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Análisis de Vulnerabilidad Sísmica en Edificaciones de Albañilería en Las Dalias, Piura - , Resúmenes de Estructuras de Madera

Esto ha dado inicio a los estudios preliminares de puentes, en la actualidad la técnica de construcción se ha venido perfeccionando, con el avance de la tecnología. El diseño de puentes tiene como propósito facilitar una vía de paso sobre ríos, carretera o una vía férrea, la cual surge por la necesidad de transportar bienes y servicios donde los deterioros de terrenos no lo permiten.

Tipo: Resúmenes

2020/2021

Subido el 20/05/2022

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FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
Análisis del grado de vulnerabilidad sísmica estructural en edificaciones de
albañilería confinada en el asentamiento humano Las Dalias- Piura,2022”
AUTOR(ES):
Santos Tocto, Daniel Eduardo (0000-0001-8961-7696)
ASESOR:
Mg. Ing. Prieto Monzón, Pedro Pablo
LÍNEA DE INVESTIGACIÓN:
Diseño sísmico y estructural
PIURA- PERÚ
2022
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FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN

“Análisis del grado de vulnerabilidad sísmica estructural en edificaciones de albañilería confinada en el asentamiento humano Las Dalias- Piura,2022” AUTOR(ES): Santos Tocto, Daniel Eduardo (0000- 0001 - 8961 - 7696) ASESOR: Mg. Ing. Prieto Monzón, Pedro Pablo LÍNEA DE INVESTIGACIÓN: Diseño sísmico y estructural PIURA- PERÚ 2022

I. INTRODUCCION

El derecho a una vivienda adecuada está reconocido en el artículo 25 de la Declaración de los Derechos Humanos de la ONU. Sin embargo, el crecimiento urbano acelerado sin una planificación ha tenido como consecuencia en las ciudades latinoamericanas graves problemas de habitabilidad, tales como la dificultad de la población de bajos ingresos para acceder a una vivienda segura; la persistencia de asentamientos precarios, la ocupación ilegal o informal de tierras y la vulnerabilidad de los habitantes de barrios informales frente a los desastres naturales. (Desigualdades, hábitat y vivienda en América Latina, 2021) Este problema se aprecia en mayor magnitud en los Asentamientos Humanos y zonas de expansión poblacional; los cuales se caracterizan principalmente por haberse originado a través de la ocupación espontánea(invasiones), y por falta de iniciativa e insensibilidad de los gobiernos locales para solucionar un problema social tan delicado: el derecho a la vivienda digna. Según la Cámara Peruana de la Construcción (CAPECO) el 70% de viviendas son informales y vulnerables a un terremoto de gran magnitud debido a que su diseño no se ha efectuado por profesionales, su construcción no se basa en normas técnicas y la supervisión no cuenta con personas calificadas. (RPP Noticias, 2017). El departamento de Piura es un lugar de gran potencial económico; sin embargo, presenta serias deficiencias en cuanto a informalidad en el sector construcción, Es frecuente observar edificaciones de viviendas sin ningún tipo de asesoría, control y supervisión técnica por parte de algún profesional relacionado al sector construcción. Específicamente, en el asentamiento humano Las Dalias existe una incertidumbre en cuanto al grado de vulnerabilidad de las viviendas, ya que no poseen un diseño estructural óptimo debido a la situación socioeconómica y a la falta de un lugar donde vivir. Estas viviendas son construidas empíricamente por maestros albañiles que no poseen el conocimiento necesario para diseñar y construir una edificación sismo resistente según la normas vigentes, ya que estos carecen del conocimiento de nuestras normas técnicas de edificaciones, basando sus construcciones en patrones empíricos adquiridos sin ningún

El asentamiento humano aún se encuentra en proceso de crecimiento y tiene un gran porcentaje de viviendas que no han construido, por consiguiente, resulta de gran importancia evaluar las fallas constructivas y fallas estructurales que por ahora se presentan en las viviendas de albañilería confinada ya construidas. Pudiendo así de esta manera mejorar las futuras construcciones en el lugar de investigación. Finalmente, la presente investigación tiene como eje principal brindar información actualizada para futuros profesionales interesados en el tema. No olvidemos que el pequeño aporte que se hace hoy puede servir para grandes profesionales mañana. II. MARCO TEORICO En este capítulo se describirá los trabajos que fueron tomados como precedentes para la realización de nuestro trabajo. Maldonado, Chío y Gómez (2007) en su investigación “Índice de vulnerabilidad sísmica en edificaciones de mampostería basado en la opinión de expertos” presentó un modelo rápido y sencillo de evaluación de la vulnerabilidad sísmica de edificaciones de mampostería a escala regional. “En este sentido el método analizado se basó esencialmente en el reconocimiento de las características principales e influyentes en el daño que sufrirá una edificación de mampostería cuando ocurra un sismo”. “Para tal fin estableció once parámetros a los que les asignó un valor relativo de importancia en base a la opinión de expertos para ser multiplicados con su valor de importancia por medio de un promedio ponderado difuso. Como conclusión determinó que los parámetros considerados en el modelo considerado son aplicables a grandes escalas en ciudades con características similares a las consideradas en el estudio, permitiendo establecer las zonas más vulnerables de toda una ciudad” Silva, N. (2011). En la tesis titulada: “Vulnerabilidad sísmica estructural en viviendas sociales y evaluación preliminar de riesgo sísmico en la región metropolitana”, de la Universidad de Chile, facultad de ciencias físicas y matemáticas, tesis para optar el Grado de Magister en ciencias con mención en geofísica; concluye que el problema radica en la situación de vulnerabilidad

presente en la ciudad de Santiago por el deficiente orden de territorio e inexistencia de información técnica profesional de viviendas, por lo cual, es necesario mejorar el comportamiento de las edificaciones que existen mediante correcciones de normativas propuestas. La investigación lleva como objetivo general, evaluar el riesgo sísmico en algunas comunas de la región metropolitana y emplea 2 metodologías; la primera, se basa es la clasificación de las estructuras según las clases definidas por la escala MSK - 64 y la segunda, en el cálculo del índice de densidad de muros propuesto por Meli en1991. Como resultado, presenta grados de daño promedio esto debido a consideraciones que tiene la autora, análisis de peligro sísmico probabilístico y criterio conservador ante el riego. (Quiroz y Vidal, 2015). Evaluar el grado de vulnerabilidad sísmica estructural en las edificaciones conformadas por sistemas estructurales aporticadas y de albañilería confinada en el sector de la Esperanza parte baja – Trujillo. Para la evaluación del grado de vulnerabilidad sísmica en una primera etapa se aplicó la encuesta “Realidad de las construcciones en el distrito de La Esperanza-parte baja para determinar las fallas constructivas y conocer el estado actual de las viviendas. Luego procesaron los datos, obteniendo las características de los elementos estructurales, materiales y condiciones de construcción pasados y actuales. También realizaron un análisis arquitectónico en las edificaciones, con la finalidad de obtener datos promedios de la densidad de los muros, área de terreno y numero de columnas. Y así mediante estos análisis se realizaron pruebas estructurales en modelos típicos, usando los datos tradicionales de construcción, compatibilizando los desplazamientos de análisis lineal con los análisis espectrales. Finalmente, concluye que el grado de vulnerabilidad sísmica estructural en el distrito de La Esperanza parte alta es igual a 75.48%, vulnerabilidad media 11.04% y vulnerabilidad baja igual a 13.67%, demostrándose que aquellas edificaciones construidas de manera tradicional son por autoconstrucción. Medina y Pimichumo (2018) en su investigación “Vulnerabilidad sísmica de la ciudad de Monsefú aplicando los índices de Benedetti – Petrini” tuvo como objetivo general: “determinar las zonas con vulnerabilidad alta, media y baja

este estudio se aplicaron métodos como el FEMA 154 (ATC 21), el FEMA 310 (ATC 22), además de la evaluación no estructural de equipos y demás elementos no estructurales. En las conclusiones se expresa la necesidad de dar mayor ductilidad a los muros de albañilería o tabiques por absorber, debido a su rigidez, gran parte de carga sísmica lateral. Poicon Cornejo (2017) en su tesis de pregrado titulada “Análisis y evaluación del riesgo sísmico en edificaciones de albañilería en el centro del distrito de Catacaos-Piura”. Tuvo como objetivo identificar el índice del riesgo sísmico en viviendas de albañilería en el centro de la ciudad de Catacaos - Piura, en donde se obtuvieron como resultados, que puede haber riesgo sin la necesidad de que haya un desastre como consecuencia de un evento sísmico y además se encontraron muchas deficiencias en las viviendas. Por lo cual concluyeron que el “índice o nivel de Riesgo Sísmico de las viviendas de albañilería en el centro del distrito de Catacaos es Alto”. A continuación, presentaremos los conceptos de los principales términos asociados a vulnerabilidad sísmica y el sistema de albañilería confinada y sus principales fallas. Vulnerabilidad sísmica : Cabe mencionar que un aspecto de gran relevancia a tener en cuenta para la realización de nuestro investigación, en el marco normativo peruano: La Norma E. 030 mediante R. M. N°355- 2018 - Vivienda publicada en el 2018 divide al país en 4 zonas, ubicando al Asentamiento Humano Las Dalias, perteneciente al Distrito de Piura, en la Zona 4 (Z=0.45), el cual se interpreta como un porcentaje de la aceleración de la gravedad del terreno frente a un sismo. Por lo tanto, se encuentra en una zona altamente sísmica. La palabra vulnerabilidad para Caicedo et al (1994, p. 4), significa el grado de pérdida (consecuencias negativas producidas debido a un fenómeno natural) de un elemento en riesgo (población o infraestructuras susceptibles a ser afectados por un fenómeno natural) o de un conjunto de tales elementos resultantes de la ocurrencia de un fenómeno natural con una magnitud dada. Dicha vulnerabilidad se puede expresar en una escala desde 0 (sin daño) hasta 1 (colapso total) o en cualquier otra escala proporcional a ésta.

El termino hace referencia a la susceptibilidad que podrían tener los elementos estructurales de una edificación o estructura frente a eventos sísmicos, también, se podría describir a través de la ley acción-reacción, donde la acción es el sismo y la reacción es el daño. La vulnerabilidad se mide en base al daño de la estructura; está se medirá en base a los niveles baja, media o alta o de acuerdo a la metodología usada para medir la vulnerabilidad. El proceso de evaluación sísmica incluye dos aspectos fundamentales los cuales son la tipificación y evaluación de los daños potenciales, y la determinación de sus causas. En general, los daños producidos en edificaciones durante la ocurrencia de un sismo se dividen en daños a elementos estructurales y daños a elementos no estructurales. (Alonso G., 2014, p. 65). Para el Ing. Alonso G. (2014, p. 65) los daños pueden ser causados por una combinación de factores asociadas que inciden en la vulnerabilidad sísmica de las edificaciones tales como: Los factores geológicos están dados por la sismicidad de la zona, mecanismos de falla como interacción suelo-estructura, licuefacción de suelos, asentamientos de terreno, entre otros, y por la magnitud del sismo. Los factores estructurales están dados por la tipología estructural, tipo de material (concreto armado, acero, mampostería, madera, etc.), deficiencia en el análisis y diseño estructural, deficiencia en utilización de normas, ductilidad disponible, golpeteo o colindancia de edificaciones contiguas, problemas torsionales, cambios bruscos de rigidez (columna corta y pisos blandos) y distribución asimétrica de rigideces. Los factores arquitectónicos están dados por la configuración geométrica irregular en planta y en elevación, distribución asimétrica o impropia de elementos de fachada, ordenanzas vigentes (retiros, alturas, porcentaje de construcción, etc.), grandes luces y pocas columnas, uso excesivo de espacios abiertos, distribución errática de la tabiquería y sistemas de escape deficiente o inexistente.

construidas sin pasar por ningún proceso formal, es decir no han gestionado una licencia de construcción, no han sido construidas por un profesional y no han tenido ningún proceso de supervisión por ninguna autoridad Por consiguiente, las viviendas que más se verían afectadas en caso de sismo y que no están preparadas, por ende, son las informales, debido a que no han participado profesionales en el diseño de la vivienda, tampoco en la construcción y menos en la supervisión. Para la presente investigación se estudiará este tipo de sistema estructural ya que nuestro título está relacionado directamente con edificaciones de albañilería confinada. Las definiciones de vivienda de albañilería se encuentras específicamente en el artículo 3 de la norma E.070 que es de Albañilería. Es necesario tener en cuenta estos conceptos técnicos, ya que su finalidad con respecto a esta investigación es lograr una investigación más profesional. La albañilería confinada se define como un conjunto de unidades de albañilería asentadas con mortero, enmarcadas en todo su perímetro con concreto armado. Este proceso transforma el conjunto de elementos en una unidad(muro portante) resistente ante cargas. Para la construcción del sistema estructural de albañilería confinada, se levanta primero el muro de albañilería, luego, se vacía el concreto de las columnas de confinamiento, finalmente, se vacía el concreto del techo junto con el de las vigas. Esta cadena constructiva produce una correcta adherencia entre los materiales comprendidos y un comportamiento integrado de la estructura. (San Bartolomé y Quium, 2010, p.3). Unidades de Albañilería: Las unidades de albañilería a las que se refiere la Norma E.070 del Reglamento Nacional de Edificaciones, son ladrillos y bloques en cuya elaboración se utiliza arcilla, sílice-cal o concreto, como materia prima. Estas unidades de albañilería pueden ser sólidas, huecas, alveolares o tubulares. Acero de Refuerzo: “La albañilería y el concreto son muy débiles para resistir esfuerzos de tracción, en particular los causados por momentos flectores generados por fuerzas sísmicas tanto en el plano del muro como en la dirección

perpendicular a su plano. Para suplir esta deficiencia, se emplea el acero corrugado como refuerzo” (San Bartolomé, Quiun, & Silva, 2018). Mortero: Mezcla de diversos materiales, como cal o cemento, arena y agua, que se usa en la construcción para adherir los ladrillos y para sellar las juntas del aire y de la humedad. Se identificaron los parámetros que juegan roles claves en la resistencia sísmica de las viviendas:

  • La densidad de muros, y
  • La presencia de columnas de refuerzo y vigas collar de concreto armado, conformando un sistema espacial continuo. Se han registrado menos daños cuando las construcciones han sido realizadas por profesionales calificados. Para Abanto (2017, p.223) las construcciones de albañilería sometidas a fuerzas sísmicas han presentado las siguientes fallas: Las fallas por corte: las cuales son deformaciones horizontales, que se dan cuando el muro está confinado por un marco exterior y es sometido a fuerzas horizontales, estas fuerzas se deslizan como carga diagonal concentrada y el muro se separa en sus dos esquinas. Las fallas por flexión: hay dos tipos de acuerdo al plano en que se desarrolla: falla por flexión en el plano del muro (ocurre en muros sin elementos de confinamiento que restringa el desplazamiento vertical en el muro originándose así grietas horizontales); y por flexión perpendicular al plano del muro (ocurre por la poca inercia del muro en dicho sentido y porque el arriostramiento en la parte superior del muro es defectuoso, esto originará rajaduras verticales). Y las fallas por asentamiento diferencial, las cuales se da cuando las partículas del suelo se reacomodan debido a la vibración ocasionada por un sismo debido a la baja capacidad portante del terreno, originando una grieta vertical hasta lo alto del muro. Falla por corrosión de acero: La corrosión del acero en las estructuras es un fenómeno que ocurre por la destrucción de la capa superficial que se forma naturalmente sobre el embebido dentro del concreto. Este fenómeno

3.2. Variables y operacionalización

  • variables Identificación de variable: Vulnerabilidad sísmica Tipo de variable: Cuantitativa Según Mousalli (2016), la investigación cuantitativa tiene sus cimientos en las ciencias naturales, la exclusiva forma de alcanzar a la autenticidad de la indagación es por medio de medir de sus cambiantes, en nuestros propios tiempos estas prácticas se acostumbran percibir de forma diaria, a tal punto, que los estudiosos o tesistas no presentan una diferencia entre formar una indagación y edificar una herramienta documental de tipo edumétrico.
  • Operacionalización Definición conceptual: “Se refiere al grado de daños que pueden sufrir las edificaciones que realiza el hombre y depende de las características de su diseño, la calidad de los materiales y de la técnica de construcción. En áreas propensas a la ocurrencia de terremotos resulta posible evaluarla vulnerabilidad sísmica de edificaciones o de cualquier tipo de obra civil en función de la amenaza sísmica y de su vulnerabilidad estructural” Alonso (2014, p. 38). Definición operacional: Para medir la variable de vulnerabilidad sísmica hay que tener en cuenta las características constructivas, arquitectónicas, estructurales de las edificaciones de las zonas de estudio. Se obtendrán datos aplicando la técnica de la encuesta y mediante la observación el investigador, evaluará la vulnerabilidad sísmica en las diferentes viviendas asignadas. Indicadores: Los indicadores se estarán delimitados por las dimensiones las cuales son cuatro: aspectos estructurales, aspectos constructivos, peligro sísmico y autoconstrucción.( ver tabla en anexos).

Medición: La escala de medición empleada en la investigación será de carácter nominal.

2. Matriz de operacionalización de variables VARIABLE DEFINICON CONCEPTUAL DEFINICION OPERACIONAL DIMENSIONES INDICADORES ESCALA DE MEDICION VULNERABILIDAD SISMICA “Se refiere al grado de daños que pueden sufrir las edificaciones que realiza el hombre y depende de las características de su diseño, la calidad de los materiales y de la técnica de construcción. En áreas propensas a la ocurrencia de terremotos resulta posible evaluarla vulnerabilidad sísmica de edificaciones o de cualquier tipo de obra civil en función de la amenaza sísmica y de su vulnerabilidad estructural” Alonso (2014, p. 38). Para medir la variable de vulnerabilidad sísmica hay que tener en cuenta las características constructivas, arquitectónicas, estructurales de las edificaciones de las zonas de estudio. Se obtendrán datos aplicando la técnica de la encuesta y mediante la observación el investigador, evaluará la vulnerabilidad sísmica en las diferentes viviendas asignadas. ASPECTOS ESTRUCTURALES muros portantes nominal confinamiento de la albañilería nominal fallas estructurales nominal ASPECTOS CONSTRUCTIVOS calidad del sistema resistente nominal estado de conservación nominal PELIGRO SISMICO planificación urbana nominal zonificación nominal AUTOCONSTRUCCION calidad de los materiales nominal mano de obra nominal planos estructurales nominal Asesoría técnica nominal