EVALUACIÓN DE RIESGO SÍSMICO EN EL CENTRO HISTÓRICO DE AYACUCHO

Transcripción

1 FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL DOCUMENTO CON FINES DE FORMACIÓN ACADEMICA VISIÓN 2014 Proyecto de Ingeniería: EVALUACIÓN DE RIESGO SÍSMICO EN EL CENTRO HISTÓRICO DE AYACUCHO Fuente: Titulación UNSCH, Bach C Hinostroza H Presentación: Dr. Ing Javier E Arrieta Freyre jarrietaf@usmp.pe La Molina 2014

2 INTRODUCCIÓN RIESGO SÍSMICO F(Peligro x Vulnerabilidad)

3 PELIGRO { Ocurrencia de Fenómeno Físico A mayor intensidad, mayor peligro Condiciones locales Deslizamientos Inundaciones

4 PELIGRO

5 GESTIÓN DEL RIESGO

6 VULNERABILIDAD Sísmica Es el grado de resistencia o respuesta de un elemento o grupo de elementos ante un evento sísmico. Forma de Medición: Generalmente se expresa en una escala que va desde 0 (sin daño) a 1 (daño total). Otras escalas: ATC-21 (menor a 2 vulnerable y máximo puntaje 6) RIESGO SÍSMICO Son las pérdidas esperadas debido a la ocurrencia de un evento sísmico. (Elementos bajo riesgo: la población, las obras civiles, las actividades económicas, etc.) Forma de Medición: Por el número de pérdidas humanas, heridos, daños a las propiedades y efectos sobre la actividad económica. Contacto Menú principal - Salir

7 Tipos de Vulnerabilidad Vulnerabilidad Física Vulenerabilidad estructural: se refiere a la debilidad o falta de resistencia que presenta la estructura ante los posibles daños de los elementos estructurales (columnas, muros, vigas y losas). Vulenerabilidad No-estructural: determina la susceptibilidad a los daños que se pueden presentar en los elementos no estructuales (alféizares, vidrios, parapetos, pisos. instalaciones, ) Vulnerabilidad Funcional Este concepto está referido a la distribución de los espacios arquitectónicos en la edificación (ancho de escaleras, pasadizos, señalización, etc.) La vulnerabilidad funcional puede ser acrecentada intempestivamente por la vulnerabilidad estructural y la no-estructural. Vulnerabilidad Social Relacionado con el grado de respuesta de las personas al afrontar un evento desastroso. Contacto Menú principal Salir

8 Factores que Afectan la Vulnerabilidad Sísmica Estructural Irregularidad Vertical Irregularidad en Planta Piso Blando Torsión en Planta Columnas Cortas Suelo de Cimentación Contacto Menú principal Salir

9 Métodos de Evaluación de la Vulnerabilidad Sísmica Comparación de la Demanda vs. Resistencia Sísmica Procedimiento: 1.- Inspección al sitio del levantamiento y establecer sistema estructural 2.- Elaboración de planos de distribución de las edificaciones. 3.- Elaboración del un modelo matemático según los planos y los coeficientes (Z, S, U y R) que establece la Norma Sísmica E El modelo es analizado mediante un análisis tridimensional dinámico 4.- Determinación de capacidades últimas (resistencia de la estructura ) con las dimensiones originales de los elementos estructurales y sus refuerzos de acero 5.- Comparar: demanda con las capacidades últimas, se calculan los índices de sobreesfuerzo en los elementos estructurales (muros y columnas), se calculan desplazamientos y distorsiones 6.- Una vez conocidos las zonas vulnerables se procederá a estudiar, analizar y diseñar el reforzamiento final de la estructura. Se elaborarán los planos de construcción con detalles estructurales. 2 DISTORSIONES DE ENTREPISO Máxima distorsión de entrepiso. Dirección de sismo: X-X Máxima distorsión de entrepiso. Dirección de sismo: Y-Y Nivel (1/3200) Grietas no visibles (1/1600) Primeras grietas en talones de muro Contacto Menú principal 1 0 (1/800) Inicio de agrietamiento en diagonales Salir (1/400) Agrietamiento inicial en columnas de confinamiento y apertura de la grieta diagonal (1/200) Grietas horizontales a lo largo de columnas de confinmiento generalización de grietas en diagonal y apertura considerable Distorsión máxima permisible en Albañilería (7/1000) Distorsión máxima permisible en elementos de CºAº (1/100) Grietas de lado a lado, muros pierden veriticalidad, peligro Distorsiones de Entrepiso de desplome. Puertas, ventanas y ascensores no se abren, particiones colapsan

10 Métodos de Evaluación de la Vulnerabilidad Sísmica MÉTODOS SIMPLIFICADOS PARA EVALUACIONES MASIVAS EVALUACIONES CON FINES DE PREVENCIÓN AYUDA POST DESASTRES MONTOS DE RECONSTRUCCIÓN Contacto Menú principal Salir

11 Métodos de Evaluación de la Vulnerabilidad Sísmica CASO APLICATIVO Contacto Menú principal Salir

12 VULNERABILIDAD DE LAS EDIFICACIONES FACTORES A CONSIDERAR Geométricos: Irregularidades, Cantidad de Muros en ambas direcciones Constructivos: Calidad de Morteros, Tipos de unidades de albañilería Materiales: tierra, piedra, ladrillo, bloque, concreto, madera Antigüedad: normatividad, conservación Suelos Entorno IRREGULARIDADES (tanto en planta como en elevación) = MAYOR VULNERABILIDAD EDIFICACIONES COLONIALES Muros Portantes, arcos y pilares Elementos no toman esfuerzos de tracción, baja ductilidad Plantas en L, U, H Techo: sistema par y nudillo con teja

13 METODOS DE EVALUACIÓN METODOS CUALITATIVOS Evalúan de forma rápida y sencilla de las condiciones de seguridad de la edificación. METODOS CUANTITATIVOS Determinación de los niveles de resistencia, flexibilidad y ductilidad de la estructura. Análisis similar al diseño de edificios nuevos recomendado por las normas modernas

14 MUNICIPALIDAD HUAMANGA Monumento Histórico D.S. Nº ED. Reedificada el año Intervención estructural importante año Materiales: Primer piso con piedra y mortero de cal, Segundo Piso muros de Adobe Cobertura: estructura par y nudillo a dos aguas y tejas artesanales. Estado: Falta de Mantenimiento. INFORMACIÓN BASICA: APLICACION

15 INFORMACIÓN BASICA LOCAL LA HIGUERA UNSCH Monumento Histórico D.S. Nº ED. Construida el año 1674 Materiales: Primer piso con piedra y mortero de cal, Segundo Piso muros de Adobe Cobertura: estructura par y nudillo a dos aguas y tejas artesanales. Estado: Mantenimiento permanente

16 INFORMACIÓN BASICA LOCAL GARCILASO UNSCH Construida aprox. el año 1968 Sistema dual: pórticos CºAº y muros confinados de albañilería Consta de 07 módulos de 2 y 3 pisos Estado: Mantenimiento permanente

17 METODOLOGÍA UTILIZADA METODO DEL INDICE DE VULNERABILIDAD Método cualitativo para un análisis relativamente rápido Utiliza 11 parámetros para la evaluación de vulnerabilidad Permite realizar adaptaciones de acuerdo a la región. Utiliza funciones de vulnerabilidad que lo relaciona con el daño esperado en la edificación 11 I K.W v j j 1 j

18 PARAMETRO 1: TIPO Y ORGANIZACIÓN DELSISTEMA RESISTENTE Sistema resistente vertical (confinada y arriostarmiento). Presencia y Eficacia de conexiones. Cumplimiento de recomendaciones de la Norma Sismorresistente Utiliza funciones de vulnerabilidad que lo relaciona con el daño esperado en la edificación CALIFICACION Item Edificación Calific. 01 Municipalidad Huamanga C 02 La Higuera - Unsch C 03 Modulo 01 - Garcilazo Unsch C 04 Modulo 02 - Garcilazo Unsch D 05 Modulo 03 - Garcilazo Unsch C 06 Modulo 04 - Garcilazo Unsch B 07 Modulo 05 - Garcilazo Unsch B 08 Modulo 06 - Garcilazo Unsch C 09 Modulo 07 - Garcilazo Unsch B

19 PARAMETRO 2: CALIDAD DEL SISTEMA RESISTENTE Tipo de material utilizado (piedra, adobe, concreto y otros) Forma y Homogeneidad de materiales. Amarre en unidades de mampostería Mano de Obra y Calidad en Ejecución de Obra. CALIFICACION Item Edificación Calific. 01 Municipalidad Huamanga C 02 La Higuera - Unsch B 03 Modulo 01 - Garcilazo Unsch A 04 Modulo 02 - Garcilazo Unsch B 05 Modulo 03 - Garcilazo Unsch B 06 Modulo 04 - Garcilazo Unsch B 07 Modulo 05 - Garcilazo Unsch B 08 Modulo 06 - Garcilazo Unsch B 09 Modulo 07 - Garcilazo Unsch B

20 PARAMETRO 3: RESISTENCIA CONVENCIONAL Resistencia de la Edificación a Cargas Horizontales Calculo de demanda de ductilidad Coef. Sismico exigido / Coef. Sismico resistente Esfuerzo Cortante Concreto 70 Tn/m2 Albañilería 18 Tn/m2 Adobe y Piedra 5 Tn/m2 CALIFICACION Item Edificación Calific. 01 Municipalidad Huamanga D 02 La Higuera - Unsch D 03 Modulo 01 - Garcilazo Unsch B 04 Modulo 02 - Garcilazo Unsch B 05 Modulo 03 - Garcilazo Unsch B 06 Modulo 04 - Garcilazo Unsch B 07 Modulo 05 - Garcilazo Unsch A 08 Modulo 06 - Garcilazo Unsch A 09 Modulo 07 - Garcilazo Unsch A

21 PARAMETRO 4: POSICION DEL EDIFICIO Y LA EDIFICACION Tipo de suelo de Cimentación Pendiente del terreno CALIFICACION Item Edificación Calific. Empuje lateral de suelos 01 Municipalidad Huamanga B 02 La Higuera - Unsch B 03 Modulo 01 - Garcilazo Unsch A 04 Modulo 02 - Garcilazo Unsch B 05 Modulo 03 - Garcilazo Unsch C 06 Modulo 04 - Garcilazo Unsch C 07 Modulo 05 - Garcilazo Unsch A 08 Modulo 06 - Garcilazo Unsch A 09 Modulo 07 - Garcilazo Unsch B

22 PARAMETRO 5: DIAFRAGMAS HORIZONTALES Diafragmas Horizontales bien conectados a elementos resistentes verticales Presencia de planos a desnivel Adecuada transmisión de cargas verticales y horizontales CALIFICACION Item Edificación Calific. 01 Municipalidad Huamanga C 02 La Higuera - Unsch C 03 Modulo 01 - Garcilazo Unsch A 04 Modulo 02 - Garcilazo Unsch B 05 Modulo 03 - Garcilazo Unsch C 06 Modulo 04 - Garcilazo Unsch B 07 Modulo 05 - Garcilazo Unsch B 08 Modulo 06 - Garcilazo Unsch A 09 Modulo 07 - Garcilazo Unsch B

23 PARAMETRO 6: CONFIGURACION EN PLANTA Forma y disposición en planta de las edificaciones Problemas de torsión en planta Concentración de esfuerzos en las esquinas CALIFICACION Item Edificación Calific. 01 Municipalidad Huamanga D 02 La Higuera - Unsch B 03 Modulo 01 - Garcilazo Unsch A 04 Modulo 02 - Garcilazo Unsch C 05 Modulo 03 - Garcilazo Unsch A 06 Modulo 04 - Garcilazo Unsch A 07 Modulo 05 - Garcilazo Unsch A 08 Modulo 06 - Garcilazo Unsch B 09 Modulo 07 - Garcilazo Unsch B

24 PARAMETRO 7: CONFIGURACION EN ELEVACION Irregularidad en Elevación Existencia de Variaciones excesivas de masas CALIFICACION Item Edificación Calific. 01 Municipalidad Huamanga A 02 La Higuera - Unsch A 03 Modulo 01 - Garcilazo Unsch A 04 Modulo 02 - Garcilazo Unsch B 05 Modulo 03 - Garcilazo Unsch A 06 Modulo 04 - Garcilazo Unsch A 07 Modulo 05 - Garcilazo Unsch A 08 Modulo 06 - Garcilazo Unsch A 09 Modulo 07 - Garcilazo Unsch A

25 PARAMETRO 8: DISTANCIA MAXIMA ENTRE MUROS Espaciamiento excesivo de muros transversales. A mayor espaciamiento, mayor vulnerabilida CALIFICACION Para edificaciones de adobe, según Norma E-080 L<= 12e Item Edificación Calific. 01 Municipalidad Huamanga A 02 La Higuera - Unsch A 03 Modulo 01 - Garcilazo Unsch D 04 Modulo 02 - Garcilazo Unsch D 05 Modulo 03 - Garcilazo Unsch D 06 Modulo 04 - Garcilazo Unsch D 07 Modulo 05 - Garcilazo Unsch D 08 Modulo 06 - Garcilazo Unsch D 09 Modulo 07 - Garcilazo Unsch C

26 PARAMETRO 9: TIPO DE CUBIERTA Estabilidad de Cubierta, debidamente anclados Materiales utilizados (pesados o livianos) CALIFICACION Item Edificación Calific. 01 Municipalidad Huamanga C 02 La Higuera - Unsch C 03 Modulo 01 - Garcilazo Unsch B 04 Modulo 02 - Garcilazo Unsch B 05 Modulo 03 - Garcilazo Unsch B 06 Modulo 04 - Garcilazo Unsch B 07 Modulo 05 - Garcilazo Unsch B 08 Modulo 06 - Garcilazo Unsch B 09 Modulo 07 - Garcilazo Unsch B

27 PARAMETRO 10: ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES Conectividad de Cornizas y parapetos. Tanque elevados de agua Balcones y Volados CALIFICACION Item Edificación Calific. 01 Municipalidad Huamanga C 02 La Higuera - Unsch C 03 Modulo 01 - Garcilazo Unsch B 04 Modulo 02 - Garcilazo Unsch B 05 Modulo 03 - Garcilazo Unsch B 06 Modulo 04 - Garcilazo Unsch B 07 Modulo 05 - Garcilazo Unsch B 08 Modulo 06 - Garcilazo Unsch B 09 Modulo 07 - Garcilazo Unsch B

28 PARAMETRO 11: ESTADO DE CONSERVACIÓN Durante los años 80 existieron sismos constantes que debilitaron las edificaciones Condición de Muros Gravedad de lesiones CALIFICACION Item Edificación Calific. 01 Municipalidad Huamanga C 02 La Higuera - Unsch B 03 Modulo 01 - Garcilazo Unsch B 04 Modulo 02 - Garcilazo Unsch B 05 Modulo 03 - Garcilazo Unsch B 06 Modulo 04 - Garcilazo Unsch B 07 Modulo 05 - Garcilazo Unsch B 08 Modulo 06 - Garcilazo Unsch B 09 Modulo 07 - Garcilazo Unsch B

29 INDICE DE VULNERABILIDAD VULNERABILIDAD < 20%: BAJA 20% VULNERABILIDAD <40%: MEDIA VULNERABILIDAD 40%: ALTA 11 I K.W v j j Iv max : j 1 Ite Iv Edificación Iv m normaliz. Observaciones 01 Municipalidad Prov. Huamanga % Vulnerabilidad Alta 02 La Higuera -UNSCH % Vulnerabilidad Media 03 Modulo 01 - Garcilazo UNSCH % Vulnerabilidad Baja 04 Modulo 02 - Garcilazo UNSCH % Vulnerabilidad Media 05 Modulo 03 - Garcilazo UNSCH % Vulnerabilidad Media 06 Modulo 04 - Garcilazo UNSCH % Vulnerabilidad Baja 07 Modulo 05 - Garcilazo UNSCH % Vulnerabilidad Baja 08 Modulo 06 - Garcilazo UNSCH % Vulnerabilidad Baja 09 Modulo 07 - Garcilazo UNSCH % Vulnerabilidad Baja

30 FUNCIONES DE VULNERABILIDAD Indice de FUNCIONDEVULNERABILIDAD-DAÑO-ACELERACION 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Aceleración / g Indice de daño FUNCION DE VULNERABILIDAD-DAÑO-ACELERACION Aceleración / g Funciones de vulnerabilidad-daño-aceleración para estructuras de mampostería, edificaciones coloniales Funciones de vulnerabilidad-daño-aceleración para estructuras de mampostería reforzada y confinada Muro o Columna R ellenar con m ortero epóxico 4 Ø 1/2" Grietas a reparar estribos de Ø Evaluación de Riesgo Sismico en el Centro Historico de

31 ESCALAS DE DAÑOS

32 INDICES DE DAÑOS OBTENIDOS Item Edificación Iv Aceleración Basal normaliz g 0.32 g 0.37 g 01 Municipalidad Prov. Huamanga 47.39% 28.50% % % 02 La Higuera -UNSCH 36.27% 20.50% % % 03 Modulo 01 - Garcilazo UNSCH 11.44% 0.00% 26.10% 33.20% 04 Modulo 02 - Garcilazo UNSCH 27.45% 0.00% 44.10% 57.15% 05 Modulo 03 - Garcilazo UNSCH 24.18% 0.00% 38.85% 53.84% 06 Modulo 04 - Garcilazo UNSCH 17.65% 0.00% 34.10% 46.25% 07 Modulo 05 - Garcilazo UNSCH 10.78% 0.00% 25.15% 32.35% 08 Modulo 06 - Garcilazo UNSCH 14.05% 0.00% 25.15% 32.15% 09 Modulo 07 - Garcilazo UNSCH 11.44% 0.00% 26.10% 33.20%

33 CONCLUSIONES El método de Indice de Vulnerabilidad (Iv) es aplicable para implementar estudios de vulnerabilidad en edificaciones urbanas a gran escala. Los resultados obtenidos aplicando el método del Iv a las edificaciones coloniales parecen ser razonables y deberán convalidarse mediante ensayos de laboratorio y el levantamiento de información post sismo Las edificaciones coloniales estudiadas, integrantes del patrimonio histórico nacional, presentan índices altos de daño en caso de ocurrencia de sismo normativo

34 RECOMENDACIONES El Centro Histórico de Ayacucho, en un gran porcentaje se encuentran constituida por edificaciones coloniales, cuya calidad estructural ofrece una mediana a baja resistencia a solicitaciones sísmicas, razones que las hacen vulnerables. Es de imperiosa necesidad realizar estudios detallados, identificándose las edificaciones más vulnerables y los correspondientes proyectos de reforzamiento. En las edificaciones identificadas con riesgo sísmico elevado como es el caso de la Municipalidad Provincial de Huamanga, es necesario realizar un análisis cuantitativo de tal manera que se puedan identificar las zonas en las cuales se deberán realizar las intervenciones de reforzamiento. Como medida de mitigación del riesgo sísmico en las edificaciones estudiadas, se deberá realizar el aislamiento de la estructura principal de la edificación para dotarla de una configuración regular en planta.

35 GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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