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ADECUACIÓN SISMORRESISTENTE DE EDIFICIO DE CONCRETO
ARMADO AFECTADO POR EL SISMO DE TUCACAS DE 2009
Prof. Alfonso Malaver & Prof. Denis Rodríguez Universidad Católica Andrés Bello, Caracas, Venezuela
IV CONFERENCIA ECUATORIANA DE INGENIERÍA SÍSMICA “M.I. JORGE NUQUES COBO” GUAYAQUIL, 22 AL 25 DE AGOSTO DE 2011
MAPA DE SISMICIDAD INSTRUMENTAL 1910-2002
NORMA COVENIN 1756-2001
INTENSIDADES MERCALLI (IMM)
•Magnitud = 6.4•Coord. Epicentro = 10.81°N - 67.91°W•Profundidad Focal = 5.8km
Morón = VI Caracas = V Valencia = V-VI
SISMO DE TUCACAS12 de Septiembre de 2009
Tucacas = VII Chichiriviche =
VII Boca de Aroa =
VII Puerto Cabello =
VI
DAÑOS REPORTADOS
VEINTITRES EDIFICIOS CON DAÑOS TRES EDIFICIOS CON DAÑOS
SEVEROS (Miramar, Punta Brava y Lamar Suites)
SE REPORTARON DAÑOS MENORES EN VIVIENDAS UNIFAMILIARES
SE REPORTO LICUACION EN TUCACAS Y CHICHIRIVICHE
PLANO DE UBICACIÓN
PLANTA DE ENVIGADO
PÓRTICO F DEL EDIFICIO ORIGINAL
CAUSA DE DAÑOS
EL ESTUDIO DE PATOLOGIA SEÑALA LO SIGUIENTE: SE OBSERVARON DEFICIENCIAS EN LA
CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL QUE PERMITIERON LA GENERACIÓN DE LOS EFECTOS DE COLUMNA CORTA Y DE PISO BLANDO
SE REALIZARON MODIFICACIONES DEL PROYECTO EN LO REFERENTE A LAS DIMENSIONES Y GEOMETRÍA DE LA ESTRUCTURA
SE EJECUTARON CAMBIOS EN EL SISTEMA CONSTRUCTIVO EN EL NIVEL DE TECHO, PREVISTO DE MADERA Y CONSTRUIDO EN CONCRETO
FUNDACIONES
FUNDACIONES: DADO QUE NO DISPONE DE PLANOS DE FUNDACIONES, LA EMPRESA SUELING INGENIERÍA, C.A. REALIZÓ UN ESTUDIO DE SUELO EN LA PARCELA DONDE ESTÁ UBICADO EL CONJUNTO MIRAMAR. EN ESE ESTUDIO DE SUELOS, SE INCLUYO LA EJECUCIÓN DE UNA CALICATA DE DIMENSIONES 0,75M DE ANCHO Y 1,50 M DE LONGITUD. EN LAS CONCLUSIONES GENERALES DE DICHO ESTUDIO, SE INDICA LO SIGUIENTE:”DE ACUERDO A LO OBSERVADO EN LA EXCAVACIÓN, SE DETERMINO QUE LA EDIFICACIÓN SE APOYA SOBRE FUNDACIONES PROFUNDAS, DEL TIPO PILOTES PREFABRICADOS E HINCADOS EN SITIO CON MAQUINA A PERCUSIÓN”. PERFIL DE SUELO: TIPO S3
CONCRETO:
ACERO ESTRUCTURAL: Fy = 2530 kgf/cm2
CALIDAD DE LOS MATERIALES
NIVEL F´c (kgf/cm2)PB A NIVEL 1 320NIVEL 2 A TECHO 244PARA LA REVISIÓN 250
ACERO DE REFUERZO: Fy = 4200 kgf/cm2
ESPECTROS ELÁSTICO Y DE DISEÑO
ZONA SÍSMICA 4 ACELERACIÓN HORIZONTAL: Ao = 0.25g FORMA ESPECTRAL DEL TERRENO: S3 FACTOR DE CORRECCIÓN DE Ao: = 0.70 GRUPO B2 FACTOR DE IMPORTANCIA: ALFA = 1.00 FACTOR DE REDUCCIÓN DE RESPUESTA : ESTRUCTURA ORIGINAL = 3 ESTRUCTURA REFORZADA = 3.5 TIPO DE ESTRUCTURA ACTUAL: I TIPO DE ESTRUCTURA NUEVA: I
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.50.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
Período (seg)
Ad (
g)
FIGURA 3 ESPECTROS DE RESPUESTA ELÁSTICA Y DE DISEÑO PARA SUELOS S3
ξ=5%
R=1
R=3
ESPECTROS PARA EDIFICIO ORIGINAL
ESTADO DEL EDIFICIO ORIGINAL
CUERPO PERIODO (seg)
CORTE (ton)
COEF. SÌSMICO(%)
DERIVA
Tx Ty Tn Vx Vy Cx Cy dx dy
ESTE 1.26 0.76 0.63 264 307 10,94 12,72 0.012 0.011
NORTE 0.85 0.68 0.67 360 360 7,01 7,75 0.007 0.008
OESTE 1.01 0.58 0.56 105 89 14,70 12,46 0.012 0.009
C mínimo = 8,33%Deriva máx. = 0,018
Figura 4 Vista tridimensional del edificio este mostrando (color rojo) que la demanda supera la capacidad resistente
de las columnas
Figura 5 Vista tridimensional del edificio norte mostrando (color rojo) que la demanda supera la capacidad resistente
de las columnas
Figura 5 Vista tridimensional del edificio oeste mostrando (color rojo) que la demanda supera la capacidad resistente
de las columnas
ADECUACIÓN ESTRUCTURAL
ESTRATEGIA DE ADECUACIÓN:
EL REFORZAMIENTO DE LA SUPERESTRUCTURA CONSISTE BÁSICAMENTE EN LO SIGUIENTE:
COLOCAR REFUERZOS METÁLICOS EN FORMA DE V INVERTIDA EN ALGUNOS PÓRTICOS, TANTO EN DIRECCIÓN LONGITUDINAL COMO EN DIRECCIÓN TRANSVERSAL. EN EL CUERPO ESTE POR RAZONES ARQUITECTÓNICAS LA V INVERTIDA ES “CORTADA” POR UNA VIGA HORIZONTAL.
REFORZAMIENTO DE COLUMNAS MEDIANTE AUMENTO DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Y EMPRESILLADO.
RECONSTRUIR Y EMPRESILLAR LAS COLUMNAS DAÑADAS ENTRE PLANTA BAJA Y EL PRIMER NIVEL EN EL PORTICO 14 DEL EDIFICIO OESTE.
ESPECTROS PARA EDIFICIO REFOZADO
ESTADO DEL EDIFICIO REFORZADO
CUERPO
PERIODO (seg)
CORTE (ton)
COEFICIENTE SÍSMICO
(%)
DERIVA
Tx Ty Tnor Vx Vy Cx Cy dx dy
ESTE 0.88 0.52 0.63 252 209 10,41 8,63 0.009 0.004
NORTE 0.77 0.64 0.67 363 402 12,51 13,86 0.007 0.006
OESTE 0.82 0.50 0.56 91 91 12,70 12,70 0.011 0.001
C mínimo = 7.,4%Deriva máx .= 0,018
REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL
CUERPO ESTE:EL REFORZAMIENTO DE ESTE CUERPO CONSISTE EN LO SIGUIENTE:
COLOCACIÓN DE REFUERZOS METÁLICOS EN FORMA DE V INVERTIDA EN LOS PÓRTICOS 2 Y 9 ENTRE LOS EJES E-F Y J-K EN EL NIVEL PLANTA BAJA Y ESA MISMA V INVERTIDA PERO CORTADA POR UNA VIGA HORIZONTAL DESDE EL NIVEL 1 HASTA EL NIVEL 4;
COLOCACIÓN DE REFUERZO METÁLICOS EN FORMA DE V INVERTIDA EN LOS 7 EJES TRANSVERSALES E A K DESDE EL NIVEL PLANTA BAJA HASTA EL NIVEL 1.
EMPRESILLADO DE LAS COLUMNAS E-2,F-2,J-2,K-2,E-9,F-9,J-9, Y K-9 DESDE EL NIVEL PLANTA BAJA HASTA EL NIVEL 4;
EMPRESILLADO DE TODAS LAS COLUMNAS DESDE EL NIVEL PLANTA BAJA HASTA EL NIVEL 1.
Figura Vista en 3D del Cuerpo Este Reforzado
Figura 7 ºElevación de pórticos reforzados 2 y 9
Figura 8 Detalles A1 y A2 de la Figura 7
Figura 8 Detalles A1 y A2 de la Figura 7
Figura 9 Elevación de pórticos reforzados E, F, G y H
Figura 10 Detalle A4 de figura 9
REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL
CUERPO NORTE:EL REFORZAMIENTO DE ESTE CUERPO CONSISTE EN LO SIGUIENTE:
AUMENTO DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Y EMPRESILLADO DE LAS COLUMNAS A-1,B-1, C-1, A-2, C-2, A-4, A-7, A-16 Y C-16 DESDE PLANTA BAJA HASTA NIVEL 4.
EMPRESILLADO DE LAS COLUMNAS A’-4, A’-10, A’-11, A-12, A-13, C-4, C-8, C-10, C-11, C-12, C-13,C-18 Y B-18 DESDE PLANTA BAJA HASTA NIVEL 1.
RECONSTRUCCION DE LA ESCALERA ESTE DE PLANTA BAJA A NIVEL 1.
Figura Vista en 3D del Cuerpo Norte Reforzado
COLUMNAS REFORZADAS DE PB AL NIVEL 1
COLUMNAS REFORZADAS DEL NIVEL 1 AL NIVEL 4
EMPRESILLADO DE COLUMNA
AUMENTO DE SECCIÓN DE COLUMNAS
Figura Elevación de Pórtico 1 del Cuerpo Norte Reforzado
REFORZAMIENTOS ESTRUCTURALES
EDIFICIO OESTE
EL REFORZAMIENTO DE ESTE EDIFICIO CONSISTE EN:
LA COLOCACIÓN DE REFUERZOS METÁLICOS EN FORMA DE V INVERTIDA EN LOS EJES TRANSVERSALES M, N Y P ENTRE LOS EJES 18-17 Y 17-14 Y EN EL PÓRTICO L ENTRE LOS EJES 17-18 DESDE PLANTA BAJA HASTA EL NIVEL 1.
RECONSTRUCIÓN Y EMPRESILLADO DE LAS CUATRO COLUMNAS DEL PORTICO 14 QUE FALLARON POR EFECTO DE COLUMNA CORTA. DESDE EL PLANTA BAJA HASTA EL NIVEL 1
SEPARACIÓN DE LAS CUATRO COLUMNAS DEL MURO QUE GENERO EL PROBLEMA DE LA COLUMNA CORTA
Figura Vista en 3D del Cuerpo Oeste Reforzado
FIGURA 15 ELEVACIÓN DE PÓRTICO REFORZADO P
DETALLE A4
CONCLUSIONES
EL MAL DESEMPEÑO DE LOS TRES CUERPOS QUE CONFORMAN EL EDIFICIO MIRAMAR ANTE EL EVENTO SÍSMICO DEL 12 DE SEPTIEMBRE SE DEBEN BASICAMENTE A DEFICIENCIAS CONCEPTUALES, DE PROYECTO Y CONSTRUCTIVAS.
EL PROYECTO DE REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL CONSISTIÓ EN AGREGAR NUEVOS MIEMBROS ESTRUCTURALES, CONFINAR COLUMNAS Y AUMENTAR SUS SECCIONES, ASÍ COMO SEPARAR LAS COLUMNAS DEL PÓRTICO 14 DEL MURO PARA EVITAR EL EFECTO DE COLUMNA CORTA.
EL REFORZAMIENTO DE LOS TRES CUERPOS DEL CONJUNTO EDIFICIO MIRAMAR SE REALIZÓ EN ACERO ESTRUCTURAL Y CONCRETO REFORZADO, LO CUAL PRÁCTICAMENTE NO PRODUJO INCREMENTO EL PESO DE LOS MISMOS.
CONCLUSIONES
EL REFORZAMIENTO DE LOS TRES CUERPOS DEL CONJUNTO EDIFICIO MIRAMAR NO REQUIRIÓ INTERVENIR LAS FUNDACIONES, YA QUE LAS NUEVAS FUERZAS LATERALES ACTUANTES PUEDEN SER ABSORBIDAS POR LOS PILOTES EXISTENTES.
EN EL PROYECTO DE REFORZAMIENTO REALIZADO AL EDIFICIO MIRAMAR SE TOMARON EN CUENTA LAS CAUSAS DE LOS DAÑOS REPORTADOS, LO CUAL GARANTIZA QUE ESE EDIFICIO TENDRÁ UN BUEN DESEMPEÑO ANTE SISMOS MODERADOS COMO EL OCURRIDO EL 12 DE SEPTIEMBRE DE 2009. ASÍ MISMO, ESE REFORZAMIENTO TAMBIÉN GARANTIZA QUE TENDRÁ UN DESEMPEÑO ADECUADO ANTE SISMOS MÁS INTENSOS COMO LOS PRESCRITOS POR LA NORMA COVENIN 1756-2001.
CUERPO ESTE
CUERPO ESTE
CUERPO NORTE
CUERPO NORTE
CUERPO OESTE
CUERPO OESTE
MUUUUCHAS GRACIAS…