que

representan los muros. Se considera una estructura con diafragma rígido.

• Presenta irregularidad en altura y en planta: discontinuidad de los

sistemas resistentes, irregularidad geométrica vertical además de

irregularidad torsional y de masa. Con esta consideración se utilizó un

coeficiente de reducción sísmica R=5.25.


presentarse problemas de columna corta en los ejes A y C en donde se



grietas visibles en ninguno de los elementos ni en la cimentación.

• Las distorsiones máximas en ambas direcciones calculadas en el capítulo

6 no exceden el límite de 0.7% permitido en la Norma E030. En este

edificio se puede esperar agrietamiento de leve a medio en los muros de

albañilería.

• Ante la demanda sísmica propuesta en la norma, las vigas cuentan con

suficiente refuerzo positivo al igual que las columnas.

• El edificio no necesita ser intervenido.

Estudio de le Vulnerebilided Estructure/ Slsmice de le FIC-UNI Audry Victoria Cemecho Vi/legas 161

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD OE INGENIERIA CIVIL

RECOMENDACIONES

RECOMENDACIONES

• Se recomienda continuar las investigaciones llevando a cabo análisis no

lineal para encontrar los mecanismos de colapso de cada estructura que

nos lleven a establecer la capacidad del sistema.

• Futuras investigaciones podrían utilizar herramientas más sofisticadas

para obtener datos del acero de refuerzo negativo en vigas, detalle de

anclaje de acero en columnas y vigas, detalle de estribos, detalle de

conexiones de elementos de concreto armado y detalle de refuerzo en

cimentaciones. Estos datos no han sido considerados en esta

investigación.

• Sería apropiado un estudio más extensivo de las propiedades mecánicas

del acero y la mampostería, con toma de muestras y ensayos respectivos

para completar los datos aquí considerados, ya que estos parámetros

fueron tomados de investigaciones bibliográficas.

A continuación se proponen algunas ideas específicas para cada edificio, que

han sido pensadas teniendo también como objetivo, no afectar drásticamente la

arquitectura:

Edificio G1

• Se propone reforzar la estructura en la dirección X agregando placas de

0.25m de espesor en los ejes 3, 6 y 9; reemplazando así los muros de

albaflilería por estos elementos de concreto armado en el primer piso

solamente.

Estudio de la Vulnerabilidad Estructural Slsmics de la FIC·UNI Audry Victoria Camacho Vi/legas 162

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERfA FACUL TAO DE INGENIER{A CIVIL

Edificio G2

RECOMENDACIONES

• Se sugiere reforzar y rigidizar a la estructura en ambas direcciones de la

siguiente manera:

o Agregar placas de 0.30m de espesor en los ejes 2 y 7 en el paño

entre el eje A-8 en el piso 1. La placa del eje 2 tendría que

empezar desde el sótano.

o Agregar placas en el primer nivel en el eje A entre los ejes 1-2 y

7-8. Estas placas reemplazarían a los parapetos de albañilería

que actualmente se encuentran en esa posición. La placa se

desarrollaría en toda la altura del paño.

o Reforzar las columnas circulares del eje 8 del primer piso. La

sección aumentaría de 0.30m a 0.50 de diámetro y se agregarían

6 fierros de %" a todo el rededor (fig. 41 ).

Edificio G3

• La propuesta de reforzamiento incluye reemplazar el muro de albañilería

del eje 1 y 7 entre el eje A y 8 en el primer nivel, por placas de concreto

de 0.25m de espesor. La placa del eje 7 empezaría en el sótano y

reemplazaría también el muro de albañilería existente. Los cálculos

muestran que de esta forma las columnas ya no se verían afectadas. Ver

fig. 52.

Edificio G4

• Se sugiere incluir placas de concreto armado de 0.25m de espesor en

Los ejes 1 y 8, entre los tramos A y 8 y en los ejes A y 8 entre los tramos

4 y 5 solo en el primer nivel.

Edificio G5

• Se recomienda no cambiar de uso a la estructura para no modificar las

cargas para las que fue diseñada.

Estudio de la Vulnerabilidad Estructural Sfsmica de la FIC-UNI Audry Victoria Camacho Víllegas 163


BIBLIOGRAFÍA

BIBLIOGRAFIA

• Applied T echnology Council "Evaluating the Seismic Resistance of Existing

Buildings" (ATC-14), California 1987.

• Applied Technology Council "Rapid Visual Screening of Buildings for

Potential Seismic Hazards: a Handbook" (ATC-21), California 1988.

• Applied Technology Council, "Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete

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politécnica de Cataluña, 1996.


ANEXOS

ANEXO 1

Ubicación del lugar de estudio

NO TCO

Mapa del Perú. La zona en estudio se encuentra en el

Distrito del Rímac, Provincia y Departamento Lima.

FIGURA No 2:

®

! @J· CHACLACAY

CIEIIEGUILIA

Mapa de la ciudad de Lima. La zona en estudio se

encuentra en el distrito del Rímac, entre los distritos del

Cercado, San Juan de Lurigancho e Independencia.

FIGURA N° 3:

PLANO GUIA DE UBICACJON DE LOS SECTORES

;-·--·--·--· . ..... __

Zona de Estudio de Suelos

LEYENDA FACUlTAD DE INGENIERIA MECANICII PABELL~~ CENTRAL

C FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y MANUFACT.

D FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL E I.P.L F GIMNASIO UNI G fACULTAD DE INGENIERIA OVIL H FACIILTAD DE •\ROUITECTURA URBANISMO Y ARTES 1 FACUlJ,\0 DE ING. GEOLOGICA MlllERA Y METtiLUR. J ESTRUCTURAS. K LABORATORIO DE HIDRAULICA M FACULTAD DE INGENIERIA ECONOMICA Y C. S. N CENTRO DE COMPUTO O FACULTAD DE ING. E!..ECTRIC¡\ Y EtECTP.Of'\ICA R FACUtJAD DE CIENCIAS S FACULTAD DE INGENIERII\ INDUSTRI1lL Y DE

SISTEMAS

Esquema de la ubicación del local en el cual se ha realizado el estudio de mecánica de suelos con fines de

cimentación para la Facultad de Ingeniería Civil, Universidad Nacional de Ingeniería.

ANEXO 2

Formatos de Recolección de Datos e Inspección Visual

Ubicación de Diamantinas

PLANTILLA RECOLECCION DE DATOS Y EVALUACIÓN VISUAL DE ESTRUCTURAS

Tesis: Vulnerabilidad Sísmica Estructural de los Edificios Principales de la FIC-UNI

Dirección : Campus UNI-FIC Fecha : 07/09/2004 Nombre del Edificio: G1

Fotografia:

Año de construcción: 1955 Nro. de pisos: 3 pisos Uso: Aulas Dimensiones en planta (m) :

E N ,....¡

,, E

00

0- " ( )

4m

Inspector: ACV

32m

planta típica

E ll'l '<t ó ,....¡

Tipo de construcción: Pórticos con muros de albañilería de relleno de 15cm tercer nivel y eje A. 25cm primer y segundo nivel excepto eje A, eje 9 de 40cm. Losas aligeradas de 20 cm. Conservación: bien conservado Corrosión en columna A-9

Elevaciones:

$ $ $ $ $ $ $ $ $ A V210·4DX20 A V210-40X20 A V210-4DX20 A V210-40X20 A V210·40X20 A V210-40X20 A V210-40X20 A V210·40X20 A STORY3

"' "' "' "' "' "' "' "' "' u u u u u u u u u VH5-40X20 V175-40X20 V175-40X20 V175-40X20 V115·40X20 V175-40)(20 V175-40X20 V175-40X20 I_S10i RY2

... ... ... ... ... ... ... ... ... o o o o o o o o o

V175-40X20 V175-40X20 V175-40X20 V175-40X20 V175-4CX20 V175-4DX20 V175-40X20 V115-4DX20 iSTOI RY1

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D4S E

EJEA

$ $ $ $ $ $ $ $ $ B V210-<10)(20 B V21D-40X20 B V210-<10X20 B V210-40X20 B V210-<IOX20 B V210-<IOX20 B V210-<IOX20 B V210-<IOX20 B STORY3

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V17r>-4DX20 V17s-40X20 V17'"_,...,0X20 V17s-40X20 V17G-.IOX20 V17s-40X20 V175-<IOX20 V17'"_,...,0X20 STOR Y1

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EJES

V210-<IOX20 V210-<IOX20 V210-'IOX20 V21n-40JC:10 V210-40X20 V210-40X20 V210-<IOX20 V210-40X20 STO RY3

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VI75-00X20 V17s-40X20 V175-00X20 V175-<IOX20 V175-<IOX20 V175-00X20 V175-<IDX20 V17fi-<IDX20 lsm RY2

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V175-<IDX20 V175-<IDX?O V17fi-'IDX?O VI75-00X20 V17fi-<10X?O V175-<IOX20 V17fi-<IDX20 V17!MOX?O ISTO RYI

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y IRAs E

EJEC Auscultación de columnas:

• • • • • • • • • • • • • y y y y

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30Dx500mm 300 x 500 nnn 1.52Xrelnt 1.90Xrelnf.

!IKJmmdt.m. :tonx400mm SOOx4:00 mm t.6"'rdnt. 1.90Krdnf. 1.4"'retnt.

CB ce CD CF CG Diámetro Diámetro Diámetro Diámetro Diámetro

#6 #6 #5 #6 #6

• • • • • V V

+· +· V

+· • • • • • • •

!OO:JIC !OD mm 300x300mm

1.SDC.relnt. 1.tnctdnf. lDOrnmdlam.

1.5~n::111l.

CK CL CM Diámetro Diámetro Diámetro

#5 #6 #5

Auscultación de vigas:

9 (2) (3) 0--: V175-40X:?O T V175-40X20 T. VI15-40X;?O V175-40X.o10 VI75-40X20

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0--- V17!t-'ll)2{20 V175-40X20 V175-40X20 V175-40X20 V175-40X20 V175-40X20 V175-40X20 V175-40X20

PRIMER NIVEL

9 (2) (3) 0--: VI75-40X20 T V175-40X2nT •. . o V175-40X20 V175-40X20 ¡:: ¡:: o ¡::

V175-40X;?O V175-40X7.0 VI75-40X20 Vt 7S-40X7.Q, )( ... g ¡¡; >< )( )( )( "' ... o o e )(

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SEGUNDO NIVEL

X7.0 V210-40X20 V210-40X7.0 V210-40X.?.O g g ¡:: g ¡¿ V2tc¡...;OX7.0 V210-40X;?() V21 0-40X2Q, )( )( )(

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0- V210--'IOX20 V210-'IOX20 V210-'IOX20 V210-'IOX20 V2t0--'IOX20 V210--'IOXZO V210--'IOXZO V2t0-'IOX20

TERCER NIVEL

Sección (m.) Cantidad de varillas al Diámetro

Edificio Elemento EJE centro de la del acero

Observaciones ancho peralte

viga

A,B,C 0.4 0.2 -- - Primer y segundo nivel

G1 Viga del1 al9 0.3 0.7 4 #6 Primer y segundo nivel del1 al9 0.3 0.7 6 #5 Tercer nivel

A,B,C 0.4 0.2 -- - Tercer nivel



Dirección : Campus UNI-FIC Fecha : 07/09/2004 Nombre del Edificio : G2

Fotografia:

Año de construcción: 1955 Nro. de pisos: 3 pisos + sótano Uso: Aulas Dimensiones en planta (m) :

E N rl

A ( )

4m

Inspector: ACV

28m

planta típica

E 00

Tipo de construcción: Pórticos con muros de albañileria de relleno de 15cm tercer· nivel y eje A. 25cm primer y segundo nivel excepto eje A. Losas aligeradas de 20 cm. Placas de 30cm en el sótano. Conservación: bien conservado

Elevaciones:

~~~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ yx•2y y ~ y ~ Y y V210- OX.20 V210-40X20 V210-40X20 V210-40X.20 V210-40X20 V210-40X20 V210-40X20 STORY4

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V175-40X20 V1 75-4GX.20 V175-4GX.20 V1 75-40X.20 V175-4GX20 V17!>-4GX.20 Y1 75-40X.20 STO RY3

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V175-4[)X20 Y175-40X.20 V175-40X20 V175-40X20 STO RY1

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V210-40X20 V210-40X20 V210-40X20 V210-40X20 V210-40X20 V210-40X20 V210-40X20 SJPRY4

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V175- OX20 Y175-40X20 V175-40X20 V17!>-40X20 V175-40X20 V175-40X20 V175-40X20 _s_rp RY3

B 8 B Q Q Q Q 8 u u o u V175- OX20 V17!>-40X20 V175-40X20 V17!>-40X20 Y175-40X20 V17>40X20 V175-40X20 ..Sl'..O RY2

Q 8 Q Q Q 8 Q Q u o u u u u

V175- OX20 V115-40X20 V175-40X20 V175-40X20 ..sm RY1

ü ü 3 3 3

X . IBASI e

EJEC

Auscultación de columnas:

• • • • • • • • • • • • • y y y .,

• +·· • +·· • +·. +· • • • • • • • • • • • • •

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1.52Hf'elnf. ···'"'ce CB CD CF CG

Diámetro Diámetro Diámetro Diámetro Diámetro #6 #6 #5 #6 #6

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y +· +· +· +· y

• +· • • • • • • • • • • • • • • •

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0- V175-40X20 V175·40X20 V175·40X20 V175..00X20 V175-40X20 V175..00X20 V17540X20

PRIMER NIVEL

(.)02)(2) (3) (4) (S) (6) (1) (a) ~ T V11sJox20 T V17S-40X20 T V115-40X20 T V17540X20 T V17540X20 T V115·40X20 T V17540X20 T

~ ~ ! ~ li! li! li! li! X X X )(

o o o o o o o

~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ > V175·40X2f V17540x:zf V175-40X2i V175-40X2f V17540x2f V115·40x:zf V175-40X:zf

o o ~ ~ e ~ e o

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V175·40X20 V175·40X20 V175-40X20 V175·40X20 V115-'IOX20 V175-'IOX20 V175..00X20

::it:l::iUNUU NIVtL

(.)02)(2) (3) (.') (S) (6) (1) (a) 0-:; Tv21oJox20 Tv21C-40X20 Tv210-'IOX20 T V210-40X20 TV210-40X20 TV210-40X20 Tv210-"0X2oT

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0- V210-40X20 V210-40X20 V210-40X20 V210·40X20 V21o-•ox:ro V210-<0X20 V210-'IOX20

TERCER NIVEL


Edificio Elemento EJE eentro de la del acero


viga A,B,C 0.4 0.2 -- - Del sótano al 2do. Nivel A,B,C 0.4 0.2 -- - Tercer nivel

G2 Viga del1 al8 0.3 0.7 5 #6 Sótano del1 al8 0.3 0.7 4 #6 Primero y segundo nivel


Tesis: Vulnerabilidad Sismica Estructural de los Edificios Principales de la FIC-UNI

Dirección : Campus UNI-FIC Fecha : 07/09/2004 Nombre del Edificio : G3

Fotografía:

Año de construcción: 1955 Nro. de pisos: 3 pisos + sótano Uso: Aulas Dimensiones en planta (m) :

0,.--

0 r-

E 11'1 ..,. ó .-1

~i' oE )

4m

Inspector: ACV

32m

E 00

planta tipica

• 1[\

1'

¡, ~' ¡,

E M .-t

Tipo de construcción: Pórticos con muros de albañilería de relleno de 15cm tercer nivel y eje A. 25cm primer y segundo nivel excepto eje A, eje 1 de 40cm. Losas aligeradas de 20 cm. Conservación: bien conservado

Elevaciones:

. ,..

"' "' "' " r. r. ¡:¡ "' u u u u u u u u

V17~~X20 V17~0X20 V17~0X20 V17~~X20 V17~0X20 V17S-40le20 V17~0X20 V17~ilX20 STO RV:l

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V176-40X20 V176-40><20 V176-40Í<2o V17~tX20 V17s-4CX20 V17s-4Cx2o V17s-40><20 V17s-40X20 1= RY2

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V176-40X20 V176-40X20 V17~0X20 V175-<0X20 V175-<0X20 VI75-4:X20 V176-40X20 V17i.40X20 STO RYI

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V210-AOX20

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TERCER NIVEL


Edificio Elemento EJE centro de la del acero


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del1 al9 0.3 0.7 4 #6 Primero y segundo nivel

del1 al9 0.3 0.7 6 #6 Tercer nivel


Tesis: Vulnerabilidad Sísmica Estructural de los Edificios Principales de la FIC~UNI

Dirección : Campus UNI~FIC Fecha: 23/11/2004 Nombre del Edificio : G4

Fotografia:

Año de construcción: 1955 Nro. de pisos: 4 pisos

Inspector: ACV

Uso: primer piso: Laboratorio, segundo:oficinas, tercero: biblioteca, cuarto: sala de lectura Dimensiones en planta (m) :

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Elevaciones:

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Edificio Elemento EJE varillas al Diámetro


centro de la del acero viga

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G4 Viga del1 al8 0.26 0.7 3 #6 Primero y segundo nivel

del1 al8 0.26 0.6 3 #6 Tercer nivel

del1 al8 0.3 0.6 3 #6 Cuarto nivel



Dirección : Campus UNI-FIC Fecha : 23111/2004 Nombre del Edificio : G5

Fotografia:

Inspector: ACV

Año de construcción: 1955, reforzado en 1969. Nro. de pisos: 4 pisos Uso: Primer nivel: laboratorios y oficinas, segundo y tercero: oficinas, cuarto: aulas. Dimensiones en planta (m) :

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Tipo de construcción: Pórticos con muros de albañilería de relleno de 25cm excepto parapetos del eje 1 que son de 15cm. Las placas son de 25cm y las losas aligeradas de 20 cm. Conservación: bien conservado.

Elevaciones:

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ANEX03

Estudio de Mecánica de Suelos

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL .

Laboratorio N° 2 - Mecánica de Suelos Lima.100- Perú Teléfono: (51-14) 811070Anexo 308- Telefax: 3813842

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA . FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

Laboratorio N° 2 - Mecánica de Suelos Lima 100- Perú Teléfono: (51-1fl) 811070Anexo 308- Telefax: 3813842

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COLOMBIA

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FIGURA N° 2: Mapa de Zonificación Sísmica del Perú, según el

Reglamento Nacional de Construcción (1997).

·UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE·INGENIERIA CIVIL Laboratorio N° 2 - Mecánica de Suelos

Lima 100- Perú Teléfono: (51-14) 811070 Anexo 308- Telefax: 3813842

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Leyenda:

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Prof= 4m- Profundidad de calicata

D3=4m -- Nombre de muestra y profundidad a la que fue tomada


LABORATORIO N°2 • MECANICA DE SUELOS

ESTUDIO DE SUELOS DE LA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL DE LA UNI

PLANO' ICA.CION 1 DPARbiDlft'D 1 toü .-oa:u ' UlU Dl8'liii!O ' ......,

UBICACION DE CALICATAS, ZAPATAS AUSCULTADAS Y ElES IDRICCID!I' 1 A'f ~ 'I'UPAC AIWIU B/ff

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Leyenda:

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PLANO •


LABORATORIO N•2 - MECANICA DE SUELOS

ESTUDIO DE SUELOS DE LA FACULTAD DE JNGENIERIA CML DE LA UNI

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UBICACION DE DETALLE DE ZAPATAS AUSCULTADAS

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Laboratorio N° 2 - Mecánica de Suelos


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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA . FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

Laboratorio N° 2 - Mecánica de Suelos Lima 100- Perú Teléfono: (51-14)·811070 Anexo 308- Telefax: 3813842

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD D'E INGENIERIA CIVIL Laboratorio N° -2 - Mecánica de Suelos


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· ANEX04

Resultados del Ensayo de Microtrepidaciones

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de Ingeniería Civil

CENTRO PERUANO -JAPONÉS DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN DE DESASTRES

MEDICIÓN DE VIBRACIONES CON MICROTREMOR

VELOCIDADES

NOMBRE DEL SOLICITANTE: Bach. Audry Camacho V.; Bach. Karina Barbaza

IDENTIFICACIÓN DEL PUNTO: Punto-G1

UBICACIÓN: Edificio G1, Facultad de Ingeniería Civil, UNI, Rimac-lima.

FRECUENCIA: 1OOHZ FILTRO PASA ALTO: 0.1 HZ

TIEMPO DE MUESTREO: 40.00seg.

g1-v-ch1

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-1.00E+04

o 10 20 30 40

Ttefl1lO (seg.)






UBICACIÓN: Edificio G1, Facultad de Ingeniería Civil, UNI, Rimac-Lima.

FRECUENCIA: 1OOHZ FILTRO PASA ALTO: 0.1 HZ

T lEMPO DE MUESTREO: 40.00seg

g2-v-ch1

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o 10 20 30 40

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NOMBRE DEL SOLICITANTE: Bach. Audry Camacho V.; Bach. Karina Barboza



FRECUENCIA: 100HZ FILTRO PASA ALTO: 0. 1HZ


g3-v-ch1

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T~errpo (seg.)

g3-v-ch3

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Tierrpo (seg.)

30 40

30 40

30 35 40


CENTRO PERUANO ~JAPONÉS DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN DE DESASTRES


NOMBRE DEL SOLICITANTE: Bach. Audry Garnacha V.; Bach. Karina Barbaza



FRECUENCIA: 50HZ F 1 L TRO PASA ALTO: 0.1 HZ

TIEMPO DE MUESTREO: 20.00seg

g4-v-ch1

2.00E+02 .-------------------

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15 20

15 20

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

Facultad de Ingeniería Civil





UBICACIÓN: Edificio G1, Facultad de Ingeniería Civil, U NI, Rimac-Lima.

FRECUENCIA: 50HZ FILTRO PASA ALTO: 0. 1HZ


g5-v-ch1

1.00E+()1 .,------------------

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lierrpo (seg.)

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GRÁFICOS DE LA TRANSFORMADA DE FOURIER

VELOCIDAD

PUNTO-G1

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T.F. FICG1-v-CH2

31 FRECUENCIA (HZ)

T.F. FICG1-v-CH3

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3600

3100

2600

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1600

1100

600

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4600

4100

3600

3100

2600

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1600

1100

600

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14000

12000

10000

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VELOCIDAD

PUNTO-G2

T.F. FICG2-v-CH1

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VELOCIDAD

PUNTO-G3

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T.F. FICG3-v..CH3

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VELOCIDAD

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T.F. FICG4-v-CH1

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21

T.F. FICG4-v-CH3

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VELOCIDAD

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T.F. FICG5-v...CH1

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5 10 15 20 25 FRECUENCIA (HZ)

T.F. FICG5-v...CH2

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FRECUENCIA (HZ)

30

30

30

ANEXO 5

Archivo Fotográfico

FOTO N° 1:

FOTO N° 2:

1

Vista actual de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de Ingeniería. A esta infraestructura se le realizará un estudio de vulnerabilidad sísmica .

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Placa recordatoria de la inauguración de los edificios de laboratorio y aulas objeto de este estudio.

FOTO No 3:

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FOTO No 4:

Uso del detector de acero para ubicar fierro en placas. Edificio GS.

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Detección de acero en vigas. Se accedió por el techo y se quitó el pastelero hasta encontrar la viga.

FOTO No 5:

FOTO N° 6:

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Una vez localizado el acero, se retiró el recubrimiento para comprobar que el diámetro de la barra corresponde al reportado por el detector de acero.

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Medición del diámetro del acero en columnas. Edificio 2 piso 3. Nótese también la marca de la extracción de testigo diamantino.

FOTO No 7:

FOTO No 8:

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Auscultación de acero longitudinal de columna central del edificio 3 piso 3. Las auscultaciones fueron hechas aproximadamente a la mitad de las columnas.

Auscultación de zapata Z1-1 del edificio G1.

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FOTO No 9: Auscultación de zapata Z1-2 del edificio G1.

FOTO N° 10: Auscultación de zapata Z1-3 del edificio G1.

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l_-FOTO No 13: Auscultación de zapata Z2-2 del edificio G2.

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FOTO N° 15: Auscultación de zapata ZS-1 del edificio GS.

VULNERABILIDAD SÍSMICA ESTRUCTURAL DE LOS...

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