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FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

DOCENTE

:

Ms. Ing. BADA ALAYO DELVA Ing. GONZALO HUGO DIAZ GARCÍA

ASIGNATURA

:

INGENIERIA ANTISISMICA.

ESTUDIANTE

:

GERONIMO HERNAN ATALAYA CACHA

TAREA

:

Actividad N° 04: Trabajo Colaborativo I Unidad

TEMA

:

VULNERABILIDAD SÍSMICA EN EDIFICACIONES

CHIMBOTE - PERU 2017

INFORME EVALUACIÓN DE VULNERABILIDAD SISMICO EN EDIFICACIONES

1.- ANTECEDENTES En las últimas décadas, la vulnerabilidad a los impactos de las amenazas naturales ha aumentado a nivel mundial como consecuencia de una expansión urbana rápida y desordenada. En muchos casos no se han tomado en cuenta las medidas preventivas adecuadas en el diseño de la infraestructura, control de la calidad de la construcción o su mantenimiento, como ejemplo tenemos el terremoto producido en México setiembre 2017 de 8.2 en la escala de Richter con el 307 murtos y del Perú en de agosto de 2007 en Pisco de 7,9 grados de magnitud que dejó 596 muertos, más de 1,200 heridos. Existe una gran diferencia de desastre en edificaciones en México en comparación del Perú, en muchos casos no se han tomado en cuenta las medidas preventivas adecuadas en el diseño de la infraestructura, ubicación y control de calidad de la construcción, debido a la falta de conocimientos y como resultado tenemos consecuencia de vulnerabilidad sísmica de las edificaciones.

1.- OBJETIVO Los estudios que evalúan la vulnerabilidad sísmica de las edificaciones tienen como fin, brindar información que ayude a conseguir una mayor certeza acerca del comportamiento de las estructuras en un evento de sismo, utilizando método del índice de vulnerabilidad, El presente trabajo se dedica al estudio de la vulnerabilidad y riesgo sísmico de las edificaciones esenciales. Se destaca la relevante función que desempeñan en la atención y gestión de la emergencia debido a sismos y la necesidad de crear un cuerpo de prescripciones específicas que permita adecuar las edificaciones existentes y construir con normas establecidos en el Reglamento Nacional de Edificación, y determinar el tipo de daño originados. Además debemos conocer qué se entiende por vulnerabilidad.

3.- MARCO TEORICO

Atendiendo el objetivo de esta investigación, en el presente se describirán en detalle, aquellos conceptos y generalidades referentes a análisis de vulnerabilidad sísmica de estructuras

mediante un análisis estático no lineal, así también como se definirán los parámetros que intervienen en las normas a utilizar. En la actualidad las normas sísmicas dictan que una estructura sometida a sismos moderados puede experimentar daño estructural, pero no definen claramente el concepto de daño, ni la metodología para su cuantificación. El proceso de evaluar e interpretar el daño es difícil, ya que son muchas las variables que hacen complejo su modelación.

3.1.-LA VULNERABILIDAD SÍSMICA La vulnerabilidad sísmica de una estructura, un grupo de estructuras o una zona urbana completa, se define como su predisposición intrínseca a sufrir daños en caso de un movimiento sísmico de una intensidad determinada. 3.2.- CLASIFICACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA De acuerdo a las características de las componentes involucradas, realizamos la siguiente clasificación: VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL. Se refiere a aquellas partes de una edificación que la mantienen en equilibrio estable. Esto incluye cimentación, vigas, columnas, muros portantes, diafragmas (entendidos estos como los pisos y techos diseñados para transmitir fuerzas horizontales, como las de sismos, a través de las vigas y columnas hacia la cimentación). Esto significa que el aspecto estructural

debe

ser

considerado durante la etapa de diseño y construcción, cuando se trata de un nuevo edificio, o durante una etapa de reparación, remodelación o mantenimiento, cuando se trata

de

un

edificio

ya

construido. Por

otra

parte,

en

la

planificación de un edificio nuevo, es necesario tener en cuenta que una de las mayores causas de daños en edificaciones

han sido los esquemas arquitectónico-estructurales nocivos. Puede decirse de manera general que el alejamiento de formas y esquemas estructurales simples es castigado fuertemente por los sismos.

VULNERABILIDAD NO ESTRUCTURAL. El término no estructural se refiere a aquellos componentes de la edificación que están unidas a las partes estructurales (tabiques, ventanas, techos, puertas, cerramientos, cielos rasos, etc.), que cumplen funciones esenciales en el edificio (gasfitería, calefacción, aire acondicionado, conexiones eléctricas, etc.), o que simplemente están dentro de las edificaciones (equipos, mecánicos, muebles, etc.); pudiendo así agruparlas en tres categorías: arquitectónicas, instalaciones y equipos. Un edificio puede quedar en pie luego de un desastre y quedar inhabilitado debido a daños no estructurales. Un estudio de vulnerabilidad no estructural busca determinar la susceptibilidad a daños que presentan estos elementos, los cuales pueden verse afectado por sismos moderados y por tanto más frecuentes durante la vida útil de la edificación.

En cambio, los elementos estructurales se verán afectados frente a sismos severos y poco frecuentes. Por ejemplo, no basta con que un hospital simplemente no se caiga después de un sismo, sino que debe seguir funcionando como hospital. Debido a la alta probabilidad de ocurrencia de los sismos que pueden afectar a los componentes no estructurales, es necesario tomar las medidas necesarias para proteger estos elementos.

VULNERABILIDAD FUNCIONAL (ADMINISTRATIVA-ORGANIZATIVA) Este concepto se refiere, por un lado, a la distribución y relación entre los espacios arquitectónicos y los servicios de las edificaciones indispensables (por ejemplo, hospitales) y por otro a los procesos administrativos (contrataciones, adquisiciones, rutinas de mantenimiento, etc.) y a las relaciones de dependencia física y funcional. Una adecuada zonificación y relación entre las áreas que componen el establecimiento puede garantizar, no solamente un adecuado funcionamiento en condiciones de normalidad, sino también en caso de emergencia y desastres.

3.3.-ELEMENTOS DETERMINAN LA VULNERABILIDAD SÍSMICA La vulnerabilidad está directamente relacionada con las características del diseño y la construcción de la estructura.

MAPA DE ZONAS SISMICAS EN EL MUNDO

Para el diseño de la estructura es tener en conocimiento la vulnerabilidad sísmica de la zona donde se edificara y es uno de los factores determinantes del riesgo sísmico total, además de que constituye una herramienta clave para los planes de mitigación de desastres.

3.4.-REDUCCIÓN EL RIESGO SÍSMICO Existen básicamente dos alternativas: 1. Construir la edificación en una zona de baja peligrosidad sísmica. Esto es viable únicamente para las estructuras que aún no se han construido. Dicha solución puede llevarse a cabo mediante una planificación física y urbana adecuada, con ayuda de estudios de microzonificación.

2. Reducir la vulnerabilidad de la estructura. En el caso de estructuras que se van a construir, la reducción puede realizarse mediante el mejoramiento de los códigos y por medio de una supervisión estricta de los procesos constructivos. La reducción de la vulnerabilidad sísmica

de estructuras existentes puede efectuarse mediante el reforzamiento adecuado de las mismas, luego de que un profesional competente realice los estudios y recomendaciones pertinentes. En el caso de estructuras que representen alta peligrosidad, en que la medida anterior no arroje resultados satisfactorios o resulten antieconómicos, la edificación ha de ser demolida.

4..- MECANISMOS DE EVALUACIÓN DE VULNERABILIDAD SÍSMICA Organismos como la FEMA (Federal Emergency Management Agency), el ACI (American Concrete Institute) y la ASCE (American Society of Civil Engineers), en Peru tenemos IGP y INDECI, se han dedicado a crear y mejorar continuamente una serie de documentos y recomendaciones con los cuales es posible evaluar de manera práctica la posible respuesta de una edificación frente a un sismo. Según estos documentos, existen diferentes niveles de evaluación:

1. Inspección visual rápida: consiste en asignar una calificación a cada parámetro de vulnerabilidad localizado por simple inspección visual del edificio. A la calificación básica se adiciona o se resta la calificación recibida por los parámetros modificadores de vulnerabilidad, obteniendo con ello una calificación final de la estructura.

2. Análisis detallado: consiste en hacer un levantamiento de las dimensiones en planta y

elevación de la estructura, determinar las propiedades de los materiales existentes (resistencia, estado actual y posibles daños), e identificar el tipo de suelo sobre el cual se cimentó la estructura, para luego crear un modelo estructural a través del cual –por medio de una análisis estructural detallado y aplicando una caracterización específica de los efectos sísmicos– se determine el nivel de daños que sufriría la edificación ante este movimiento telúrico.

3. Instrumentación: se colocan sobre la edificación instrumentos electrónicos de medición de vibraciones (acelerómetros). A partir de las mediciones de vibraciones ambientales se utilizan algoritmos computacionales especializados para descodificar las propiedades básicas que rigen la respuesta sísmica de la estructuras, es decir, sus formas modales, frecuencias de vibración, amortiguamiento, e interacción con el suelo circundante. Con estas propiedades ya determinadas es posible realizar un análisis estructural más detallado sobre el comportamiento sísmico de la edificación, ya que se hace un análisis basado en propiedades reales medidas. Es casi como colocarle un “estetoscopio” a la edificación.

5.- EVALUACIÓN DE VULNERABILIDAD SÍSMICA MÁS PROFUNDA Se utilizan programas de computadora especializados para la simulación sísmica y sensores de última generación para determinar las propiedades de masa y rigidez interna de la estructura que gobierna su respuesta sísmica. Estos sensores permiten ir más allá de los análisis convencionales y de la apariencia superficial de las estructuras, y determinar con exactitud las propiedades dinámicas reales que determinan su vulnerabilidad sísmica. También permiten identificar la interacción real entre la edificación en su estado actual y el suelo que la rodea. Esta información, registrada en equipos y computadoras dispuestos para esos fines, es luego procesada y analizada por expertos para determinar la capacidad de respuesta sísmica de la estructura, mediante el uso de programas (software) especiales, que al finalizar en su informe indican: El resultado de la evaluación del diseño estructural original frente a las normativas vigentes. El resultado de la evaluación de la estructura tal como fue construida, para reconocer su grado de fidelidad con el diseño. El resultado de la evaluación dinámica de la estructura según los datos registrados por los acelerómetros, frente al modelo para la cual fue diseñada.

El resultado del análisis de la estructura frente a modelos simulados de eventos ocurridos de datos conocidos.

6.- MATRIZ DE ANÁLISIS DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA DE UNA EDIFICACION

7.-

MÉTODOS

PARA

EVALUAR

LA

VULNERABILIDAD

SÍSMICA

DE

EDIFICACIONES EXISTENTES Los métodos se agrupan en dos categorías generales (figura 106), los de vulnerabilidad calculada y de vulnerabilidad observada (Caicedo et al, 1994). En la primera se utilizan técnicas de modelación estructural para simular el comportamiento sísmico bajo cargas dinámicas y resultados de ensayos de materiales en el laboratorio, que sirven para determinar el índice global de daño que puede presentar la edificación, y se calibra a partir del daño real observado de las estructuras sometidas a movimientos telúricos anteriores. Dentro de esta categoría se encuentran los métodos analíticos. Los métodos de la segunda categoría se fundamentan en la observación del daño ocurrido en estructuras durante terremotos, mediante el levantamiento en campo de índices de vulnerabilidad o la opinión subjetiva de expertos sobre el comportamiento sísmico de diferentes tipologías constructivas. Dentro de esta categoría se encuentran los métodos subjetivos ó cualitativos.

MÉTODOS ANALÍTICOS. La evaluación de la vulnerabilidad sísmica de edificaciones existentes por métodos analíticos se fundamenta en los principios utilizados para el diseño de estructuras nuevas estipuladas en los códigos de construcción. La evaluación de estructuras existentes por métodos analíticos se concentra primordialmente en la modelación de edificios de hormigón armado, en los cuales se utilizan modelos mecánicos para representar su comportamiento histerético, con el fin de

determinar los niveles de daño para los elementos estructurales o de la estructura misma en su conjunto (Caicedo et.al, 1994). Según Caicedo et.al (1994), los problemas asociados con los métodos analíticos, básicamente provienen de las dificultades intrínsecas de la modelización matemática de las estructuras reales. Uno de los inconvenientes de la utilización de los métodos analíticos se presenta a la hora de calibrar el indicador de daño calculado con el daño real observado en las edificaciones después de un sismo. Las múltiples incertidumbres para evaluación del daño sísmico de una estructura, surgen desde el planteamiento de las hipótesis del modelo para el análisis estructural y la selección de los movimientos sísmicos del terreno. Respecto al análisis estructural, las propiedades reales de los materiales y de los elementos estructurales pueden llegar a ser muy diferentes de las asumidas para el análisis y, en la mayoría de los casos, desconocidas.

MÉTODOS SUBJETIVOS Estos métodos no son desarrollados para obtener una evaluación precisa de la vulnerabilidad de edificios sino, más bien, para dar una idea sobre el comportamiento sísmico que se puede esperar de toda una zona urbana como herramienta imprescindible en los planes de mitigación de desastres. Una de las características más importantes de estos métodos es la de introducir la opinión subjetiva del experto y la utilización de datos empíricos como fuente de conocimiento para la evaluación de la vulnerabilidad. Generalmente, los métodos subjetivos hacen uso de formularios de encuesta o de levantamiento (survey forms), los cuales son rellenados por personal capacitado durante las investigaciones de campo. Existen básicamente dos tipos de formularios: a) Levantamiento de daños: Se utilizan para recoger los datos de daño de las estructuras, después de ocurrido un terremoto. Estos datos se utilizan para múltiples propósitos, como por ejemplo, para saber a cuánto ascienden las pérdidas materiales o para el estudio de la vulnerabilidad de las estructuras por medio de un análisis estadístico. b) Levantamiento de vulnerabilidad: Se utilizan para recoger los datos sobre las características de las estructuras, tales como, sus dimensiones, tipos de material, etc.; necesarios para la

determinación de su vulnerabilidad.

BIBLIOGRAFIA

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Disponible

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http://www.cismid.

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