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trabajos importantes de campo para la elaboración combinada
Tipo: Apuntes
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FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
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A mis padres por ser los pilares en mi formación académica, por ser los que siempre creyeron en mí y por estar allí en las buenas y en las malas. A mi hija la cual es y será Siempre el motor para hacer todo posible, Dios te cuide, te proteja y te bendiga siempre.
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A Dios padre todo poderoso creador del cielo y de la tierra, a Jesús Cristo nuestro señor, mi señor, por darme la vida, la salud y la fuerza para emprender este largo camino. A mis padres, por su ayuda, aliento y preocupación en la conclusión de esta investigación, gracias por estar ahí día a día preocupándose por mí y todos mis hermanos. A mi esposa, por darme siempre ese “empujoncito” de seguir adelante, por querer siempre lo mejor para mí y para nuestra familia. A mi asesor, Carlos Silva Castillo, por sus consejos, por su paciencia y tiempo en la absolución de mis consultas y mis dudas. A mi Jurado presidido por el Dr. Carmen Chilon Muñoz, M.Sc. Antonio Timanà Fiestas y al Ing. Julián Federico Dienstmaier León, por su predisposición en la absolución de los avances de la presente investigación. A la Municipalidad Distrital de Catacaos, INEI, Gobierno Regional de Piura, por toda la información brindada para el desarrollo de la presente investigación. Al Dr. Ernesto Quezada Poicon por el interés en el bienestar cultural de toda la familia, gracias por siempre estar al tanto del avance de mi investigación. Y a toda mi familia y amigos que siempre se preocuparon por la conclusión de esta investigación, hermana muchas gracias por tus consejos y ayuda en todo el transcurso de este tiempo.
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The analysis and evaluation of seismic risk in different buildings is nowadays a necessary tool for the prevention of economic losses and human losses due to an earthquake, and it is also a subject of global interest since in several parts of the world it has been touching this subject with greater emphasis, within our territory the interest shown in this topic is still incipient. An earthquake of great magnitude could destroy everything we know in a matter of seconds, but the earthquake is not what causes these damages, but the geographical location of the study area (Located in the belt of fire or Belt Circumpacífico, where the 85% of the energy of the entire planet) the seismic silence that lives in the area in question (In the coastal regions of the North has not happened a devastating earthquake more than 150 years ago) all this reflected the Seismic Hazard of the area in question, added to this, the deficiency or bad practices in the buildings, reflected in the seismic vulnerability of the buildings, urge us to carry out an "Analysis and Evaluation of the Seismic Risk of Masonry Buildings in the City Center of Catacaos - Piura" , evaluating or estimating the fundamental parameters that intervene in it, which we have mentioned above. For this purpose, the methodology proposed by the INDECI has been used, which proposes statistical tables to evaluate the Hazard and Seismic Vulnerability, obtaining at the end the Seismic Risk Index in the masonry buildings in the study area, resulting in the end that 592 homes have a "High" Seismic Risk Index. Therefore, the estimation of the Seismic Risk Index of masonry dwellings in the center of the district of Catacaos is a determining factor for the reduction and / or minimization of human and economic losses. KEY WORDS: Analysis, evaluation, risk, seismic, buildings, masonry, Catacaos, dangerousness, vulnerability.
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CAPÍTULO I: GENERALIDADES Pag. 1.1 Introducción. 1 1.2 Planteamiento del problema. 3 1.3 Justificación. 5 1.4 Objetivos. 7 1.5 Hipótesis. 7 1.6 Metodología. 8 CAPITULO II: CONCEPTOS FUNDAMENTALES. 2.1 Etimología de la palabra Riesgo. 11 2.2 Múltiples consideraciones del Riesgo. 12 2.3 Los Sismos y sus Características. 13 2.4 Riesgo Sísmico y sus elementos. 20 2.5 Peligro, Vulnerabilidad, Confiabilidad, y Resiliencia Estructural e Incertidumbre. 22 2.6 Peligro desde una esfera global. 28 2.7 Enfoque general de la vulnerabilidad. 29 2.8 Valoración del Riesgo Sísmico. 30 2.9 Ingeniería Sismorresistente y sus antecedentes. 32
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL 4.2 Datos estadísticos y antecedentes de eventos sísmicos ocurridos en Piura. 84 4.3 Sistemas de Información Geográfica (SIG). 86 CAPITULO V: CONSIDERACIONES Y MÉTODOS PARA LA EVALUACIÓN DEL RIESGO SÍSMICO. 5.1 Conocimiento y evaluación del Riesgo Sísmico. 87 5.2 Peligrosidad sísmica. 88 5.2.1 Valoración de la Peligrosidad Sísmica. 89 5.2.2 Métodos de evaluación de la Peligrosidad Sísmica. 90 5.2.3 Peligrosidad Sísmica Regional y estudios de Microzonificación Sísmica. 91 5.2.4 La incertidumbre dentro de la evaluación de la Peligrosidad Sísmica. 98 5.2.5 Otros métodos para determinación de la Peligrosidad Sísmica. 100 5.3 Vulnerabilidad Sísmica. 100 5.3.1 Vulnerabilidad física de las edificaciones. 102 5.3.1.1 Evaluación de la vulnerabilidad. 103 5.3.1.2 Factor de Daño (FD). 108 5.3.1.3 Intensidad. 110 5.3.1.4 Función y Distribución de Daño o de Pérdida. 112 5.3.1.5 Relación Intensidad – Daño. 113 5.3.1.6 Estimación de pérdidas por sismo. 116 5.3.2 Caracterización de la vulnerabilidad social. 117 5.3.2.1 Poblaciones expuestas. 121 5.3.2.2 Espacios urbanos expuestos. 123 5.3.2.3 Fragilidad social. 123 5.4 Otros Métodos y/o consideraciones. 125 5.4.1 Método Delphi y su aplicación. 126 5.4.2 Método FUNVISIS. 127
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL CAPITULO VI: EVALUACIÓN DE NIVELES DE RIESGO SÍSMICO EN VIVIENDAS DE ALBAÑILERÍA DEL CENTRO DE LA CIUDAD DE CATACAOS. 6.1 Niveles de evaluación. 128 6.2 Diagnostico preliminar. 129 6.3 Evaluación semi detallada. 130 6.4 Evaluación detallada. 132 6.5 Productos e informe final. 133 6.5.1 Daños en viviendas de albañilería confinada. 134 6.5.2 Daños en viviendas de albañilería armada. 138 6.5.3 Estados de daño y población expuesta. 139 6.6 Evaluación del riesgo social. 140 CAPITULO VII: GESTIÓN DEL RIESGO SÍSMICO EN NUESTROS TIEMPOS. 7.1 Bases conceptuales de La Gestión del Riesgo Sísmico. 142 7.2 Procesos claves para la Gestión del riesgo Sísmico. 144 7.3 Principios para la Gestión del riesgo Sísmico. 146 7.4 Herramientas para la Gestión del Riesgo Sísmico. 147 7.5 Organismos relacionados con la gestión del riesgo Sísmico en el centro de la ciudad de Catacaos. 149 7.6 Participación de la sociedad Cataquense en la gestión del Riesgo Sísmico. 151 7.7 Intervención de los gobiernos locales en la Gestión del Riesgo Sísmico. 152 7.8 La Gestión del Riesgo Sísmico en los Proyectos de Inversión Pública. 153 7.9 Planificar un Desarrollo Sostenible. 155 7.10 Aplicación en la Gestión del riesgo Sísmico. 156 7.11 Normativa. 158
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Figura (23) Ejemlo de vivienda construida de Madera ………………………………….. 50 Figura (24) Interfase concreto – albañilería debil (Fisuras en el contorno del tabique) .... 53 Figura (25) Modelo matemático de un tabique ………………………………………….. 54 Figura (26) Incremento de resistencia y Rigidez por la interacción Pórtico - Tabique ..... 54 Figura (27) Accesos verticales bajo el Rio Támesis …………………………………….. 56 Figura (28) Refuerzo horizontal y vertical en albañilería armada ………………………. 57 Figura (29) Grietas verticales en el empaste en el encuentro entre pilares ……………… 58 Figura (30) Procedimiento constructivo incorrecto de albañileria confinada y sus consecuencias…………………………………………………………………………….. 60 Figura (31) Edificacion basada en el sistema de porticos de concreto armado ………….. 61 Figura (32) Edificación basada en el sistema dual o mixto …………………………….... 62 Figura (33) Encofrado metalico en sistema de muros estructurales ……………………... 63 Figura (34) Edificación con Muros estructurales ………………………………………... 64 Figura (35) Ficha técnica utilizada para el levantamiento de información en el centro de la ciudad de Catacaos ………………………………………………………………………. 71 Figura (36) Ejemplo de una vivienda con elemnetos en riesgo. (Jr. Mariano Diaz #1483 – Catacaos) ………………………………………………………………………………… 73 Figura (37) Mapa satelital del Distrito de Catacaos ……………………………………... 81 Figura (38) Distribución espacial de la sismicidad en la región norte del Perú. La profundidad de los sismos es indicada con el color de los símbolos ……………………. 97 Figura (39) Mapa preliminar de intensidades en la escala Mercalli Modificada para el sismo de Sechura del 15 de marzo de 2014. La estrella indica la ubicación del epicentro del sismo ................................................................................................................................... 98 Figura (40) Fuentes Sismogénicas Superficiales en el Perú ……………………………. 101 Figura (41) Ejemplo de distribución del daño para 500 edificaciones sometidas a la misma intensidad ……………………………………………………………………………….. 117 Figura (42) Curvas de fragilidad para edificios de muros de albañilería reforzada en california (ATC 13, 1985) ……………………………………………………………… 118 Figura (43) Probabilidad de ocurrencia de cada rango de daño para edificios de muros de albañilería en California (ATC 13,1985) ………………………………………………. 119 Figura (44) Distribución de la población en términos de la Vulnerabilidad …………… 129 Figura (45) La vulnerabilidad en términos de Exposición, Fragilidad y Resiliencia …... 130
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Cuadro (1) Población Cataquense proyectada por distritos 2007 – 2032 ……………….. 66 Cuadro (2) Tipo de viviendas según material de construcción en el Distrito de Catacaos …………………………………………………………….................................……….... 67 Cuadro (3) Distribución de viviendas según el tipo de material en el Distrito de Catacaos ……………………………………………………………………………………………. 67 Cuadro (4) Viviendas según el material de construcción en el Centro del Distrito de Catacaos ………………………………………………………………………….………. 73 Cuadro (5) Distribución porcentual de viviendas según el material de construcción en el centro del Distrito de Catacaos …………………………………………….…………….. 74 Cuadro (6) Distribución de viviendas de albañilería según el número de pisos en el centro del Distrito de Catacaos ……………………………………………….…………………. 76 Cuadro (7) Distribución porcentual de viviendas según el número de pisos en el centro del Distrito de Catacaos …………………….………………………………..………………. 76 Cuadro (8) Distribución de viviendas de albañilería según el Estado Actual de Conservación ………..…………………………………………………………………… 78 Cuadro (9) Distribución porcentual según el estado actual de las viviendas en el centro del Distrito de Catacaos …...………….……………………………………………………… 78 Cuadro (10) Distribución de viviendas de albañilería según el Responsable de la Construcción ….……..…………………………………………………………………… 80 Cuadro (11) Aceleraciones Máximas del suelo para distintos periodos de retorno ……. 103 Cuadro (12) Nivel de Vulnerabilidad física en una estructura (vivienda) ………...…… 111 Cuadro (13) Estrato, descripción y valor de la vulnerabilidad ………………………… 112 Cuadro (14) Estados de daño considerados por el ATC ……………………………….. 114 Cuadro (15) Escala Modificada de Mercalli …………………………………………… 116 Cuadro (16) Correlación entre intensidad Mercalli Modificada y aceleración pico del suelo (Sauter, 1978) …………………………………………………………………………... 116 Cuadro (17) Matriz de probabilidad de daño para edificios de muros albañilería reforzada en California (ATC 13, 1985) ………………………………………………………….. 120 Cuadro (18) Nivel de Vulnerabilidad Social …………………………………………… 123 Cuadro (19) Nivel de Vulnerabilidad Cultural e Ideológica …………………………… 124
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Página 2 El presente trabajo nace al analizar estos dos factores que vienen siendo objeto de preocupación e investigación por muchos expertos en el tema, entes gubernamentales, profesionales involucrados con el asunto y personas comunes y corrientes; los cuales son la Peligrosidad Sísmica reflejada en el “silencio sísmico” y en la ubicación de la zona de estudio, sumado a la Vulnerabilidad de las edificaciones debido a la calidad de las viviendas, dando como resultado el argumento de la tesis en mención que es el “Análisis y la Evaluación del Riesgo Sísmico de edificaciones de albañilería en el centro de la ciudad de Catacaos – Piura, teniendo como base fundamental los factores antes mencionados y añadiéndoles otros que en el desarrollo de la presente tesis irán siendo descritos. 1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Página 3 Muy a menudo se utilizan los términos “Riesgo” y “Peligrosidad” como sinónimos, pero cada uno tiene un significado e implicancia singular y ambos serán los hilos que desbaraten la madeja de la presente investigación, pero sin restarle importancia también a la “Vulnerabilidad” que será al igual que los primeros un punto muy importante dentro del desarrollo de la investigación. La Vulnerabilidad sísmica de una edificación, es el conjunto de parámetros capaz de predecir el tipo de daño estructural, el modo de falla y la capacidad resistente de una estructura bajo unas condiciones probables de sismo. La vulnerabilidad sísmica no solo depende del edificio de estudio en cuestión, sino también del lugar. Es decir, dos edificios iguales tendrán mayor o menor vulnerabilidad dependiendo del lugar. Se define a la peligrosidad sísmica como la probabilidad de excedencia de un cierto valor de la intensidad del movimiento del suelo producido por terremotos, en un determinado emplazamiento y durante un periodo de tiempo dado, dicha probabilidad de excedencia puede ser igual o excedida valga la redundancia a los valores ya conocidos. Está relacionada al grado de certeza 4 que se puede tener sobre la ocurrencia de un proceso dado y se basa en su frecuencia histórica. Sin embargo, por riesgo sísmico se entiende que es una medida que mezcla el peligro sísmico con la vulnerabilidad de las edificaciones y que se produzcan en ella daños por movimientos sísmicos en un periodo de tiempo determinado. También se puede conceptualizar al riesgo sísmico como a la magnitud de las pérdidas derivadas de un fenómeno geológico, lo cual tiene en cuenta el “riesgo específico”, o sea las pérdidas económicas esperadas, y los “elementos de riesgo” (o la vulnerabilidad) como la población, propiedades, actividades económicas, servicios públicos, etc. Es decir, son los daños que afectan al hombre y/o sus instalaciones, generados por un evento sísmico que constituye un peligro. Teniendo ya descritos estos dos conceptos 4 El conocimiento de algo seguro y claro nos conlleva a mencionar que algo es certero; no obstante; la falta d e conocimiento implica una tener una incertidumbre de aquello que se trata de investigar.
