1 UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE I
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UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
VULNERABILIDAD SÍSMICA, DE LAS VIVIENDAS AUTOCONSTRUIDAS DE MAMPOSTERÍA EN EL CERCADO DE AMARILIS-2015
PROYECTO DE TESIS INGENIERÍA CIVIL
TESISTA: VALENTÍN VALVERDE EMERSON
ASESOR: MSC. ERASMO FERNÁNDEZ SIXTO
HUÁNUCO PERÚ 2015
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RESUMEN La presente investigación se basará en el estudio de la vulnerabilidad sísmica, de las viviendas autoconstruidas de mampostería en el Cercado de Amarilis, específicamente para la determinación la vulnerabilidad sísmica, donde se identificará los parámetros más importantes que controlan el daño en un edificio ante una solicitación sísmica de magnitudes severas, con la finalidad de realizar una calificación global de la vivienda, aplicando el método de índice de vulnerabilidad, para ello se realizará una investigación de tipo descriptivo y bibliográfico y se determinará una serie de técnicas e instrumentos de recolección de datos como el análisis de fuentes, la encuesta, censos y la observación, el objetivo de la investigación es reducir la vulnerabilidad sísmica planteando un modelo estructural adecuado, seguro y económico.
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SUMMARY
This research was based on the study of the seismic vulnerability of self-built houses in the Fencing Amarilis , specifically for determining the seismic vulnerability , where the most important parameters that control the damage a building to seismic solicitation will identify severe magnitudes , in order to make an overall rating of housing, applying the method of vulnerability index for this research descriptive and bibliographic will be conducted and a number of techniques and tools for data collection and analysis will be determined sources , the survey , census and observation, the objective of the research is to reduce the seismic vulnerability raising adequate , safe and economical structural model .
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ÍNDICE
I.
GENERALIDADES .............................................................................................................. 6
II.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................................... 7 2.1.
2.1.1.
Antecedentes ................................................................................................. 7
2.1.2.
Fundamentación del Problema ................................................................... 9
2.2.
Formulación del Problema. ................................................................................ 10
2.2.1.
Problema General ....................................................................................... 10
2.2.2.
Sistematización del Problema ................................................................... 10
2.3.
Objetivos ............................................................................................................... 11
2.3.1.
Objetivo General:......................................................................................... 11
2.3.2.
Objetivo Específico: .................................................................................... 11
2.4.
Justificación e importancia. ................................................................................ 11
2.5.
Limitaciones y alcances ..................................................................................... 13
III.
MARCO TEÓRICO ....................................................................................................... 14
3.1.
Revisión de estudios realizados. ...................................................................... 14
3.2.
Conceptos Fundamentales. ............................................................................... 17
3.3.
Marco situacional. ............................................................................................... 20
IV.
HIPÓTESIS, VARIABLES, INDICADORES Y DEFINICIONES OPERACIONALES ................ 21
4.1.
Hipótesis: General y Específicas ...................................................................... 21
4.1.1.
Hipótesis General ........................................................................................ 21
4.1.2.
Hipótesis Especifico .................................................................................... 21
4.2.
Sistema de Variables-Dimensiones e Indicadores ........................................ 22
4.2.1.
Variable Dependiente ................................................................................. 22
4.2.2.
Variable Independiente............................................................................... 22
4.3. V.
Antecedentes Y Fundamentación Del Problema ............................................. 7
Definición Operacional de Variables, Dimensiones e Indicadores .............. 23
MARCO METODOLÓGICO .............................................................................................. 24 5.1.
Nivel y Tipo de Investigación. ............................................................................ 24
5.1.1.
Nivel de Investigación ................................................................................. 24
5.1.2.
Tipo De Investigación ................................................................................. 24
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5.2. VI.
Diseño de la Investigación. ................................................................................ 25 UNIVERSO/POBLACIÓN Y MUESTRA .......................................................................... 28
6.1.
Determinación del Universo/Población. ........................................................... 28
6.2.
Selección de la Muestra. .................................................................................... 28
VII.
TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN Y TRATAMIENTO DE DATOS. ........................................ 29
7.1.
Fuentes, técnicas e instrumentos de recolección de datos. ......................... 29
7.1.1.
Fuentes ......................................................................................................... 29
7.1.2.
Técnicas e instrumentos de recolección de datos ................................. 29
7.2. VIII.
Procesamiento y presentación de datos. ........................................................ 30 ASPECTOS ADMINISTRATIVOS Y PRESUPUESTALES. .................................................. 33
8.1.
Potencial humano................................................................................................ 33
8.2.
Recursos materiales y equipos. ........................................................................ 33
8.3.
Recursos financieros y costos. ......................................................................... 34
8.4.
Cronograma de Acciones. ................................................................................. 35
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................................. 36
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I.
GENERALIDADES
Título de la investigación: VULNERABILIDAD SÍSMICA, DE LAS VIVIENDAS AUTOCONSTRUIDAS DE MAMPOSTERÍA EN EL CERCADO DE AMARILIS-2016. TESISTA.
: VALENTÍN VALVERDE EMERSON PAVEL
ASESOR
: MSC. ERASMO FERNÁNDEZ SIXTO
FECHA DE INICIO
:
FECHA PROBABLE DE TÉRMINO.
:
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II.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 2.1. Antecedentes y Fundamentación del Problema 2.1.1.
Antecedentes
A Nivel Internacional “EVALUACIÓN
DE
LA
VULNERABILIDAD
SÍSMICA
DE
VIVIENDAS DE MAMPOSTERÍA EN ESTRATOS UNO Y DOS SEGÚN TIPIFICACIÓN DE ESTRUCTURA” El objetivo de este proyecto es el de observar la vulnerabilidad de sistemas de mampostería no reforzada que no cumplen con las Normas Colombianas de diseño y Construcción Sismo Resistente (NSR-98) en estratos 1 y 2 localizados en zonas de riego sísmico medio-alto en la ciudad de Bogotá, mediante modelos a escala reducida sometidos a carga sísmica en la base. (SAFINA, S.) 1 A Nivel Nacional “ANÁLISIS
DE
LA
VULNERABILIDAD
SÍSMICA
DE
LAS
VIVIENDAS INFORMALES EN LA CIUDAD DE TRUJILLO” La investigación genera una metodología simple para determinar el riesgo sísmico de viviendas informales de albañilería confinada en la ciudad de Trujillo. Para ello se ha analizado las características
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Girardo Galvevis J. Evaluación de Vulnerabilidad Sísmica En Viviendas de Mampostería en estratos uno y dos según tipificación De La estructura [Tesis para optar el titulo de ingeniería civil]. Bogota – Colombia, Editorial del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, 2012.
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técnicas, así como los errores arquitectónicos, constructivos y estructurales de viviendas construidas informalmente. La mayoría de las viviendas autoconstruidas de mampostería o informales carecen de diseño arquitectónico, estructural y se construyen con materiales de baja calidad. (LAUCATA J.) 2 Nivel Local “EVALUACIÓN SÍSMICA DE VIVIENDAS AUTOCONSTRUIDAS DE MAMPOSTERÍA EN LA CIUDAD DE CAYHUAYNA – HUÁNUCO” Existen muros de corta dirección en la dirección transversal y el edificio representativo presenta pocos muros estructurales cuyas dimensiones en planta superan los 3m y típicamente se observa que existen 2 muros perimetrales de gran longitud (20m aprox.) en la dirección longitudinal, debido a esto se concluye que tienen buena rigidez en dicha dirección, además la cantidad de pisos representativo es de 3 pisos y su perímetro se encuentra limitado por otras viviendas adyacentes en 3 de sus cuatro lados los muros portantes de las viviendas principalmente están conformados por ladrillos. (Salvador O.)3
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Laucata Luna J. Análisis de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas informales en la ciudad de Trujillo [Tesis para optar el título de Ingeniero Civil]. Lima – Perú, Fondo Editorial de la PUCP, 2013. 3 Salvador Salazar O. Evaluación Sísmica de Viviendas Autoconstruidas en la Ciudad de Cayhuayna [Tesis para optar el título de Ingeniero Civil]. Huánuco – Perú, Editorial: Unheval, 2013.
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2.1.2.
Fundamentación del Problema
La demanda de vivienda en el Cercado de Amarilis, es alta, ya que las familias que se asientan son generalmente de otras provincias y de bajos recursos económicos. Este problema y la realidad económica de los pobladores hacen que un gran número de familias con limitados recursos económicos, opten por la autoconstrucción, esto significa que el poblador edifica su propia vivienda sin asesoría técnica de profesionales capacitados (ingenieros o arquitectos), contratando albañiles o maestros de obra para que realicen la construcción, lógicamente que estas personas no tienen la capacidad de realizar los diseños sismo resistentes, esto se agudiza por las invasiones de pobladores que migran de las provincias alto andinas del departamento de Huánuco, por lo tanto crece la necesidad de vivienda y construyen ellos mismos, sin embargo esto se convierte en un gran problema en caso de ocurrencia de sismos, la falta de asistencia técnica, promoción y financiamiento, hace que el proceso de construcción de vivienda sea “informal”, es decir, el sistema de autoconstrucción, al no tener asesoría técnica, adquiere una dinámica propia que supera todas las barreras formales.
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2.2. Formulación del Problema. 2.2.1. Problema General ¿Por qué es necesaria la determinación de la Vulnerabilidad Sísmica de las viviendas autoconstruidas de mampostería en el cercado de amarilis en caso de ocurrencia de sismos de magnitudes severas? 2.2.2.
Sistematización del Problema
1. ¿Cuánto influye la economía de los pobladores para realizar la autoconstrucción de sus viviendas en el Cercado de Amarilis? 2. ¿Cuál ha sido el comportamiento de las viviendas autoconstruidas de mampostería hasta ahora, durante los eventos sísmicos sucedidos en el Cercado de Amarilis? 3. ¿Qué elementos estructurales son más vulnerables ante un evento sísmico en las viviendas autoconstruidas de mampostería? 4. ¿Cuál es el grado de seguridad que ofrecen estas viviendas autoconstruidas de mampostería frente a un evento sísmico?
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2.3. Objetivos 2.3.1.
Objetivo General:
Determinar
la
Vulnerabilidad
Sísmica
de
las
viviendas
autoconstruidas de mampostería en el cercado de Amarilis para sismos de magnitudes severas. 2.3.2.
Objetivo Específico:
1. Conocer las principales características estructurales y las deficiencias de las viviendas autoconstruidas de mampostería en el Cercado de Amarilis. 2. Obtener un diagnóstico preliminar y local de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas autoconstruidas de mampostería en el Cercado
de
Amarilis,
donde
la
autoconstrucción
está
generalizada en gran parte de la población. 3. Evaluar el estado actual de los elementos estructurales de las viviendas autoconstruidas de mampostería en el Cercado de Amarilis. 2.4. Justificación e importancia. a) Científica Es necesario, realizar un estudio sobre la vulnerabilidad sísmica de las viviendas autoconstruidas de mampostería en el Cercado de Amarilis debido a que está ubicada en la zona central de nuestro país, (zona 2actividad sísmica intermedia, según la NTE E.030. Por ello es importante estudiar el estado en que se encuentran las viviendas autoconstruidas de mampostería, realizar ensayos de resistencia y con
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los resultados se busca cambiar el rumbo de estas construcciones, plantear mejoras en su diseño, estructuración y proceso constructivo y si es necesario hacer el respectivo reforzamiento de las viviendas autoconstruidas de mampostería existentes, con el propósito de disminuir la vulnerabilidad sísmica de este tipo de viviendas. b) Económica Es necesario, hacer un estudio vulnerabilidad sísmica de las edificaciones autoconstruidas en el Cercado de Amarilis debido a su importante crecimiento poblacional, económico y social en estos últimos años.
c) Social Es importante entender la real magnitud de la vulnerabilidad sísmica de las edificaciones autoconstruidas ante un posible evento sísmico, por ser un fenómeno natural inevitable, cuya acción es capaz de producir catástrofes y por lo tanto, deben ser considerados en el momento de proyectar la edificación, en tal sentido es de suma importancia mejorar el diseño sísmico en las estructuras nuevas, así como el comportamiento de las edificaciones autoconstruidas existentes , para reducir el número de víctimas en caso de un evento sísmico.
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2.5. Limitaciones y alcances 2.5.1. Limitaciones
Desconocimiento del número exacto de familias que habitan en viviendas autoconstruidas de mampostería.
Otro de los límites del trabajo es que no se podrá determinar el comportamiento real de las estructuras a estudiar, ya que no contamos con equipos para realizar ensayos de carga lateral cíclica.
2.5.1. Alcances
El estudio abarca a las viviendas autoconstruidas de mampostería unifamiliares, bi familiares y multifamiliares del Cercado de Amarilis que están hechas de albañilería confinada con unidades de arcilla que no cumplen las especificaciones técnicas mínimas,
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III.
MARCO TEÓRICO 3.1. Revisión de estudios realizados. Jairo Andrés Giraldo Galvis, en el año 2012, desarrollo en la Universidad Universidad de los Andes de Colombia, una tesis para optar el título de Ingeniero Civil “EVALUACIÓN DE VULNERABILIDAD SÍSMICA EN VIVIENDAS DE MAMPOSTERÍA EN ESTRATOS UNO Y DOS SEGÚN TIPIFICACIÓN DE LA ESTRUCTURA” El objetivo de este proyecto de grado fue el de observar la vulnerabilidad de sistemas de mampostería no reforzada que no cumplen con las Normas Colombianas de diseño y Construcción Sismo Resistente (NSR-98) localizados en zonas de riego sísmico medio-alto en la ciudad de Bogotá, mediante modelos a escala reducida sometidos a carga sísmica en la base.. Esta investigación llegó a la conclusión que el mecanismo de falla que se pudo observar, quedo claro que tan vulnerable puede llegar a ser esta estructura ya que aunque los resultados de este tipo de ensayos son más cualitativos que cuantitativos al compararlos con la realidad, si los comparamos con otros modelos a escala podemos ver que esta estructura fallo por completo cuando se le aplicó una aceleración de 0.6 g lo cual al compararlo con otras estructuras a escala construidas de la misma manera es una aceleración relativamente baja, sobre todo si se tiene en cuenta que cuando esta estructura falla, el colapso de esta es inminente ya que carece de refuerzos lo que nos indica que definitivamente esta es una de las estructuras mas vulnerables ante la aparición de un evento sísmico ya que después de la aparición de las primeras fallas el colapso de la estructura puede suceder en cualquier momento y por consiguiente genera gran peligro para los habitantes de este tipo de edificaciones. . 1
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Roberto Ángel Flores De los Santos, en el año 2012 desarrollo en la universidad católica del Perú una Tesis para optar el título de Ingeniero Civil titulado “DIAGNOSTICO PRELIMINAR DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA DE LAS AUTOCONSTRUCCIONES EN LIMA, cuyo objetivo de Esta investigación es él estudió de las principales características de las viviendas autoconstruidas de mampostería y contribuir a la reducción de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas autoconstruidas de mampostería, además de conocer las principales características estructurales y obtener un diagnóstico preliminar y local de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas autoconstruidas de mampostería en dos distritos de la ciudad de Lima, donde la autoconstrucción está generalizada. Otro problema frecuente se debe a que muchas veces los pobladores, por desconocimiento, construyen sus viviendas en zonas que no son sísmicamente adecuadas, como suelo no consolidado, zonas de gran pendiente, quebradas entre cerros y rellenos. 2
Johan Edgar Laucata Luna, en el año 2013 desarrollo en la universidad católica del peru una tesis Tesis para optar el título de Ingeniero Civil titulado “ANÁLISIS DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA DE LAS VIVIENDAS INFORMALES EN LA CIUDAD DE TRUJILLO”, cuyo objetivo fue contribuir en la disminución de la vulnerabilidad sísmica en las viviendas informales de albañilería confinada en el Perú. Esto involucra conocer las características de las viviendas informales, realizar un análisis de la vulnerabilidad sísmica. Y finalmente proporcionar una solución para mitigar el riesgo sísmico de las viviendas informales de albañilería confinada. Se llegó a las conclusiones de que la ciudad de Trujillo sufrió durante su historia varios eventos naturales, entre sismos e inundaciones. El
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fenómeno del Niño, los constantes sismos, la cercanía al mar y el suelo arenoso, generan un ambiente de riesgo permanente. Se identificó que los distritos de Porvenir y Víctor altamente poblados y representativos de Trujillo, de características morfológicas diferentes. En ambos distritos se construye a través de la construcción informal y la autoconstrucción. 3 Owner Habacuc Salvador Salazar, en el año 2014 desarrollo en la universidad Nacional Hermilio Valdizan desarrollo una Tesis para optar el título de Ingeniero Civil titulado “EVALUACIÓN SÍSMICA DE VIVIENDAS AUTOCONSTRUIDAS DE MAMPOSTERÍA EN LA CIUDAD DE CAYHUAYNA – HUÁNUCO”, cuyo objetivo fue estudiar el comportamiento estructural tales como resistencia lateral y rigidez de las viviendas típicas en la ciudad de Cayhuayna- Huánuco, identificando que Existen muros de corta dirección en la dirección transversal y el edificio representativo presenta pocos muros estructurales cuyas dimensiones en planta superan los 3m y típicamente se observa que existen 2 muros perimetrales de gran longitud (20m aprox.) en la dirección longitudinal, y llego a la conclusión que tienen buena rigidez en dicha dirección. 5
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3.2. Conceptos Fundamentales. 3.2.1. Vulnerabilidad sísmica. La vulnerabilidad sísmica es un conjunto de parámetros capaz de predecir el tipo de daño estructural, el modo de fallo y la capacidad resistente de una estructura bajo unas condiciones probables de sismo. 6 3.2.2.
Viviendas auto-construidas.
Es un proceso constructivo informal de viviendas, mediante el cual una familia y aunque ya sea sola o en coordinación con sus vecinos se abocan a construir su propia vivienda de manera desordenada y con escasos conocimientos de diseño sísmico de estructuras, avanzando en la medida en que van progresivamente disponiendo de recursos. 2 3.2.3.
Ciudad.
Es un área urbana en la que predominan fundamentalmente la industria y los servicios. Se diferencia de otras entidades urbanas por diversos criterios, entre los que se incluyen población, densidad poblacional o estatuto legal. 2
3.2.4.
Riesgo sísmico.
El riesgo sísmico es el grado de pérdidas esperadas que sufren las estructuras durante el lapso de tiempo que permanecen expuestas a la acción sísmica (Bonett 2003, Barbart 1998).
1
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3.2.5.
Los sismos.
Los sismos son perturbaciones súbitas en el interior de la tierra que dan origen a vibraciones o movimientos del suelo. El origen de los sismos en nuestro territorio se debe principalmente a la interacción de la placa Nazca (placa oceánica) con la placa Sudamericana (placa continental). 15 3.2.6.
Origen De Los Sismos
a) Sismos tectónicos Producen el 90 % de los sismos y dejan sentir sus efectos en zonas extensas, pudiendo ser de tipo interplaca (zona de contacto entre placas) o intraplaca (zonas internas de estas).9
3.2.7.
Tipos De Ondas Sísmicas
a) Ondas primarias Ondas P o longitudinales, son vibraciones de oscilación donde las partículas sólidas del medio se mueven en el mismo sentido en que se propagan con velocidades que oscilan entre 6 y 13,6 Km/s. Estas producen cambios de volumen en los materiales y son llamados también, ondas de compresión. Presentan mayor velocidad. 10 b) Ondas secundarias Ondas S o transversales, son conocidas como ondas secundarias y producen la vibración de las partículas en dirección perpendicular a la propagación del movimiento con velocidades que oscilan entre 3,7 y 7,2 Km/s. Estas ondas son más lentas que las ondas P y no se propagan a través de los fluidos. 10
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3.2.8.
Escalas De Medición De Los Sismos
a) Magnitud. Es la medida de la cantidad de energía liberada en el foco calculada a partir de las características de las ondas sísmicas sobre un sismógrafo situado a una distancia determinada del epicentro.
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b) Intensidad Es la medida de la fuerza del movimiento del terreno; es decir del poder destructivo de un terremoto sobre poblaciones, edificaciones y naturaleza en un lugar determinado. El sismólogo italiano Giuseppe Mercalli propuso en 1902 una escala de doce grados. Actualmente existen varias escalas de intensidad, siendo la más utilizada en América, la Escala de Intensidades de Mercalli Modificada (MM), que fue abreviada por Charles Richter en 1956. 12 3.2.9.
Mampostería
Es el sistema de construcción que consiste en levantar muros a base de bloques que pueden ser de arcilla cocinada, piedra o concreto entre otros. Actualmente se unen utilizando un mortero de cemento y arena con un poco de agua, en las proporciones adecuadas…4
4
Constructora CM Proyectos. [Online].; 2015 [cited 2016, enero] .Available from: http://constructoracmproyectos.com/que-es-mamposteria-en-construccion/.
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3.3. Marco situacional. Debido al crecimiento demográfico que ha tenido el Cercado de Amarilis
y la
necesidad
de
una
vivienda
se
opta
por la
autoconstrucción, que son dirigidas por Maestros de Obra, albañiles y propietarios, quienes no tienen los conocimientos, sobre el desarrollo y alcance de los procesos constructivos, por no haber recibido capacitación técnica alguna, basándose sólo en su experiencia personal. La supervisión calificada por parte de un Ingeniero es importante para obtener resultados seguros y satisfactorios, resolviendo algunos problemas y dificultades que se presenten durante la ejecución de las obras. Los materiales utilizados en las construcciones, en su mayoría, no cumplen con los requerimientos técnicos básicos para obtener estructuras adecuadas que brinden seguridad, tal es el caso de los ladrillos artesanales que presentan resquebrajaduras, estando a la vez mal cocidos y con sus dimensiones variables; los agregados utilizados son traídos de los cerros cercanos y muchos de ellos se encuentran con limos y materiales orgánicos y son mezclados durante la elaboración del concreto. (1)
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IV.
HIPÓTESIS, VARIABLES, INDICADORES Y DEFINICIONES OPERACIONALES 4.1. Hipótesis: General y Específicas 4.1.1. Hipótesis General
Al determinar la Vulnerabilidad Sísmica de las edificaciones autoconstruidas en el Cercado de Amarilis por medio del método del Índice de vulnerabilidad se podrá conocer el nivel de daño en dichas estructuras ante un evento sísmico de magnitud severa.
4.1.2. Hipótesis Especifico
Las viviendas autoconstruidas de mampostería del Cercado de Amarilis, no aseguran un adecuado comportamiento estructural frente a eventos sísmicos
Las vigas y columnas de las viviendas autoconstruidas de mampostería en el Cercado de Amarilis, son los elementos estructurales más vulnerables durante el evento sísmico
Al evaluar las características arquitectónicas actuales de las edificaciones en el Cercado de Amarilis podremos tomar medidas de reducción de daños económicos y humanos ante un evento sísmico de gran magnitud.
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4.2. Sistema de Variables-Dimensiones e Indicadores 4.3. 4.3.1. Variable Dependiente Vivienda autoconstruida de Mampostería Vulnerabilidad 4.3.2.
Variable Independiente
Magnitud e intensidad del Evento sísmico en el Cercado de Amarilis
1. Comportamiento estructural de Vivienda autoconstruida
3. Evento sísmico en Huánuco
Es un fenómeno de sacudida brusca y pasajera de la corteza terrestre producida por la liberación de energía acumulada en forma de ondas sísmicas. Los más comunes se producen por la ruptura de fallas geológicas. También pueden ocurrir por otras causas como, por ejemplo, fricción en el borde de placas tectónicas, procesos volcánicos o incluso pueden ser producidas por el hombre al realizar pruebas de - Intencidad
- Magnitud
Longitud de Deformaciones en Softwars
0.000 - 0.009
metros
Frecuencia en Softwars Longitud en Softwars Softwars Softwars
0.000 - 0.007 0.000-100.000 0.000-300.000
metros Tn Tn-m Numero x elemento estructural Numero x elemento estructural
- Amplitud maxima
Calculo de diseños
0.000 - 0.001
metros
- Asentamiento
Normatividad Normatividad Normatividad
Firme, intermedi y blanda pendiente de terreno
- Terreno de Fundacion - posicion de edificio y cimentacion
- Grado de Daños
- Escala de Mercalli modificada
I - XI
- Observacion de efectos
- Sismografo
Normatividad S1,S2,S3,S4 - Coeficiente de sitio
0.000 - 8.000
Normatividad metros - Altura de muros
Escala de Richter
Normatividad unidad
-Cantidad de muros
- Magnitud de Honda
Normatividad metros
- Espesor de muros
Vulnerabilidad Baja=-5 Normatividad unidad
1 piso, de un piso liviano, moderado, pesada
Normatividad Vulnerbilidad Media = Normatividad '25 mas Normatividad
- Tipo de mamposteria
- tipo de Cubierta
- numero de pisos
Regularidad
-Configuracion en altura
Vulnerabilidad Alta=50 Normatividad
Regularidad
Subsistemas
- Sistema Confinado - configuracion en planta
Normatividad
Subsistemas
- Sistema Aporticado
- Antigüedad
Encuestas
Calculo de diseños
0.000 - 150.000
Tn/m2
- Carga admisible
años
Calculo de diseños
.Propagacion de onda
0.000 - 700.000
variable por elemento Normatividad
m/s
-Fracturas
-Fallas
-Momento
-Fuerza variable por elemento Normatividad
Periodo en Softwars
0.000 - 0.100 0.000 - 10.000
Hertz
- Periodo
segundos
Variable por Sistema Normatividad
0.000 - 0.002
metros
Por subsistemas
Longitud de Deformaciones en Softwars
0.000 - 0.007
metros
Metodos de Valuacion Longitud de Deformaciones en Softwars
Escala(Rango)
Unidad de medida
- Frecuencia
- Sistema Confinado
Indicadores - dezplazamiento maximo horizontal - dezplazamiento maximo vertical por piso - flecha maxima de las vigas
Variables,
- Suelo y cimentacion
- Rigidez
- Peso
-Geometria
-Sistema estructural predominante
epoca de construccion
- Interaccion Suelo- estructura
- Estabilidad
- Fuerzas y Momentos maximos
- Vibracion del sistema estructural
- Sistema estructural
- Deformaciones
TIPO
VARIABLE DEPENDIENTE
Dimensiones
de
2. Vulnerabilidad
El componente estructural de una vivienda autoconstruida se refiere a aquellas partes de un edificio que lo mantienen en pie, incluyendo cimientos, columnas, muros portantes, vigas y entrepisos, diseñados para transmitir cargas, a través de las vigas, columnas y cimientos hacia el suelo. La falla de uno de estos elementos puede generar serios problemas a la edificación, incluso su destrucción total. El comportamiento de las edificaciones ante diferentes amenazas varía dependiendo de su diseño estructural así como de las características y resistencia de los materiales empleados en su construcción.
La vulnerabilidad sísmica de una estructura, grupo de estructura o de una zona urbana completa, se define como su predisposición a sufrir daño ante la ocurrencia de un movimiento sísmico y está asociado directamente a sus características físicas y estructurales de diseño.
Definicion conceptual
4.4. Definición Operacional Indicadores
VARIABLE INDEPENDIENTE
Variables
23
Dimensiones e
24
V.
MARCO METODOLÓGICO 5.1. Nivel y Tipo de Investigación. 5.1.1. Nivel de Investigación Descriptivo. Es descriptivo, ya que comprende el proceso de identificación,
descripción,
caracterización,
de
las
viviendas
autoconstruidas de mampostería, así como los efectos a la estructura durante un evento sísmico Bibliográfico. La investigación se basará en información bibliográfica, teorías, métodos y técnicas de investigación para la obtención de parámetros para la evaluación de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas autoconstruidas de mampostería. Empírico. Se observarán los estudios en campo, al evaluar las estructuras existentes en el Cercado de Amarilis, 5.1.2. Tipo De Investigación Por su finalidad Investigación Aplicada. Ya que la investigación está encaminada a elaborar un estudio de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas autoconstruidas de mampostería y proponer la solución aplicando aportes teóricos. Por su naturaleza El enfoque de la investigación a desarrollar es del tipo Cuantitativo y Cualitativo. Por la fuente de datos. Bibliográfica y Empírica.
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Por el tiempo de ocurrencia. Retrospectiva, ya que utiliza referencias existentes para identificar sus antecedentes o causas. Por la participación del investigador. Investigación Tradicional, la investigación será elaborada por un único investigadorPor el método que se emplea. Investigación ex post facto. ya que solo se examina los efectos de las.
5.2. Diseño de la Investigación. El Diseño de investigación constituye el plan general del para obtener respuestas a los interrogantes o comprobar las hipótesis de investigación. OBJETIVOS 1. Investigación bibliográfica
PASOS PARA LOGRAR LOS OBJETIVOS - Revisión
bibliográfica
estudios
realizados
de
antecedentes sobre
y
viviendas
autoconstruidas de mampostería 2. Identificación de
- Identificación de las viviendas autoconstruidas
características
de mampostería de albañilería confinada en las
representativas
diferentes partes del Cercado de Amarilis, para determinar las características estructurales y arquitectónicas más representativas.
3. Investigar las
- Adquirir información del Instituto Geofísico del
diferentes
Perú, sobre las magnitudes e intensidades de los
magnitudes e
eventos sísmicos producidos en el Cercado de
intensidades de los
Amarilis durante los últimos años
eventos sísmicos 4. Realizar el análisis estructural sísmico
- Ingresar la Estructura 3D diseñada en Autocad3D, al software SAP2000 junto a los factores de
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estático en el estado
y Simular el comportamiento Estructural en el
elástico, de un
Software.
modelo de vivienda
- Determinar
la
Geometría,
Condiciones
de
típica autoconstruida
contorno, Materiales, Acciones y mediante un
en un programa de
análisis sísmico los esfuerzos, desplazamientos,
cómputo
deformaciones, resistencia, rigidez, vibraciones y comparar con los permisibles del RNE.
5. Evaluar la mayor
- Hacer una visita de campo a dichas estructuras
cantidad de
para tomar datos de sus características, fallas
viviendas
existentes (grietas, inclinaciones,
autoconstruidas de
deformaciones, etc), y anotar en una tabla de
mampostería en el
acuerdo al lugar y al elemento donde está
Cercado de Amarilis
ubicado. - Deducir los probables factores de su falla basado en teorías y definiciones estructurales de edificaciones.
6.- Comparar el
- Realizar las comparaciones de las estructuras
análisis hecho de la
modeladas en el Software Sap2000, con las
simulación y el
estructuras evaluadas en campo cuyas fallas se
estado actual de las
pudieron haber causado a las cargas verticales
viviendas
y horizontales
autoconstruidas de mampostería.
7. Establecer
- Fundamentar dichos criterios de relación con las
criterios en el
definiciones, proyectos, estudios y teorías de
comportamiento de
edificaciones.
las viviendas
27
autoconstruidas de mampostería
- Establecer os parámetros mínimos y máximos de aceptación en cuanto a los datos calculados en
el
comportamiento
estructural
de
la
edificación, basados en la normativa vigente. 8. Conclusiones,
- se establecerá las conclusiones basados en el
recomendaciones y
objetivo y las hipótesis y se planteara las
elaboración del
recomendaciones necesarias
informe final del proyecto de tesis.
- elaboración del informe final en base al reglamento de la FICA.
28
VI.
UNIVERSO/POBLACIÓN Y MUESTRA 6.1. Determinación del Universo/Población. El universo estará dado por viviendas autoconstruidas de mampostería típicas del Cercado de Amarilis. 6.2. Selección de la Muestra. Utilizando métodos estadísticos
𝑛=
𝑍 2 × 𝑃(1 − 𝑃) 𝐸2
Z=nivel de confianza 90% P= proporción de éxito 50% E= nivel de precisión 10% 𝑛𝑂 =
1.962 × 0.5(1 − 0.5) 0.12
𝑛𝑂 = 96.04 ≅ 97
-
La muestra es de 97 viviendas autoconstruidas de mampostería del Cercado de Amarilis.
-
Muestreo para la elaborar el modelo estructural representativo.
-
Salidas al campo a diferentes zonas del Cercado de Amarilis para registrar la mayor cantidad y variedad de características de las viviendas en cuestión, de los cuales se estudiarán 97 viviendas para uniformizar las dimensiones arquitectónicas, materiales de construcción, detalles de cimentación y estructuración.
29
VII. TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN Y TRATAMIENTO DE DATOS. 7.1. Fuentes, técnicas e instrumentos de recolección de datos. 7.1.1. Fuentes Fuentes Primarias. Resultados de las entrevistas a los principales actores involucrados, investigaciones preliminares referidos al tema de vulnerabilidad sísmica de viviendas autoconstruidas de mampostería. Fuentes secundarias. Información bibliográfica referidos al tema de
vulnerabilidad
(investigaciones
sísmica
de
Realizadas,
edificaciones libros,
autoconstruidas
revistas,
manuales,
Reglamento Nacional de Edificaciones, material electrónico, etc.) 7.1.2.
Técnicas e instrumentos de recolección de datos
La técnica empleada en la investigación son la observación directa, mediciones de campo, el censo y la encuesta. Técnica
Definición
Observación Esta técnica nos permitió observar y describir las características de forma, directa
Mediciones de campo
Instrumento
Fuente de información
Fotos y Videos
Viviendas autoconstruidas de mampostería
estructuración y proceso constructivo de las viviendas autoconstruidas de mampostería del Cercado de Amarilis. Permite realizar las mediciones en Instrumentos campo los efectos causados por el de medicion sismo como (desplazamientos, grietas, fisuras, asentamiento) de las viviendas autoconstruidas de mampostería.
Viviendas autoconstruidas de mampostería
30
Censo
Para el Censo se utilizó el cuestionario diseñado con preguntas claras, concisas, concretas y correctas; orientadas a una guía, de tal forma que nos permita evaluar con rapidez.
Guias de censo
Propietario de las viviendas autoconstruidas de mampostería
Encuesta
Mediante la aplicación de encuestas y al mismo tiempo las entrevistas con un interrogatorio cuyas preguntas se realizan sobre la base de un formulario previamente preparado.
guía debidamente diseñada
Propietario de las viviendas autoconstruidas de mampostería
7.2. Procesamiento y presentación de datos. Mediante tablas y cuadros estadísticos utilizando el programa Excel para ayudarnos en el procesamiento de los datos. Modelamiento y obtención resultados mediante el software estructural ETABS v15. Se aplica la metodología de una metodología DEL ÍNDICE DE VULNERABILIDAD (BENEDETTI Y PETRINI) que tiene en cuenta las características constructivas, arquitectónicas y estructurales de las edificaciones de la zona estudiada, que permite realizar un diagnóstico inicial de la vulnerabilidad.
SE APLICA ESTE MÉTODO PORQUE: Está fundamentada en datos reales. Se puede aplicar en estudios a nivel urbano. Se tiene la experiencia de haberse aplicado en diferentes ciudades del mundo, incluido Perú, con buenos resultados. El método del índice de Vulnerabilidad, enmarcándose dentro del grupo de métodos de vulnerabilidad observada, identifica los
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parámetros más importantes que controlan el daño en un edificio ante una solicitación sísmica. Los estudios de la configuración en planta y elevación, el tipo y calidad de los materiales utilizados, la posición y la cimentación del edificio, la disposición de los elementos estructurales, así como el estado de
conservación
de
la
estructura,
son
calificados
individualmente en una escala numérica afectada por un factor de peso, que trata de resaltar la importancia de una parámetro respecto al resto. A partir de los valores de los parámetros obtenidos de esta manera, se realiza una calificación global del edificio en una escala numérica continua. 10
Cuantificación del Índice de Vulnerabilidad: Una vez obtenida todas las cuantificaciones (A, B, C o D) de cada una de los once parámetros de la estructuras, se determina el Índice de Vulnerabilidad, por medio de una suma ponderada del valor de cada parámetro multiplicado por un peso de importancia, mediante la siguiente ecuación:
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En la siguiente Tabla se indican la escala numérica del índice de Vulnerabilidad, la cual fue desarrollada por Benedetti et al.
MATRIZ PARA LA CALIFICACIÓN DE VULNERABILIDAD N°
PARÁMETRO
KiA
KiB
KiC
KiD
PESO Wi
1 Organización del sistema resistente 0 5 2 Calidad del sistema resistente 0 5 3 Resistencia convencional 0 5 4 Posición del edificio y cimentación 0 5 5 Diafragmas Horizontales 0 5 6 Configuración en planta 0 5 7 Configuración de elevación 0 5 8 Separación Máxima entre muros 0 5 9 Tipo de cubierta 0 15 10 Elementos no estructurales 0 5 11 Estado de conservación 0 5 TABLA 1. Matriz de calificación de la vulnerabilidad.
20 25 25 25 15 25 25 25 25 25 25
45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45
1.00 0.25 1.50 0.75 1.00 0.50 1.00 0.25 1.00 0.25 1.00
Los resultados globales de calificación se evalúaran con la siguiente tabla
Matriz de calificación de vulnerabilidad física-global o de conjunto INDICADOR GLOBAL DE VULNERABILIDAD SÍSMICA Grado de vulnerabilidad baja
150 y < = 375
Grado de vulnerabilidad alto
>375
TABLA 2. Matriz de calificación de vulnerabilidad física-global
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VIII. ASPECTOS ADMINISTRATIVOS Y PRESUPUESTALES. 8.1. Potencial humano Emerson Valentin
Valverde,
alumno
encargado
de
la
elaboración del proyecto de tesis. Arq. Víctor Goycochea Vargas. Asesor y docente del curso de Seminario de Tesis. 8.2. Recursos materiales y equipos. Materiales Papel bond A4
1 millar
Lapiceros
01 caja
Borrador
01 unidad
Cuaderno de apuntes
01 unidad
Equipos Dispositivo USB
1 unidad
Laptop HP
1 unidad
Impresora
1 unidad
Cámara fotográfica
1 unidad
Instrumentos Vernier, Wincha, Cinta métrica Laboratorio Laboratorios de la FICA
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8.3. Recursos financieros y costos. Recursos propios del investigador. PRESUPUESTO TOTAL TITULO: “Estudio de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas autoconstruidas de mampostería en el cercado Huánuco” PLAZO DE ELABORACIÓN: 05 MESES TESISTA: VALENTIN VALVERDE, Emerson Pavel ASESOR: MSC. ERASMO FERNÁNDEZ SIXTO DESCRIPCION
1. BIENES DE CONSUMO PAPEL BOND A4 DE 60 GRMS LAPICEROS TAJADOR BORRADOR CUADERNO DE APUNTES FOLDERS MANILA A4
CANTIDAD UNIDAD
PRECIO UNITARIO
PARCIAL
S/. 20.00
S/. 20.00
S/. 2.00
S/. 12.00
S/. 1.00 S/. 1.00 S/. 2.50 S/. 0.50
S/. 1.00 S/. 1.00 S/. 2.50 S/. 6.00
S/. 42.50 1 MILLAR 06 UNIDADES 01 UNIDAD 01 UNIDAD 01 UNIDAD 01 DOCENA
S/. 2,225.00
2. EQUIPAMIENTO Y BIENES DURADEROS DISPOSITIVO USB
01 UNIDAD
LAPTOP HP
01 UNIDAD
IMPRESORA MULTIFUNCIONAL 3. SERVICIOS FOTOCOPIAS INTERNET LLAMADAS 4, INSTRUMENTOS VENIER WINCHA CINTA METRICA
PRECIO TOTAL
S/. 25.00 S/. 2,000.00
01 UNIDAD
S/. 200.00
180 COPIAS 100 HORAS 1 HORA
S/. 0.10 S/. 1.00 S/. 0.50
S/. 25.00 S/. 2,000.00 S/. 200.00 S/. 148.00 S/. 18.00 S/. 100.00 S/. 30.00 S/. 79.00
2 5 5 TOTAL
S/. 7.00 S/. 12.00 S/. 1.00
S/. 14.00 S/. 60.00 S/. 5.00 S/. 2,494.50
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8.4. Cronograma de Acciones.
TITULO
CRONOGRAMA DE TESIS
1
MES 1 2 3 4
1
MES 2 2 3 4
1
MES 3 2 3 4
1
MES 4 2 3 4
1
MES 5 2 3 4
“Estudio de la reducción de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas autoconstruidas en el cercado Huánuco”
DESCRIPCION IDENTIFICACION DEL ROBLEMA REVISION BIBLIOGRAFICA ELABORACIÓN DEL MARCO TEÓRICO ELABORACIÓN DE LOS INSTRUMENTOS APLICACIÓN DE LOS INSTRUMENTOS RECOLECCIÓN DE DATOS PROCESAMIENTO DE DATOS ANÁLISIS DE LOS DATOS REDACCIÓN SEMANAL REVISIÓN Y CORRECCIÓN SEMANAL PRESENTACIÓN FINAL DEL PLAN DE TESIS
PLAZO 05 MESES TESISTA VALENTIN VALVERDE, Emerson Pavel ASESOR ING. FERNANDEZ SIXTO, Erasmo ITEM 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Girardo Galvevis J. Evaluación de Vulnerabilidad Sísmica En Viviendas de Mampostería en estratos uno y dos según tipificación De La estructura [Tesis para optar el titulo de ingeniería civil]. Bogota – Colombia, Editorial del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, 2012. 2. Flores De los Santos R. Diagnostico preliminar de la vulnerabilidad sísmica de los autoconstrucciones en Lima [Tesis para optar el título de Ingeniero Civil]. Lima – Perú, Fondo Editorial de la PUCP, 2012. 3. Laucata Luna J. Análisis de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas informales en la ciudad de Trujillo [Tesis para optar el título de Ingeniero Civil]. Lima – Perú, Fondo Editorial de la PUCP, 2013. 4. Salvador Salazar O. Evaluación Sísmica de Viviendas autoconstruidas de mampostería en la Ciudad de Cayhuayna [Tesis para optar el título de Ingeniero Civil]. Huánuco – Perú, Editorial: Unheval, 2013. 5. Flores De los Santos R. Diagnostico preliminar de la vulnerabilidad sísmica de las autoconstrucciones en Lima [Tesis para optar el título de Ingeniero Civil]. Lima – Perú, Fondo Editorial de la PUCP, 2002. 6. Constructora CM Proyectos. [Online].; 2015 [cited 2016, enero] .Available
from:
http://constructoracmproyectos.com/que-es-
mamposteria-en-construccion/.
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ANEXOS Anexo N° 1 Matriz de consistencia