Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Prepara tus exámenes con los documentos que comparten otros estudiantes como tú en Docsity
Encuentra los documentos específicos para los exámenes de tu universidad
Estudia con lecciones y exámenes resueltos basados en los programas académicos de las mejores universidades
Responde a preguntas de exámenes reales y pon a prueba tu preparación
Consigue puntos base para descargar
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Comunidad
Pide ayuda a la comunidad y resuelve tus dudas de estudio
Ebooks gratuitos
Descarga nuestras guías gratuitas sobre técnicas de estudio, métodos para controlar la ansiedad y consejos para la tesis preparadas por los tutores de Docsity
EJEMPLO DE PRESENTACION DE TRABAJO
Tipo: Apuntes
1 / 226
Esta página no es visible en la vista previa
¡No te pierdas las partes importantes!
Esta obra está bajo una Licencia "Creative Commons Atribución 4.0 Internacional".
ii
A Dios, por cuidar de mí persona, a mis padres, hermana, abuela y tía, quienes confiaron y estuvieron a mi lado dándome su apoyo día a día. ¡Don´t stop believing!
iii
AGRADECIMIENTOS ......................................................................................................... i
DEDICATORIA .................................................................................................................. ii
ÍNDICE ............................................................................................................................. iii
ÍNDICE DE FIGURAS ....................................................................................................... vi
ÍNDICE DE TABLAS .......................................................................................................... x
RESUMEN....................................................................................................................... xii
ABSTRACT .................................................................................................................... xiii
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ xiv
CAPÍTULO I ...................................................................................................................... 1
PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO ................................................................................... 1
1.1 Planteamiento y Formulación del Problema ........................................................ 1 1.1.1 Planteamiento del Problema...................................................................................... 1 1.1.2 Formulación del Problema ......................................................................................... 2 1.1.2.1 Problema General .................................................................................................. 2 1.1.2.2 Problemas Específicos ............................................................................................ 3 1.2 Objetivos ............................................................................................................ 3 1.2.1 Objetivo General ........................................................................................................ 3 1.2.2 Objetivos Específicos .................................................................................................. 3 1.3 Justificación e Importancia.................................................................................. 4 1.4 Hipótesis y Descripción de Variable .................................................................... 5 1.4.1 Hipótesis General ....................................................................................................... 5 1.4.2 Hipótesis Específicas .................................................................................................. 5 1.4.3 Variable ...................................................................................................................... 5 CAPÍTULO II ..................................................................................................................... 6
MARCO TEÓRICO ........................................................................................................... 6
2.1 Antecedentes del Problema ................................................................................ 6 2.1.1 Antecedentes Nacionales ........................................................................................... 6 2.1.2 Antecedentes Internacionales ................................................................................... 8 2.2 Bases Teóricas ..................................................................................................
vi
Figura 1: Esquema Tectónico que Explica la Interacción entre las Placas Nazca y Sudamericana (Subducción). Fuente: Evaluación del Peligro Asociado a los Sismos y Efectos Secundarios en Perú, IGP-2014........................................................................... 1 Figura 2: Vivienda Autoconstruida, se puede apreciar los muros portantes en la dirección longitudinal y en la transversal que es la fachada solo pórticos. Fuente: Elaboración propia. ......................................................................................................................................... 4 Figura 3: Mapa Epicentral de Grandes Sismos Históricos Ocurridos en Perú, Período 1500 a 2014. Fuente: Evaluación del Peligro Asociado a los Sismos y Efectos Secundarios en Perú. ................................................................................................................................ Figura 4: Escarpe de la Falla de Huaytapallana. Fuente: Foto tomada por José Macharé Ordoñez – Síntesis Descriptiva del Mapa Neotectónico 2008 – INGEMMET. .................. Figura 5: Falla activa de Huaytapallana. Fuente: INGEMMET, XVIII Encuentro Científico Internacional “Gustavo Gonzales Rengifo” – Verano 2011. ............................................. Figura 6: Filosofía Del Diseño Sismorresistente. Fuente: Norma Técnica E.030 - 2019... Figura 7: Caída del Techo en Salón de Recepciones dejó 6 muertos, Huancán. Fuente: El Comercio, 14 de Octubre del 2019. ................................................................................. Figura 8: Usos del Suelo en Huancayo Metropolitano. Fuente: Plan de Desarrollo Urbano de Huancayo del año 2006 al 2011.................................................................................. Figura 9: Sistema Estructural Mixto, Pórticos en la Dirección Transversal y Albañilería Confinada en la Dirección Longitudinal. Fuente: Elaboración Propia. .............................. Figura 10: Diagrama del Procedimiento Sugerido para la Determinación de las Acciones Sísmicas - Norma Técnica E.030 “Diseño Sismorresistente” – 2019.. ............................. Figura 11: Mapa de Peligro Sísmico para el Perú, CRISIS-2007 Fuente: Re-Evaluación del Peligro Sísmico Probabilístico para el Perú, IGP-Lima 2014. ........................................... Figura 12: Espectro de Pseudo Aceleraciones de la Norma Técnica E.030. Fuente: Seminario - Actualización de la Norma Técnica Peruana E.030, marzo de 2016. ............ Figura 13: Deformaciones en los elementos estructurales de un entrepiso con diafragma rígido en su mismo plano ante un desplazamiento el eje X. Fuente: Dinámica Estructural Aplicada al Diseño Sísmico, García Reyes, Luis Enrique – 1998. .................................... Figura 14: Modelo Pseudo Tridimensional con 3 GDL en cada entrepiso. ....................... Figura 15: Distribución de la Fuerza Sísmica en Altura, ubicada en el CM de cada entrepiso. ........................................................................................................................................
viii
Figura 39: Definición del Análisis Modal con un Mínimo Número de 3 Modos.................. Figura 40: Definición del Caso de Carga para el Análisis Dinámico Modal Espectral en la Dirección Longitudinal (Izquierda) y para la Dirección Transversal (Derecha).................. Figura 41: ETABS - Tablas Dinámicas con Datos de la Estructura y Resultados del Análisis Estructural (Izquierda) y Tabla de Máximos Desplazamientos de Entrepiso (Derecha).... Figura 42: Gráfica de las Fuerzas Sísmicas para un Análisis Estructural Estático en la dirección X (Izquierda) y la Gráfica de los Máximos Desplazamientos en cada Nivel para un Análisis Estructural Dinámico en la misma Dirección (Derecha). ................................ Figura 43: Diagrama de Fuerzas Cortantes (Izquierda) y la Gráfica de las Máximas Derivas en cada Nivel para un Análisis Estructural Dinámico en la Dirección X (Derecha). .......... Figura 44: Ficha de Campo para cada Vivienda Informal. ................................................ Figura 45: Año de Construcción de las Viviendas Informales y Actualización de la Norma E.030. .............................................................................................................................. Figura 46: Número de Pisos de las Viviendas Informales. ............................................... Figura 47: Modelado en 3D de la Vivienda Informal en el Software ETABS. .................... Figura 48: Espesor de los Muros Portantes de las Viviendas Informales. ........................ Figura 49: Dirección de la Losa Aligerada Unidireccional. ............................................... Figura 50: Regularidad Estructural de las Viviendas Informales. ..................................... Figura 51: Planos en Planta de la vivienda en la HU-1 (Parte Superior Izquierda), la vivienda (Parte Superior Derecha), (Parte Inferior Izquierda) y (Parte Inferior Derecha). ............... Figura 52: Idealización Estructural de la Escalera. ........................................................... Figura 53: Asignación de la Carga Muerta debida al Peso de la Escalera y del Parapeto en la Azotea.......................................................................................................................... Figura 54: Vista en Planta (Izquierda) y Vista 3D (Derecha) del Área donde será Asignada las Cargas debido al Tanque Elevado en la Vivienda Informal HU-4. .............................. Figura 55: Ficha Técnica del Tanque Rotoplas para Agua. Fuente: Rotoplas. ................. Figura 56: Inexistente Separación entre Viviendas. ......................................................... Figura 57: Vivienda Informal de 2 Pisos (HU-5), Vista en Planta (Izquierda) y Vista 3D (Derecha)......................................................................................................................... Figura 58: Desplazamientos Laterales Máximos en el Último Piso – Vivienda de Dos Pisos
ix
Figura 61: Vivienda Informal de 4 Pisos (ET-5), Vista en Planta (Izquierda) y Vista 3D (Derecha)......................................................................................................................... Figura 62: Desplazamientos Laterales Máximos en el Último Piso – Vivienda de Cuatro Pisos + Azotea (ET-5). ..................................................................................................... Figura 63: Vista 3D de la Vivienda Informal de 5 Pisos (CH-4). ....................................... Figura 64: Desplazamientos Laterales Máximos en el Último Piso – Vivienda de Cinco Pisos
xi
Tabla 29: Datos de EMS de Diversas Edificaciones - Ensayo de Corte Directo ASTM D- 3080, Huancayo Metropolitano. ....................................................................................... Tabla 30: Regularidad Estructural de las Viviendas Informales. ....................................... Tabla 31: Viviendas Informales con Irregularidad de Esquinas Entrantes. ....................... Tabla 32: Cargas Mínimas Repartidas Equivalentes a la Tabiquería. .............................. Tabla 33: Pesos Unitarios - Losas Aligeradas Armadas en una Sola Dirección de Concreto Armado. ........................................................................................................................... Tabla 34: Carga Muerta Calculada debido al Peso de los Ladrillos de Techo de la Losa Aligerada Unidireccional. ................................................................................................. Tabla 35: Pesos Unitarios - Material de Albañilería. ......................................................... Tabla 36: Desplazamientos Laterales Máximos en el Último Piso – Vivienda de Dos Pisos
xii
La presente tesis consiste en la validación estructural de viviendas informales ubicadas en Huancayo Metropolitano, las cuales poseen un sistema estructural mixto: en el eje transversal, poseen supuestos pórticos y en el eje longitudinal, muros de albañilería confinada. Este tipo de construcciones es muy usual en este lugar debido a la informalidad que se tiene por evitar trámites tediosos al momento de solicitar una licencia de construcción. Aparte del sistema estructural, se pueden tener mayores errores constructivos referentes a la mano de obra no calificada y los materiales de baja calidad, con lo cual una vivienda puede llegar a fallar frente a un evento sísmico de gran intensidad.
Para poder evaluar este sistema estructural, se escogieron por conveniencia 15 viviendas de los distritos de Chilca, El Tambo y Huancayo. El Plan de Desarrollo Urbano de Huancayo se viene respetando a la actualidad, pero en años anteriores no y los ciudadanos dividían sus terrenos de una forma irregular. Como parte de la información recolectada de las viviendas, se tuvo planos de arquitectura y estructuras, y se pudo identificar que, en su mayoría, no evalúan cada vivienda y simplemente usan el criterio de medidas estándar.
El análisis estructural fue ejecutado con el uso del software ETABS para obtener los desplazamientos, rigideces, derivas y otros resultados necesarios para poder validar cada una de las viviendas, concluyendo que el sistema estructural de pórticos no cumple con la rigidez requerida en la dirección transversal; por el contrario, en la dirección longitudinal los muros portantes de albañilería confinada aportan una gran cantidad de rigidez a la estructura y por lo tanto la validación estructural es incorrecta.
Palabras Clave: Vivienda Informal, Sismo, Comportamiento Estructural, Análisis Sísmico Lineal, Factores de Irregularidad, Distorsión de Entrepiso.
xiv
Las viviendas informales en Huancayo son fáciles de visualizar por donde uno va caminando y ahí el problema de la presente tesis ¿Estas viviendas tendrán la rigidez necesaria frente a un evento sísmico? Esta pregunta se consolida con el hecho de ver personal que construye a su criterio propio, una falta de supervisión ingenieril y materiales de poca calidad. Huancayo Metropolitano va creciendo demográficamente y, por ende, la necesidad de viviendas es pan de cada día, además se encuentra en una zona medianamente sísmica y teniendo la presencia de la Falla del Huaytapallana puede ocurrir un sismo en el momento menos pensado; el sismo es inevitable, pero sí se puede advertir a la población y tener viviendas sismorresistentes que pueden hacer frente o mitigar los daños materiales y humanos que se pudieran dar.
La tesis aborda el análisis sísmico de 15 viviendas informales tanto para el análisis de fuerzas equivalentes como el dinámico modal espectral indicado paso a paso en las páginas de la Norma Técnica E.030 “Diseño Sismorresistente” y con los resultados obtenidos realizar su validación estructural desde el control de desplazamientos laterales hasta la separación entre edificios. Las viviendas seleccionadas cuentan con un sistema estructural mixto muy común es esta parte del Perú, el cual consta de pórticos en uno de sus ejes y en el otro eje muros portantes de albañilería confinada; los planos fueron obtenidos de terceros.
Esta tesis está conformada por 5 capítulos, partiendo del capítulo I sobre el planteamiento y formulación del problema, los objetivos, justificación e importancia y la descripción de la variable; el capítulo II, por su parte, detalla el marco teórico, los antecedentes nacionales e internaciones, bases teóricas y definición de términos básicos; continúa el capítulo III, donde se describe la metodología, diseño, población, muestra y técnicas e instrumentos de recolección de datos; en el capítulo IV se desarrolla el análisis estructural de las 15 viviendas informales; y, para culminar, el capítulo V que tiene por contenido los resultados y discusión de ellos con los antecedentes planteados. Por último, se redactan las conclusiones a las que se llegaron mediante la tesis y la bibliografía empleada en su elaboración.
Uno de los países altamente sísmicos es Perú, ya que se encuentra ubicado en la zona de subducción de la Placa de Nazca y la Placa Sudamericana (1) (Ver Figura 1); como indica la Norma Técnica E.030 “Diseño Sismorresistente”, divide el territorio en cuatro zonas en función al porcentaje de la aceleración de la gravedad máxima del terreno; los distritos de Huancayo Metropolitano ocupan la zona tres; por ello, al poseer una amenaza sísmica, es necesario evaluar las viviendas informales que ahí se encuentran.
Figura 1: Esquema Tectónico que Explica la Interacción entre las Placas Nazca y Sudamericana (Subducción). Fuente: Evaluación del Peligro Asociado a los Sismos y Efectos Secundarios en Perú, IGP-2014.
▪ ¿Cuáles son los resultados de la validación estructural de viviendas informales construidas en Huancayo Metropolitano hasta el año 2017, realizada mediante el análisis estructural de fuerzas equivalentes?
▪ ¿Cuáles son los resultados de la validación estructural de viviendas informales construidas en Huancayo Metropolitano hasta el año 2017, realizada mediante el análisis estructural dinámico modal espectral?
Realizar la validación estructural de viviendas informales construidas en Huancayo Metropolitano hasta el año 2017.
▪ Validar estructuralmente viviendas informales construidas en Huancayo Metropolitano hasta el año 2017 mediante el análisis estructural de fuerzas equivalentes.
▪ Validar estructuralmente viviendas informales construidas en Huancayo Metropolitano hasta el año 2017 mediante el análisis estructural dinámico modal espectral.
El territorio peruano presenta un registro importante de sismos, así como los daños que conllevaron a pérdidas humanas y materiales. Las construcciones que se tienen en los distritos de Huancayo, El Tambo y Chilca, al estar ubicadas en una zona sísmica tipo 3, podrían sufrir dichos daños y más aún si son viviendas construidas informalmente.
El propósito de la realización de esta tesis es validar el comportamiento estructural de 15 viviendas informales que poseen un sistema estructural mixto bajo los parámetros que indican las normas E.020, E.030, E.060 y E.070 del Reglamento Nacional de Edificaciones. Estas viviendas presentan en la dirección transversal pórticos con columnas muy pequeñas y en la dirección longitudinal muros portantes endentados de albañilería confinada.
En Huancayo Metropolitano, se pueden observar viviendas construidas informalmente refiriéndose al hecho de no contar con un ingeniero que guíe el proceso constructivo y solo construyan en base a los planos elaborados, como también el hecho de elaborar planos sin conocimientos mínimos de estructuración ni validando los parámetros que exigen las normas del R.N.E. (Ver Figura 2); por ello, esta tesis servirá en la formación profesional del autor y a la población de los distritos mencionados, ya que con los resultados obtenidos se dará de conocimiento las posibles consecuencias que tendrán este tipo de construcciones ante un posible sismo severo y así puedan tomar mejores decisiones antes de construir.
Figura 2: Vivienda Autoconstruida, se puede apreciar los muros portantes en la dirección longitudinal y en la transversal que es la fachada solo pórticos. Fuente: Elaboración propia.
