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ESCUELA POLITCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERA CIVIL Y AMBIENTAL

ESTUDIO DE VULNERABILIDAD Y REFORZAMIENTOESTRUCTURAL DE UN INMUEBLE PATRIMONIAL DEL DISTRITO

METROPOLITANO DE QUITO

PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIN DEL TTULO DE INGENIERA CIVIL

GUIDO JAVIER MANITIO [email protected]

SANTIAGO BOLVAR VSCONEZ [email protected]

DIRECTOR: ING. Msc. PATRICIO [email protected]

Quito, Septiembre 2013

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II

DECLARACIN

Nosotros, Guido Javier Manitio Cahuatijo y Santiago Bolvar Vsconez Villa,

declaramos que el trabajo aqu descrito es de nuestra autora; que no ha sido

previamente presentado para ningn grado o calificacin profesional; y, que hemos

consultado las referencias bibliogrficas que se incluyen en este documento.

La Escuela Politcnica Nacional, puede hacer uso de los derechos

correspondientes a este trabajo, segn lo establecido por la Ley de Propiedad

Intelectual, por su Reglamento y por la normatividad institucional vigente.

____________________________ ___________________________

Guido Javier Manitio Cahuatijo Santiago Bolvar Vsconez V

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III

CERTIFICACIN

Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Guido Javier Manitio

Cahuatijo y Santiago Bolvar Vsconez Villa, bajo mi supervisin.

.

_______________________________ING. Msc. PATRICIO PLACENCIA

DIRECTOR DE PROYECTO

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IV

AGRADECIMIENTO

Guido Javier Manitio Cahuatijo

Mis ms sinceros agradecimientos a m querido padre Luis Alejandro aunque no

est presente pero desde arriba siempre me ha brindado su bendicin. A mi madre

Luzmila, porque me enseaste el valor de la lealtad, la solidaridad, la verdad, el

respeto, la honestidad, la honradez, la gratitud y de la amistad. Madre querida, mil

veces gracias, porque nos diste a mis hermanos y a m, una formacin tan slida

que no ha movido los cimientos de nuestro ser, sin claudicar ante nada y ante nadie,

porque tenemos el orgullo de ser quienes somos sin haber maltratado a nadie. El

logro mo tambin es el tuyo, porque es fruto de la capacidad y esfuerzo personal,

del constante trabajo honrado, de la formacin profesional y principalmente por el

afn de superarse y ser mejor cada da.

Agradezco a mis buenos y mejores amigos de mi querida Facultad de Ingeniera

Civil de la EPN que estn presentes, Raulito, Hulk, Enriquito, Polilla, Don Checa,

D. Tarambiz, J.C. Velastegu, Alejo, Jessy G , y a los que partieron a un lugar ms

tranquilo, Severo V., y ms amistades con quienes se ha compartido gratos

momentos.

Agradezco a la vida por lo que tengo, por mi familia, amigos; te doy gracias por

poner en mi camino a las personas justas y necesarias, gracias por ver un nuevo

da y levantarme con ms ganas de vivir y seguir mi propsito de vida.

De la misma manera mi ms sincero agradecimiento al Ing. Patricio Placencia por

su valiosa colaboracin en este proyecto de titulacin.

Finalmente pero no menos importante a mi amigo y compaero de tesis Santiago

Vsconez por asumir este reto y salir adelante.

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V

AGRADECIMIENTO

Santiago Bolvar Vsconez Villa

El hombre es mortal por sus temores e inmortal por sus deseos

Po Baroja

En la vida afortunadamente, nada sucede como deseamos, como suponamos, ni

como tenamos previsto, y basta con vivir cada da con el mayor frenes para quedar

satisfechos. Es por esto que la vida me ha llevado hasta aqu, un puerto,

desconocido pero lleno de oportunidades y desafos, estoy seguro que lo mejor est

por venir.

Para llegar a este momento hubo que navegar por aguas difciles cuyas pavorosos

olas y tempestades hacan en muchos casos pensar que el barco se hunda, pero

en todo momento cont con el apoyo de mis padres, hermanos, los cuales

integraron una tripulacin de lujo y a los cuales agradezco su apoyo.

Sin dudar la presencia de Jessy hizo que hasta el mismo Poseidn tenga que

calmar sus mares, ya que con su sola compaa me ha hecho ver que no hace falta

ojos para ver el horizonte.

En este largo camino hubo personas a las cuales no se puede olvidar y mucho

menos dejar de mencionar ya que en un mundo donde todos quieren tener un

amigo, tuve la fortuna de tener muchos que se tomaron la molestia de ser uno;

hablo de mis amigos del Colegio San Gabriel y los de la Facultad de Ingeniera Civil.

Este proyecto no fuera en buena parte posible a la increble ayuda y direccin del

Ing Patricio Placencia, al quien extiendo un gran agradecimiento.

Finalmente agradezco a mi gran amigo Guido por su apoyo y lucha diaria para llegar

a la culminacin de un sueo ms.

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VI

DEDICATORIA

Santiago Bolvar Vsconez Villa

El ser humano es una amalgama de experiencias, vivencias, fracasos, virtudes y

sentimientos, todos ellos adheridos da tras da a lo largo de nuestras vidas

materializados a travs de la interaccin con los seres ms cercanos con el nico

fin de otorgarle a nuestra existencia un sentido. Esos seres que ayudaron, ayudan

y ayudarn a darle esa sal y pimienta a mi vida son a las que les dedico no este

proyecto, sino mi vida entera porque ellos son tan artfices de ella como yo;

enumerarlos una tarea medianamente difcil olvidarlos imposible, empiezo por mis

queridos padres, Bolvar y Nancy, cuyo sacrificio y cario han marcado de manera

indeleble mi existencia no podra olvidar la inspiracin de superacin que sus vidas

me han dado, a mis hermanos, Andrs, David y mi pequea Andreita, con los que

comparto un cario muy especial y un compromiso, a mis abuelos que con su

constante confianza me hacan sentir que el fracaso al que uno siempre est sujetoes una gran oportunidad para empezar otra vez, pero con ms ganas; a mis tos

que con su apoyo hicieron que mi niez sea muy especial.

Finalmente mi dedicatoria estara incompleta sino hiciera referencia a unos seres

maravillosos, mis dos sobrinos Ariel y Alejo, quienes han llegado a iluminar mi

camino.

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VII

DEDICATORIA

Guido Javier Manitio Cahuatijo

A mis hermanos Lourdes, Yolanda, Milton, Libio, porque creyeron en m y me

apoyaron cada da para seguir adelante, con ejemplos dignos de superacin y

entrega, porque este logro en gran parte es gracias a ustedes y hoy puedo ver

alcanzada una meta ms, el orgullo que sienten por m, ha fortalecido el camino

que ha conducido hasta el final. Esto proyecto es por ustedes, por lo que valen y

representan, y con la seguridad de tener siempre su valioso e incondicional

respaldo.

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VIII

CONTENIDO

DECLARACIN ..................................................................................................... II

CERTIFICACIN .................................................................................................. III

AGRADECIMIENTO .............................................................................................. IV

AGRADECIMIENTO ............................................................................................... V

DEDICATORIA ...................................................................................................... VI

DEDICATORIA ..................................................................................................... VII

CONTENIDO ....................................................................................................... VIII

NDICE DE TABLAS ............................................................................................. XI

INDICE DE FIGURAS ......................................................................................... XIV

NDICE DE FOTOS ........................................................................................... XVIII

RESUMEN .......................................................................................................... XIX

ABSTRACT ......................................................................................................... XXI

PRESENTACIN .............................................................................................. XXIII

CAPTULO1:INTRODUCCIN ............................................................................. 1

1.1 ANTECEDENTES .................................................................................... 2

1.2 JUSTIFICACIN ...................................................................................... 3

1.3 ALCANCE ................................................................................................ 4

1.4 OBJETIVOS ............................................................................................. 4

1.4.1 OBJETIVO GENERAL ...................................................................... 4

1.4.2 OBJETIVOS ESPECFICOS ............................................................. 4

1.5 UBICACINDELPROYECTO................................................................. 5

1.6 SISTEMAESTRUCTURALEXISTENTE ................................................. 8

1.7 CARACTERSTICASDELINMUEBLE ..................................................... 9

CAPTULO 2: VULNERABILIDAD Y CARACTERSTICAS DE LASESTRUCTURAS EN ADOBE ............................................................................... 12

2.1 VULNERABILIDADYPELIGROSSMICO ............................................ 13

2.2 CARACTERISTICASDELADOBE ........................................................ 16

2.2.1 HISTORIA ....................................................................................... 17

2.2.2 USO DEL ADOBE Y SUS APLICACIONES ................................... 20

2.2.3 PROPIEDADES FSICAS Y MECNICAS DEL ADOBE ................ 202.2.4 ASPECTOS ESTRUCTURALES EN VIVIENDAS DE ADOBE ....... 22

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IX

2.3 CARACTERSTICASDELAMADERA .................................................. 25

2.3.1 PROPIEDADES FSICAS Y MECNICAS DE LA MADERA .......... 27

2.3.2 PROPIEDADES FSICAS DE LA MADERA ................................... 27

2.3.3 PROPIEDADES MECNICAS DE LA MADERA. ........................... 29

2.4 MUROSDEADOBEYCONEXIONES ................................................... 32

2.4.1 TIPOS DE FALLAS EN MUROS DE ADOBE ................................. 34

2.4.2 DISTRIBUCIN DE LOS MUROS EN AMBAS DIRECCIONES. .... 38

2.5 COMPORTAMIENTOSSMICODEESTRUCTURASDEADOBE. ....... 41

2.6 PARMETROSPARACLASIFICARLAVULNERABILIDADSSMICA. 41

2.6.1 METODOLOGA ITALIANA PARA EL CLCULO DEL NDICE DE

VULNERABILIDAD ....................................................................................... 422.7 EVALUACINDELESTADOACTUALDEVULNERABILIDADDELAVIVIENDA. ........................................................................................................ 44

CAPTULO 3: MODELACIN DE LA ESTRUCTURA .......................................... 46

3.1 CONFIGURACINGEOMTRICA ........................................................ 48

3.2 DETERMINACINDECARGAS ........................................................... 53

3.2.1 CARGAS VERTICALES DE DISEO ............................................. 54

3.2.2 CARGAS LATERALES DE DISEO .............................................. 58

3.3 DISTRIBUCINDEFUERZASLATERALESENPANELESDEMAMPOSTERA ............................................................................................... 64

3.3.1 SISTEMA DE PISO RGIDO (DIAFRAGMA) .................................. 64

3.3.2 SISTEMA DE PISO FLEXIBLE ....................................................... 66

3.3.3 CAPACIDAD DE LOS MUROS ....................................................... 70

3.4 MODELACINDELASESTRUCTURAS .............................................. 72

3.4.1 MODELOS ESTRUCTURALES ...................................................... 76

3.4.2 DEFINICIN DE ESTADOS DE CARGA ....................................... 88

3.4.3 COMBINACIONES DE CARGA ...................................................... 88

3.4.4 ANLISIS DE RESULTADOS......................................................... 90

CAPTULO 4: DISEO Y COSTOS DEL REFORZAMIENTO ........................... 123

4.1 TIPOSDEREFORZAMIENTOYALTERNATIVASPRCTICAS ......... 123

4.2 CLCULODEREFORZAMIENTOSELECCIONADO ......................... 128

4.2.1 RELACIN DE ASPECTO ........................................................... 130

4.2.2 MUROS ALTOS O ESBELTOS .................................................... 131

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X

4.2.3 MUROS BAJOS O ROBUSTOS ................................................... 131

4.2.4 CRITERIOS DE DISEO DE LOS ENCHAPES DE HORMIGN 133

4.2.5 PROCESO DE REFUERZO Y CONSIDERACIONES ADICIONALES

151

4.3 COSTOSDEREFORZAMIENTO ........................................................ 159

4.3.1 COSTO DE MATERIALES. .......................................................... 159

4.3.2 VOLMENES DE OBRA. ............................................................. 160

4.3.3 COSTO DE REFORZAMIENTO. .................................................. 161

4.4 DETALLESDELREFORZAMIENTO ................................................... 161

CAPTULO 5: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES............................... 162

5.1 CONCLUSIONES ................................................................................ 1625.2 RECOMENDACIONES ........................................................................ 164

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS ................................................................... 167

ANEXOS ............................................................................................................ 170

ANEXO N 1: NORMA BASE E.080 ................................................................... 171

ANEXO N 2: COMPARATIVA ENTRE LAS FUERZAS LATERALES OBTENIDASPOR MTODOS MANUALES Y LA MODELACIN EN ETABS ....................... 175

ANEXO N 3: VALORES DEL DIAGRAMA DE INTERACCIN MURO 14:13 ... 180

ANEXO N 4: PLANOS ...................................................................................... 184

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XI

NDICE DE TABLAS

Tabla 2.1Escala de Magnitud Richter. ................................................................ 15Tabla 2.2 Propiedades mecnicas adobe. ........................................................... 22

Tabla 2.3Propiedades de la madera de cubierta. ............................................... 31

Tabla 2.4Densidad de muros en la direccin X. .................................................. 40

Tabla 2.5Densidad de muros en la direccin Y. .................................................. 40

Tabla 2.6Metodologa Italiana para determinar el ndice de Vulnerabilidad. ....... 45

Tabla 3.1Dimensiones de los muros en la direccin X. ...................................... 50

Tabla 3.2Dimensiones de los muros en la direccin Y. ...................................... 50Tabla 3.3Secciones de madera ingresadas al Etabs. ......................................... 52

Tabla 3.4Cargas de la cubierta. .......................................................................... 55

Tabla 3.5Cargas de piso. .................................................................................... 55

Tabla 3.6 Pesos de los muros direccin X. .......................................................... 56

Tabla 3.7Pesos de los muros direccin Y. .......................................................... 56

Tabla 3.8Pesos por carga muerta. ...................................................................... 57

Tabla 3.9Sobrecargas (Carga Viva) mnimas uniformes y concentradas. .......... 58

Tabla 3.10Carga viva Cubierta. .......................................................................... 58

Tabla 3.11Carga viva Pisos. ............................................................................... 58

Tabla 3.12Parmetros para el clculo del corte basal. ....................................... 59

Tabla 3.13.Valores.del espectro elstico e inelstico. ......................................... 62

Tabla 3.14Fuerza ssmica por muro en la direccin X. ....................................... 67

Tabla 3.15Fuerza ssmica por muro en la direccin Y. ....................................... 68

Tabla 3.16Fuerza ssmica por muro en la direccin X. ....................................... 69

Tabla 3.17Fuerza ssmica por muro en la direccin Y. ....................................... 69

Tabla 3.18Capacidad a corte de los muros en direccin X. ................................ 71

Tabla 3.19 Capacidad a corte de los muros en direccin Y. ................................ 71

Tabla 3.20Secciones de adobe ingresadas al Etabs. ......................................... 78

Tabla 3.21Dimensiones asignados al Etabs, elementos de madera. .................. 78

Tabla 3.22 Criterios para la cimentacin elstica. ................................................ 85

Tabla 3.23Propiedades del material Enchape.................................................. 86

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XII

Tabla 3.24Peso de todos los elementos modelados. .......................................... 91

Tabla 3.25Sumatoria de reacciones en la base (Modelo de adobe). .................. 91

Tabla 3.26Pesos de la estructura (Modelo de adobe). ....................................... 92

Tabla 3.27 Valores del sismo obtenidos del Etabs. ............................................. 92

Tabla 3.28Cargas ssmicas y factores de correccin. ......................................... 93

Tabla 3.29Sumatoria de reacciones en la base (Modelo Reforzado). ................ 93

Tabla 3.30Pesos de la estructura (Modelo reforzado). ....................................... 94

Tabla 3.31 Correccin de pesos. ......................................................................... 94

Tabla 3.32Valores del sismo obtenidos del Etabs. ............................................. 95

Tabla 3.33Cargas ssmicas y factores de correccin. ......................................... 95

Tabla 3.34Participacin de masas (Modelo de adobe). ...................................... 97

Tabla 3.35Participacin de masas (Modelo reforzado) ....................................... 98

Tabla 3.36Valores de mximos, expresados como fraccin de la altura de piso. ........................................................................................................................... 101

Tabla 3.37Deriva mx de entrepiso para mampostera. ................................... 101

Tabla 3.38Desplazamientos (cm) y derivas - muro M1 (Envol min). ................. 102

Tabla 3.39Desplazamientos (cm) y derivas - muro M1 (Envol max). ................ 103

Tabla 3.40Desplazamientos (cm) y derivas - muro M I (Envol min). ................. 105

Tabla 3.41Desplazamientos (cm) y derivas - muro M I (Envol max). ................ 105

Tabla 3.42Mejoramiento de desplazamientos y derivas en el Muro 1. ............. 107

Tabla 3.43Mejoramiento de desplazamientos y derivas en el Muro 1. ............. 107

Tabla 3.44Mejoramiento de desplazamientos y derivas en el Muro I. .............. 109

Tabla 3.45Mejoramiento de desplazamientos y derivas en el Muro I. .............. 109

Tabla 3.46Momentos internos en los muros en la direccin X....................... 111Tabla 3.47Momentos internos en los muros en la direccin Y....................... 111

Tabla 3.48Fuerzas ssmicas a repartir en los muros (Modelo - adobe). ........... 112

Tabla 3.49Fuerzas ssmicas a repartir en los muros (Modelo - reforzado). ...... 112

Tabla 3.50Fuerzas cortantes en los muros de la direccin X......................... 115

Tabla 3.51Fuerzas cortantes en los muros de la direccin Y......................... 116

Tabla 3.52Fuerzas cortantes en los muros de la direccin X......................... 119

Tabla 3.53Fuerzas cortantes en los muros de la direccin Y......................... 119

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XIII

Tabla 4.1Relacin de aspecto para muros en la direccin X.......................... 134

Tabla 4.2Relacin de aspecto para muros en la direccin Y.......................... 135

Tabla 4.3rea transversal para muros en la direccin X................................ 136

Tabla 4.4rea transversal para muros en la direccin Y................................ 136

Tabla 4.5Factor para muros en la direccin X........................................... 137Tabla 4.6Factor para muros en la direccin Y........................................... 138Tabla 4.7Acero mnimo para muros en la direccin X.................................... 139

Tabla 4.8Acero mnimo para muros en la direccin Y.................................... 140

Tabla 4.9Acero de diseo para muros en la direccin X................................ 140

Tabla 4.10Acero de diseo para muros en la direccin Y.............................. 141

Tabla 4.11Valores de para muros en la direccin X................................. 142Tabla 4.12Valores de para muros en la direccin Y................................. 142Tabla 4.13Valores de para muros en la direccin X................................. 143Tabla 4.14Valores de para muros en la direccin Y................................. 144Tabla 4.15Comprobacin del refuerzo para muros en la direccin X............. 145

Tabla 4.16Comprobacin del refuerzo para muros en la direccin Y............. 145

Tabla 4.17Propiedades geomtricas Muro. ..................................................... 149Tabla 4.18Detalles del armado (enchape). ....................................................... 149

Tabla 4.19PuMu del muro M 14:13. .............................................................. 150

Tabla 4.20Costo de materiales. ........................................................................ 160

Tabla 4.21Volmenes de obra. ......................................................................... 160

Tabla 4.22Costo del reforzamiento. .................................................................. 161

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XIV

INDICE DE FIGURAS

Figura 1.1Ubicacin del proyecto. ........................................................................ 5Figura 1.2Planta baja. ........................................................................................ 10

Figura 1.3Planta alta y cubierta. ......................................................................... 11

Figura 2.1Sismicidad histrica en el Ecuador desde 1541. ................................ 15

Figura 2.2Elaboracin de adobes. ...................................................................... 17

Figura 2.3Ruinas del Templo de Ramses II........................................................ 18

Figura 2.4Shibam-Yemen El Manhattan del desierto....................................... 18

Figura 2.5Ciudad de Arg- Bam (Irn) antes del terremoto de 2003. ................. 19

Figura 2.6Ensayos de muretes de adobe. .......................................................... 22

Figura 2.7 Consideraciones en muros. ................................................................ 24

Figura 2.8Rigidez y continuidad. ........................................................................ 24

Figura 2.9 Irregularidades.................................................................................... 25

Figura 2.10Partes de la seccin transversal de una pieza de madera. .............. 26

Figura 2.11Ejes principales en una pieza de madera. ........................................ 27

Figura 2.12Compresin paralela a la fibra (a), compresin perpendicular a la fibra

(b). ........................................................................................................................ 30

Figura 2.13Resistencia al corte en madera. ....................................................... 30

Figura 2.14Resistencia a la flexin. .................................................................... 31

Figura 2.15Falla de adobe en conexiones. ......................................................... 32

Figura 2.16Tipos de encuentros de muros de adobe. ........................................ 33

Figura 2.17Efectos en conexiones de paredes sujetas a cargas laterales Vista

en Planta. ............................................................................................................. 34

Figura 2.18Acciones en los muros. .................................................................... 34

Figura 2.19Principales tipos de fallas en viviendas de adobe. ........................... 37

Figura 2.20Correcta distribucin de muros, igual en las dos direcciones. .......... 40

Figura 3.1Configuracin tridimensional de la edificacin. ................................... 46

Figura 3.2Distribucin geomtrica de los muros, nomenclatura. ........................ 49

Figura 3.3Continuidad de muros. ....................................................................... 51

Figura 3.4Detalle de cubierta de la estructura. ................................................... 52

Figura 3.5Releases en elementos de la cercha.................................................. 53

Figura 3.6Espectro ssmico elstico .................................................................. 62

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XV

Figura 3.7Curvas de los espectros de respuesta. .............................................. 64

Figura 3.8Comportamiento ssmico del sistema rgido. ...................................... 65

Figura 3.9Comportamiento ssmico del sistema flexible. .................................... 66

Figura 3.10Numeracin de las caras del elemento Shell. .................................. 72

Figura 3.11Direcciones positivas de las fuerzas internas. .................................. 73

Figura 3.12Momentos internos en elementos Shell. ........................................... 73

Figura 3.13Esfuerzos en elementos Shell. ......................................................... 75

Figura 3.14Propiedades del material adobe..................................................... 77

Figura 3.15Propiedades del material madera. ................................................. 77

Figura 3.16Modelo de la estructura para anlisis. .............................................. 79

Figura 3.17Estados de carga estticos. ............................................................. 80

Figura 3.18Asignacin de las cargas en cerchas. .............................................. 81

Figura 3.19Ingreso de la fuerza ssmica direccin X........................................ 81

Figura 3.20Ingreso de la fuerza ssmica direccin Y........................................ 82

Figura 3.21Espectro de respuesta ingresado en el Etabs. ................................. 82

Figura 3.22 Casos de espectros de respuesta en la direccin X y Y.............. 83

Figura 3.23Configuraciones adicionales. ............................................................ 84

Figura 3.24Propiedades del material reforzamiento......................................... 86Figura 3.25Ventana de ingreso para las secciones. ........................................... 86

Figura 3.26Diferentes secciones de enchape..................................................... 87

Figura 3.27Ventana para modificar las propiedades de la seccin. ................... 88

Figura 3.28Combinaciones de carga. ................................................................. 90

Figura 3.29Factor de correccin al espectro de respuesta X y Y.................. 96

Figura 3.30Deriva global..................................................................................... 99

Figura 3.31Estructura deformada y desplazamientos de piso. ......................... 100Figura 3.32Muro M1 y puntos a considerar para los desplazamientos. ............ 102

Figura 3.33Altura vs Desplazamiento - Muro M1. ............................................. 104

Figura 3.34Altura vs Deriva - Muro M1. ............................................................ 104

Figura 3.35Muro M I y puntos a considerar para los desplazamientos. ............ 105

Figura 3.36Altura vs Desplazamiento - Muro M I. ............................................. 106

Figura 3.37Altura vs Deriva - Muro M I. ............................................................ 106

Figura 3.38Comparacin de desplazamientos (adobe vs reforzada) Muro M1. 108

Figura 3.39Comparacin de derivas (adobe vs reforzada) Muro M1. ............... 109

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XVI

Figura 3.40Comparacin de desplazamientos (adobe vs reforzada) Muro M I. 110

Figura 3.41Comparacin de derivas (adobe vs reforzada) Muro M I. ............... 110

Figura 3.42Ventana para escoger las fuerzas y esfuerzos en elementos Shell.

........................................................................................................................... 114

Figura 3.43Section cut en el muro M 1. ............................................................ 114

Figura 3.44Resultados del section cut en el muro M1. ..................................... 115

Figura 3.45Fuerzas de corte F12, Esttico (izq.) y dinmico (der.). ................. 117

Figura 3.46Esfuerzos de corte S12, Esttico (izq.) y dinmico (der.). .............. 117





Figura 3.51 Fuerzas de corte F12 (der.) y esfuerzos de corte S12 (izq.), por

envolvente. ......................................................................................................... 121



Figura 3.54 Fuerzas de corte F12 (der.) y esfuerzos de corte S12 (izq.), por

envolvente. ......................................................................................................... 122Figura 4.1Muro de adobe reforzado con caas y soga. ................................... 124

Figura 4.2Muro de adobe reforzado con maderas confinantes. ....................... 124

Figura 4.3Refuerzo con tensores de acero....................................................... 125

Figura 4.4Muro de adobe con contrafuertes o mochetas. ................................ 125

Figura 4.5Esquema de enchape con geomalla. ............................................... 126

Figura 4.6Enchape global de la estructura. ...................................................... 127

Figura 4.7Enchape parcial con la forma de vigas y columnas. ......................... 128Figura 4.8Esquema de un enchape tpico de hormign. .................................. 129

Figura 4.9Muros por relacin de aspecto. ........................................................ 130

Figura 4.10Modos de fallas en muros esbeltos. ............................................... 131

Figura 4.11Modos de falla de los muros bajos. ................................................ 132

Figura 4.12Condiciones de carga que generan flexo compresin. ................... 146

Figura 4.13Forma general de los diagramas de interaccin P-M. .................... 147

Figura 4.14Vista en elevacin del muro M 14:13. ............................................. 149

Figura 4.15Diagrama de interaccin del muro M 14:13. ................................... 150

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XVII

Figura 4.16Detalle de refuerzo en la base de los muros. ................................. 152

Figura 4.17Traslapes de las mallas electrosoldadas. ....................................... 153

Figura 4.18Detalle de refuerzo. ........................................................................ 153

Figura 4.19Detalle de los conectores en el encuentro de muros. ..................... 154

Figura 4.20Detalle de los conectores en esquinas. .......................................... 154

Figura 4.21Detalle de los anclajes en muros adosados o inaccesibles. ........... 155

Figura 4.22Reforzamiento en marcos de ventanas y puertas. ......................... 155

Figura 4.23Malla encima de los muros. ............................................................ 156

Figura 4.24Detalles en aberturas de puertas y ventanas. ................................ 157

Figura 4.25Reforzamiento de pisos. ................................................................. 158

Figura 4.26Detalle de la cubierta. ..................................................................... 159

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XVIII

NDICE DE FOTOS

Foto: 1.1Perspectiva de la calle Junn. ................................................................. 6

Foto: 1.2Detalle de muros de adobe. ................................................................... 7

Foto: 1.3Detalle de entrepisos. ............................................................................. 7

Foto: 1.4Detalles internos de la vivienda. ............................................................. 9

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XIX

RESUMEN

El presente estudio de reforzamiento estructural se basa principalmente en dosaspectos importantes.

El primero hace referencia al contexto general de la ubicacin de Quito como parte

de una zona de alta peligrosidad ssmica declarada segn la Geohazards que sita

a la capital del Ecuador dentro de las ms vulnerables del mundo ante un evento

ssmico de magnitud superior a los 6 grados en la escala de Richter. Adicional a lo

mencionado, la importancia que tiene el Distrito Metropolitano de Quito al ser

considera por la UNESCO como Patrimonio de la Humanidad, se ha visto lanecesidad de conservacin de los inmuebles patrimoniales como iglesias,

monumentos histricos, casas representativas, entre otros. Por tal motivo, se

analiza la vulnerabilidad de la estructura basados en la metodologa Italiana para

muros de adobe.

Para el estudio del proyecto, se parte de un levantamiento planialtimtrico y una

memoria tcnica, en la cual conste: ubicacin de la infraestructura, rea en planta,

rea en cubiertas, ubicacin de muros, puertas y ventanas, entrepisos, tipo de

materiales usados, etc.

Con la informacin adecuada se realiza el ingreso de las dimensiones geomtricas

a programas computacionales de tipo CAD en 3D para su posterior exportacin al

Etabs v9.7.2 en el cual se asigna las cargas de servicio, materiales y las

restricciones pertinentes para estructuras de adobe. Posterior al ingreso y

procesamiento de datos se evala los resultados como son: desplazamientos,derivas, solicitacin, capacidad, y esfuerzos de corte para construcciones de tierra

mediante el uso de la Norma Tcnica de Edificacin E.080 para Adobe del Per.

El segundo punto radica en el reforzamiento de la estructura mediante malla

electrosoldada con enchape de hormign en base a las solicitaciones de las fuerzas

actuantes, para lo cual se plantea el espesor ptimo de enchape con la cantidad

necesaria de malla electrosoldada capaz de soportar los esfuerzos de corte

predominantes.

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XX

Para la modelacin en adobe y de hormign se considera el efecto de piso flexible,

razn por la cual; los muros de adobe y de hormign absorben toda la fuerza en el

plano, este efecto puede ocasionar problemas de corte y con ello considerar a este

tipo de falla como la principal.

Posterior al diseo del reforzamiento se plantea los planos estructurales para los

muros reforzados con conexiones tipo T, L, anclajes, y otros elementos

adicionales.

Finalmente se evala el costo del reforzamiento estructural, basado en el costo

directo de materiales cuyos valores se han obtenido en el mercado local. No se

contempla el costo de mano de obra y de reparaciones adicionales de la

mampostera, as como tambin de las instalaciones hidrosanitarias, elctricas ni

algn tipo de acabado.

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XXI

ABSTRACT

The present study of structural reinforcement is mainly based in two importantaspects.

The first concerns the general context of the location of Quito as part of a zone of

high seismic hazard according to Geohazards that placed to the capital of Ecuador

within the most vulnerable around the world in front of an earthquake of magnitude

higher than 6 degrees on the Richter scale. In addition to the above, the importance

of the District Metropolitan of Quito that was considered by UNESCO as a World

Heritage Site, it was necessary motivate the conservation of heritage buildings suchas churches, historical monuments and houses , among others. For this reason, we

analyze the vulnerability of the structure based on Italian methodology to adobe

walls

For the study of the project, we begin of an uprising planialtimtrico and a technical

report that contain the location of infrastructure, plant area, covered area, location

of walls, doors and windows, floors, type of materials used, etc.

With the right information we will put the geometric dimensions on computer

programs for CAD 3D then we will exported to Etabs v9.7.2 in which you assign the

loads, materials and relevant restrictions for adobe structures. Post-entry and data

processing, the results as displacements, drifts, solicitation, capacity, and shear for

earth construction are evaluated using Building Technical Standard E.080 for Adobe

in Peru.

The second point is the reinforcement of the structure with welded mesh and plates

of concrete. This criterion is based on the stresses of the acting forces, then we

choice the optimum thickness of concret with welded mesh capable of withstanding

efforts predominant court.

For the modeling of adobe and concrete the model consider the effect of resilient

flooring, therefore, the adobe walls and concrete absorb all the force in the plane,

this effect would cause cutting problems and the main type of failure.

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XXII

Post-reinforcement of the structure, we design structural drawings for reinforced

walls with connections "T", "L", anchors, and other elements.

Finally we evaluate the cost of structural reinforcement, based on the direct cost ofmaterials whose values are obtained in the local market. No cost includes labor and

additional masonry repairs, as well as the plumbing, electrical or some kind of finish.

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XXIII

PRESENTACIN

El presente proyecto consta de 5 captulos divididos de la siguiente manera:

En el primer captulo se encuentran los antecedentes, justificacin, alcance,

objetivos y ubicacin del proyecto y una breve descripcin del sistema estructural

existente.

En el segundo captulo se presenta de manera general la vulnerabilidad y el peligro

ssmico en el Ecuador y en particular los parmetros para clasificar la

vulnerabilidad ssmica segn la metodologa Italiana aplicada al proyecto de

reforzamiento y la evaluacin de la misma. Adems, se presenta las caractersticas

del adobe y de la madera. Tambin se presenta la densidad de los muros en las

direcciones de ortogonales y el comportamiento ssmico las construcciones de

tierra.

En el tercer captulo se presenta la modelacin de la edificacin en sus condiciones

actuales para lo cual se determinan las cargas de servicio, cargas laterales de

diseo, propiedades de los materiales, entre otros aspectos adicionales para lamodelacin y su respectivo anlisis de resultados de derivas, desplazamientos,

momentos y cortantes.

El cuarto captulo hace referencia al diseo del reforzamiento con malla

electrosoldada y enchape de hormign, y los costos que involucra la rehabilitacin

de la estructura. Adems, se realiza los detalles del reforzamiento en archivos tipo

CAD.

En el captulo quinto se pone de manifiesto las conclusiones, recomendaciones y

referencias bibliogrficas que se han obtenido en el desarrollo del proyecto.

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CAPTULO 1

INTRODUCCIN

El Ecuador al estar situado en una zona con alta amenaza y peligrosidad ssmica

segn la Geohazards International, institucin acadmica de EEUU, que elabor un

listado de las ciudades ms vulnerables del mundo ante un terremoto, la misma que

cataloga al Distrito Metropolitano De la Ciudad de Quito entre las 4 ciudades ms

vulnerables frente a un evento ssmico de magnitud 6 o ms en la Escala de Richter,

que ocasionara ms de 15000 muertos en la ciudad y cuantiosos daos

materiales. Por tal motivo es de vital importancia dotar de un reforzamiento

estructural adecuado al tipo de edificacin, puesto que, cada estructura tiene su

propio comportamiento ante eventos ssmicos.

Si se recurre a la historia, se tiene que en el ao 1987, en la Provincia de Sucumbos

se produjo un sismo de magnitud 6,9 grados y cuyo epicentro fue localizado a 80km.

al este de la ciudad de Quito, el mismo que ocasiono varias prdidas humanas y

ms de 700 millones de dlares en prdidas materiales; despus del

acontecimiento la poblacin y las autoridades han intervenido a los principales

bienes patrimoniales, en especial las catedrales, iglesias, baslicas, conventos,

escuelas y colegios del centro histrico pero se deja a un lado a la gran mayora de

edificaciones de mampostera de adobe no reforzada, las mismas que presentan

un bajo comportamiento ssmico agravado por la falta de intervencin,

reforzamiento estructural, cambio en el uso arquitectnico; adems de la inclusin

de nuevos materiales que generan una tipologa constructiva mixta.

El propsito de esta presente tesis es elaborar un reforzamiento estructural

adecuado ante solicitaciones ssmicas que reduzcan la vulnerabilidad del sistema

constructivo, de acuerdo a las caractersticas de las viviendas de adobe del pas, y

adems que sea econmico. Dentro de la debilidad estructural, propias del adobe

estaran la escasa resistencia en tensin, baja adherencia de los morteros de barro,

elevados pesos provenientes de sistemas de techos, mala conexin entre muros,aberturas en forma de puertas y ventanas no reforzadas las que producen el

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colapso total o parcial de la estructura. Esto se debe en parte a que el adobe al ser

el principal elemento constructivo carece de propiedades mecnicas suficientes,

adicional a esto la tcnica constructiva es artesanal.

1.1 ANTECEDENTES

El adobe al ser un elemento constructivo de bajo costo, debido a la disponibilidad

de mano de obra y la facilidad de fabricacin del usuario, ha inducido a la

construccin de viviendas con este tipo de material de forma artesanal y ancestral.

Esto ha inducido a tipos viviendas autoconstruidas sin supervisin tcnica, es decir

una construccin no ingenieril, razn por la cual presentan una desventaja

estructural muy importante que es el bajo comportamiento ssmico debido a que el

adobe al ser un material frgil no es capaz de soportar tensin. A este efecto se

puede sumar el comportamiento higrfilo del adobe; es decir, tiende absorber la

humedad atmosfrica cuando el aire est saturado, en estas condiciones pierde su

poca resistencia. Adems es vulnerable a inundaciones y lluvias.

De acuerdo a informacin proporcionada por el IGEPN, el terremoto del 6 de marzode 1987 ubicado en la provincia de Napo, produjo serios daos en ciudades y

poblaciones de las provincias de Sucumbos, Imbabura, Pichincha y el este de

Carchi, con destruccin de carreteras y puentes, destruccin de ciertos tramos del

oleoducto TransEcuatoriano, as como el colapso parcial o total de muchas casas

de adobe especialmente en el sector rural y daos de consideracin en templos

coloniales principalmente en Quito y otras ciudades de la provincia de Imbabura.

De esto se puede decir que las viviendas de adobe que no colapsaron puedenpresentar algn tipo de dao estructural, y en la presencia de un nuevo evento

ssmico podran fallar en su totalidad si no se recurre a mtodos de reforzamiento

de acuerdo al tipo de edificacin, es decir, cada estructura presenta su propio modo

de respuesta ssmica, y el nivel de dao que puede haber en una ciudad est

directamente asociada con el tipo de suelo y la calidad de las construcciones, razn

por la cual este tipo de viviendas son muy vulnerables. A esto se adiciona el efecto

de la irregularidad en planta y en elevacin de la estructura, psima distribucin delos muros en planta, perdida de verticalidad de los muros, conexiones inadecuadas

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3

entre muros, usos de materiales no compatibles, entrepisos pesados y ausencia de

diafragmas, apoyo y anclaje inadecuado de elementos de entrepiso y cubiertas

sobre muros, entrepisos muy flexibles, luces entre muros muy largas y

estructuracin de cubierta deficiente. Esto induce a las viviendas de adobe tener

alta concentracin de fuerza ssmica debida al peso propio de la estructura, en

esas condiciones son incapaces de resistir y colapsan violentamente. Sin embargo,

las pocas ventajas que poseen es un aislamiento trmico y acstico debido al

material usado y al espesor del muro.

Los modos tpicos de falla durante terremotos son agrietamiento y desintegracin

de muros, separacin de muros en las esquinas y separacin de los techos de los

muros, lo que en la mayora de casos, lleva al colapso.

Las edificaciones de adobe y tapia pisada presentan usualmente unas

caractersticas constructivas que contribuyen a aumentar su vulnerabilidad ssmica.

1.2 JUSTIFICACIN

La resea histrica de la actividad ssmica en el Ecuador empieza en el ao 1541

hasta la actualidad con experiencias dolorosas que han dejado graves prdidas

humanas y econmicas especialmente en sistemas constructivos tradicionales,

entre ellas el adobe, que presentan un bajo comportamiento ssmico, en algunos

casos se lleg al colapso aun en eventos ssmicos moderados. Por tal motivo es

necesario emprender mecanismos de investigacin enfocados en preservar el

Patrimonio Cultural de la Ciudad de Quito a travs de planes de mantenimiento y

reforzamiento estructural respectivo de acuerdo a las condiciones en las que se

encuentre el inmueble con alternativas de solucin prcticas, seguras y

econmicas, se usa para esto materiales y mano de obra local con direccin tcnica

calificada.

Adems, es importante conocer y desarrollar una investigacin respectiva para

evaluar el comportamiento de la vivienda de adobe con el fin de identificar las zonas

crticas que deberan ser reforzadas, para lo cual se tomar en cuenta mtodosmatemticos de paredes portantes y un modelo computarizado que permitirn

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encontrar las solicitaciones para el diseo del reforzamiento y momentos en la base

de los muros.

1.3 ALCANCE

En los muros de adobe no reforzado es importante determinar la resistencia a corte,

as como los momentos producidos en la base de los mismos y de esta manera

controlar la falla tpica como es la separacin y volteo de las paredes. Los

resultados se evaluaran antes y despus de realizar el reforzamiento pertinente en

las zonas crticas, con el fin de reducir la vulnerabilidad de la estructura. As mismo

los resultados obtenidos permitirn obtener conclusiones acertadas y confiables

que validen el reforzamiento implantado.

1.4 OBJETIVOS

1.4.1OBJETIVO GENERAL

La finalidad de este proyecto es mejorar las condiciones sismo resistente del bien

patrimonial, mediante un sistema de reforzamiento estructural adecuado, afn a la

tipologa constructiva y coherente a las normas existentes a nivel local y regional.

1.4.2OBJETIVOS ESPECFICOS

Establecer el anlisis de vulnerabilidad y el estado actual del inmueble

mediante el uso del software adecuado, inspecciones in situ, y

documentacin proporcionada por el Instituto Metropolitano Cultural de

Quito. (FONSAL).

Identificar los problemas estructurales que presenta el inmueble patrimonial

y plantear las alternativas de solucin.

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5

Disear un reforzamiento econmicamente factible de acuerdo a la

vulnerabilidad que presente la estructura.

Plantear las conclusiones y recomendaciones con el fin de proporcionar unabase de referencia para edificaciones con mampostera de adobe no

reforzada.

1.5 UBICACIN DEL PROYECTO

El inmueble en estudio se encuentra ubicado sobre la calle Junn, en el Barrio de

San Marcos, tiene una superficie de 824 m2 aproximadamente entre rea

construida y patios como se muestra en la figura 1.1.

Figura 1.1 Ubicacin del proyecto.

Fuente:Fonsal, 2005

En la fase de levantamiento plani-altimtrico y fachadas, as como cubiertas y

detalles constructivos se ha procedido de la siguiente manera:

El levantamiento plani-altimtrico se realiza con el Mtodo de Triangulacin,

se usa cintas y se pasa niveles de referencia con Nivel Lser enel que el

margen de error se minimiza de forma considerable.

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Para el levantamiento de fachadas se realiz la medicin de los espacios

interiores (PisoTecho) con espesores de losa y exteriores totales desde

el piso hasta el nivel ms alto de la cubierta.

En el caso de la cubierta se toma un tramo referencial para establecer

dimensiones puesto que la distribucin de piezas de madera es variable

tanto en piezas principales como secundarias.

Para realizar los detalles constructivos de cubierta y cielos rasos se

aprovecha de las zonas que han colapsado para obtener una informacin

ms certera de la tecnologa constructiva utilizada, las dimensiones y

espesores de los materiales utilizados.

Se complementa la informacin grfica con un lbum fotogrfico en el que

se indican los espacios a los que corresponde cada foto para una mejor

ubicacin en planos. En las fotos se muestra el estado de conservacin de

las edificaciones, detalles constructivos y materiales utilizados en interiores

y exteriores1.

Foto: 1.1 Perspectiva de la calle Junn.

Fuente:Fonsal, 2005

1(Fonsal, 2005)

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Foto: 1.2 Detalle de muros de adobe.

Fuente:Fonsal, 2005

Foto: 1.3 Detalle de entrepisos.

Fuente:Fonsal, 2005

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1.6 SISTEMA ESTRUCTURAL EXISTENTE

Las edificaciones de adobe no reforzadas han sido construidas hace varias

dcadas prcticamente sin criterios de diseo sismo resistente, razn por la quetienen poca rigidez lateral, poca resistencia y ductilidad limitada; y cuya tcnica

constructiva de la poca ha permitido una distribucin de reas en forma

rectangular, en forma de L o en forma de C, la construccin adems alberga en su

interior tres pequeos patios.

La construccin como tal presenta planta baja, planta alta y sistema de cubiertas.

En estas dos ltimas est compuesta por:

Sistema de paredes portantes de adobe.

Entrepisos de madera con viguetas de 10x10, 12x12, 13x13, 16x16.

El cielo falso tiene revestimiento de chocoto adherido sobre carrizo.

La estructura de la cubierta es de madera con pendientes variables entre 14,

15, 16, 19 21, 28, 32, 33 respectivamente.

Para proteger la cubierta se ha utilizado teja andina.

En la planta baja se tiene muros perimetrales de un solo nivel y con acabados que

se encuentran en toda la edificacin cuyas caractersticas son las siguientes.

Pisos de madera duela, ventanera de madera, puertas de madera,

columnas de piedra y contra pisos de piedra sillar en el primer patio.

La fachada principal conserva un ritmo entre vanos y llenos en los tres

niveles.

El vano de la puerta de ingreso tiene un revestimiento de piedra que enmarca

y jerarquiza el acceso. En la planta superior resaltan tres balcones sobre

canecillos estructurales - ornamentales y piso acabado en tabln. El

pasamano de madera combinado con varillas de hierro.

Una cornisa remata la edificacin en la segunda planta.

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1.7 CARACTERSTICAS DEL INMUEBLE

La casa posee tres patios interiores que se han conformado por la tugurizacin,

para convertirla en casa rentera. Hoy en da habitan alrededor de 20 familias quehan adaptado los espacios de acuerdo a sus necesidades, razn por la cual su

estado actual est en total deterioro.

La tipologa original de la casa se evidencia en la construccin que colinda con la

calle Junn. Su ingreso, a travs de un pasillo, remata en un patio central, que

distribuye a las habitaciones que se desarrollan alrededor de este, en tres niveles.

La circulacin horizontal en los niveles superiores se desarrolla en galeras querodean al patio y verticalmente a travs de escaleras de madera2.

Foto: 1.4 Detalles internos de la vivienda.

Fuente:Fonsal, 2005

2(Fonsal, 2005, pg. 3)

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Figura1.2

Plantabaja.

Fuente:

Fonsal,2005

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11

Figura1.3

Pla

ntaaltaycubierta.

Fuente:Fonsal,2005

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CAPTULO 2

VULNERABILIDAD Y CARACTERSTICAS DE LASESTRUCTURAS EN ADOBE

La vivienda al estar situada dentro del Centro Histrico de Quito y a raz del

terremoto que sufri la ciudad capitalina el 5 de marzo de 1987, el cual afect gran

parte del patrimonio edificado y otras reas circundantes se cre el Fondo de

Salvamento del Patrimonio Cultural (FONSAL), hoy en da llamado Instituto de

Patrimonio Cultural el cual tiene como finalidad restaurar, conservar y proteger los

bienes histricos, artsticos, religiosos y culturales afectados, cuya poltica est

dirigida a la conservacin y recuperacin del centro histrico y otras reas

patrimoniales, en la cual su actuacin se centra en la restauracin de monumentos

y edificios de inters, as como tambin en la rehabilitacin y mejora de sectores,

conjuntos y edificaciones de vivienda, del equipamiento urbano, los espacios

pblicos y la infraestructura de las reas patrimoniales de la ciudad y del Distrito

Metropolitano de Quito.

Dentro de este campo de accin, la vivienda presenta sus debilidades como es falta

de gestin social y mecanismos para viabilizar la proteccin del inmueble, as como

tambin incentivos a los propietarios para la conservacin mediante una direccin

tcnica calificada, razn por la cual muchas de estas viviendas han cado en

deterioro. Pero no solo existen deficiencias como se las menciona anteriormente,

tambin estn las desventajas estructurales debido al material de construccin queen su mayora es de adobe y su pobre comportamiento sismo resistente y la

vulnerabilidad que estas presentan.

La vulnerabilidad de las viviendas de adobe se debe principalmente al tipo de

materiales empleados que consiste en tierra, arena, paja, y agua. De tal manera

que esta forma constructiva no es capaz de resistir tensin principalmente, puesto

que en reas ssmicas el adobe como tal es masivo, dbil y frgil. Es as que los

muros debido a su gran masa, altura y longitud atraen grandes fuerzas ssmicas

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debido a su propia inercia. Por otra parte, el mortero, elemento responsable de la

homogeneidad de la mampostera no es capaz de deformarse sin perder su

integridad.

2.1 VULNERABILIDAD Y PELIGRO SSMICO

En la regin andina del Ecuador se encuentran gran parte de viviendas de adobe,

las mismas que brindan algunas ventajas referentes al aspecto econmico y

facilidad de construccin. Sin embargo, presentan desventajas de tipo estructural

ante eventos ssmicos cuando en el sistema no se incluyen refuerzos necesarios

para resistir las solicitaciones ssmicas de tensin. Por tal motivo la amenaza, el

peligro, y la vulnerabilidad ssmica estaran latentes.

El concepto de amenaza se refiere a un peligro latente o factor de riesgo externo,

asociado a un fenmeno de origen natural que puede manifestarse en un sitio

especfico durante un periodo de tiempo determinado, esto puede producir efectos

adversos sobre las personas, sus bienes y el medio ambiente.

La vulnerabilidad puede entenderse como un factor de riesgo interno, y es una

medida de la susceptibilidad o predisposicin intrnseca de los elementos

expuestos a una amenaza a sufrir un dao o una prdida.

El peligro ssmico se define por la probabilidad que en un lugar determinado ocurra

un movimiento telrico de una intensidad igual o mayor que un valor fijado; esto

involucra aceleraciones del suelo por encima de un cierto valor dado. En general,

se hace extensivo el trmino intensidad a cualquier otra caracterstica de un sismo,tal como su magnitud, la aceleracin mxima, el valor espectral de la velocidad, el

valor espectral del desplazamiento del suelo, el valor medio de la intensidad

Mercalli Modificada u otro parmetro.

Lo anterior induce a medidas de prevencin y mitigacin ante fenmenos naturales

los cuales no se pueden evitar pero s reducir daos. La prevencin consiste en

tomar medidas para evitar que un evento se convierta en desastre, por ejemplo la

autorizacin y aprobacin de planos por el municipio respectivo, asegurar que la

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poblacin construya sus viviendas en zonas seguras, medidas de regulaciones en

la expansin urbana, etc. Mientras que la mitigacin son medidas para reducir la

vulnerabilidad frente a las amenazas, como por ejemplo estara La Normativa

Ecuatoriana de Construccin NEC 2011.

Es as que el Ecuador y particularmente la ciudad de Quito enfrentan un riesgo

significativo ante eventos de tipo volcnico, efecto de la subduccin y fallas

geolgicas, sin considerar otro tipo de riesgos relacionados con la parte climtica y

medio ambiental. Por lo tanto es necesario tomar en cuenta que la ciudad capitalina

al ser considerada Patrimonio Cultural de la Humanidad por la UNESCO, se est

en la obligacin de conservar las estructuras existentes mediante tcnicas de

reforzamiento con el fin de reducir la vulnerabilidad de las mismas.

Sismicidad Histrica en el Ecuador

La resea histrica de la actividad ssmica en el ecuador empieza en el ao 1541

hasta la actualidad con experiencias dolorosas producidas por catstrofes que

dejaron muertos, heridos, daos materiales y efectos psicolgicos en las personas.Hasta antes de la aparicin de los sismmetros se conoca de la ocurrencia de los

eventos ssmicos por los efectos que estos producan en el medio-ambiente, los

habitantes, y que han sido recopilados en archivos histricos.

En nuestros das los sismos son registrados con sismgrafos, los mismos que

permiten detectar eventos de pequea magnitud que no son sentidos por las

personas, de esta manera en el territorio nacional se puede registrar decenas de

miles por ao.

Los eventos ssmicos ocurridos en el pasado estaran asociados a prdidas

materiales y de vidas humanas, pues stas superaran las 80.000 muertes. Es as

que para determinar la magnitud y los daos ocasionados por estos eventos se lo

realiza por medio de dos tipos de escalas que son: La Escala de Richter y la Escala

de Mercalli.

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Figura 2.1 Sismicidad histrica en el Ecuador desde 1541.

Fuente:Igepn, 2000

Escala de Richter.

Mide la energa ssmica liberada en el hipocentro o foco, que es aquella zona del

interior de la tierra donde se inicia la fractura o ruptura de las rocas, se produce unaliberacin de energa a travs de ondas ssmicas que se desplazan en los diferentes

tipos de suelos y genera diversos efectos destructivos en la superficie terrestre. Es

una escala que crece en forma potencial o semilogartmica, de manera que cada

punto de aumento puede significar un aumento de energa diez o ms veces mayor.

A continuacin, en la Tabla 2.1 se presenta la escala de Richter y sus efectos.

Tabla 2.1 Escala de Magnitud Richter.

Magnitud en Escala Richter Efectos del terremotoMenos de 3.5 Generalmente no se siente, pero es registrado.

3.5 - 5.4 A menudo se siente, pero slo causa daos menores.

5.5 - 6.0 Ocasiona daos ligeros a edificios.

6.1 - 6.9 Puede ocasionar daos severos en reas muy pobladas.

7.0 - 7.9 Terremoto mayor. Causa graves daos.

8 o mayor Gran terremoto. Destruccin total a comunidades cercanas.

Fuente:Smis, 2013

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Escala de Mercalli.

Es un mtodo usado para medir los efectos de un sismo, esto consiste en estimar

la intensidad, la misma que no debe confundirse con la magnitud. Se puede decirque la intensidad es la violencia con que se siente un evento en diferentes puntos

de la zona afectada despus de haberse producido el temblor. La escala de Mercalli

ha sido modificada varias veces por lo que se conoce como Escala de Mercalli

Modificada cuyo valor va desde el grado I hasta el XII.

De lo anterior se puede decir que los sismos a partir de la intensidad VI pueden

ocasionar posibles tipos de falla especialmente en construcciones de adobe, tpicas

de los sectores rurales y perifricos de las ciudades como es la serrana ecuatoriana

y que tambin afectaran a monumentos coloniales con daos irreparables si no

son reforzados adecuadamente.

2.2 CARACTERISTICAS DEL ADOBE

Los bloques de barro que se producen a mano cuando se rellenan moldes con barro

y se secan al aire libre se denominan adobes. Cuando la tierra hmeda se compacta

en una prensa manual o mecnica se denominan bloques de suelo. Los ladrillos

producidos mediante un extrusor en una ladrillera, sin cocer se denominan ladrillos

crudos. Los bloques ms grandes compactados en un molde se denominan bloques

compactados o adobones. La elaboracin de los adobes se realiza ya sea al

rellenar los moldes con un barro de consistencia pastosa o se puede hacerlos al

lanzar un barro menos pastoso en el molde. Hay muchos tamaos y formas de

adobes en el mundo, los moldes, que usualmente se usa son de madera. En

Latinoamrica las medidas ms comunes son 38 x 38 x 8 cm o 40 x 20 x 10 cm. La

figura 2.2 muestra el proceso de elaboracin de adobes.

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Figura 2.2 Elaboracin de adobes.

Fuente:Minke, 2005, pg. 22

2.2.1HISTORIA

La historia del adobe est muy arraigada a la de la humanidad a tal punto que este

material se us en casi todos los climas y latitudes del planeta.

En Turquestn - Rusia existen construcciones de adobe que datan del 8.000 al

6.000 A.C. En el Antiguo Egipto se emple frecuentemente el adobe, elaborado con

limo del Nilo, en la construccin de casas, tumbas, fortalezas, e incluso palacios,

con alrededor de 3.100 aos de antigedad, como por ejemplo parte del templo

mortuorio de Ramses II en Gourna fue hecho con tabiques de barro y los muros de

bloques de tierra de la fortaleza de Medinet Habu; el arte de construir bvedas,cpulas con adobe y sin encofrados se extendi mucho en las culturas antiguas.

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Figura 2.3 Ruinas del Templo de Ramses II.

Fuente:Gallegos & Ramrez de Alba, 2003

La pirmide del Sol en Teotihuacn tiene un ncleo de adobe que en peso se acerca

a las 2 millones de toneladas.

El desafo que representa el construir edificaciones de altura a base de ladrillos de

tierra ya fue resuelto hace aproximadamente 500 aos en la ciudad de Shibam enYemen, llamada el Manhattan del desierto, con sus casas de hasta 8 pisos, que

llegan a una altura de casi 30 metros.

Figura 2.4 Shibam-Yemen El Manhattan del desierto.

Fuente:Tomeo Bach, Sellanes Bach, & Alonzo, 2008

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Arg- Bam, ciudad situada en Irn llevo a otro nivel el uso del adobe puesto que

por su ubicacin, en el desierto era muy difcil que progrese un asentamiento

humano tan grande sino fuera por el ingenio de sus constructores que idearon un

sistema de aire acondicionado que no necesita de energa alguna para funcionar,

basndose en la incorporacin de unos elementos llamados captadores de aire que

con ayuda de conductos especiales enfriaban y humedecan el aire en estas

inhspitas zonas; fue hasta el 2003 luego de un terremoto, la ciudad de adobe ms

grande del mundo.

Figura 2.5 Ciudad de Arg- Bam (Irn) antes del terremoto de 2003.

Fuente:Tomeo Bach, Sellanes Bach, & Alonzo, 2008

En la Amrica Latina precolombina tambin empez a desarrollarse grandes

espacios para la construccin con adobe como es el caso de la ciudad peruana de

Chan Chan, construida en la costa norte de Per por los Chim (1200-1480) cubre

un rea aproximada de 20 Km2y figura como la ciudad de adobe ms grande de

Amrica Latina3..

En la historia reciente el adobe sigui presente en nuestros pases andinos dado la

facilidad en cuanto la obtencin de la materia prima, el reducido costo y sobre todo

la ayuda que representa la autoconstruccin por parte de los pobladores, es as

que como referencia se tiene que el 17% de las construcciones en el Ecuador son

de adobe o tapial, y alrededor del 30% de la humanidad vive en construcciones de

tierra.

3(Tomeo Bach, Sellanes Bach, & Alonzo, 2008)

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2.2.2USO DEL ADOBE Y SUS APLICACIONES

El Adobe es uno de los materiales de construccin ms antiguos, su historia se

remonta a los primeros pasos del hombre moderno por ello es que consigui seruna de las tcnicas ms extendidas, la construccin de viviendas, templos, muros

y dems estructuras dada la gran abundancia de la materia prima, el material es

totalmente reciclable; el bajo costo, facilit mucho la autoconstruccin, adems no

se requera de procesos qumicos o industriales avanzados.

A lo largo de la historia las tcnicas se depuraron y perfeccionaron pero no al punto

de mejorar sus debilidades ante eventos naturales comunes; el desempeo en

trminos generales del adobe como material de construccin es malo y peor an si

este es usado en zonas de alta actividad ssmica, como es el caso de nuestro

territorio, el ecuatoriano. Hay que tomar en cuenta tambin la autoconstruccin no

muy tcnica, presente en sistemas de vivienda unifamiliares de uno o dos pisos lo

cual aviva el temor ante eventos ssmicos moderados o intensos.

Entre las ventajas en cuanto a las aplicaciones estn su baja conductividad trmica

que vuelve a estas estructuras altamente apetecidas en zonas de climas adversos,

al estar la materia prima siempre presente en el lugar de construccin los costos de

transporte son casi nulos, ventaja interesante al considerar el alto volumen de

material a usar.

2.2.3PROPIEDADES FSICAS Y MECNICAS DEL ADOBE

El adobe en trminos generales es una mezcla de un 20% de arcilla y un 80% dearena y agua, en este estado la mezcla adquiere la forma del molde por lo general

rectangular, secado al aire libre y de dimensiones variadas; actualmente se usa un

emulsionante (asfalto) para hacerlo resistente al agua4.

El adobe al ser una mezcla bsica que afn de cuentas es suelo tiene debilidades

a ciertas propiedades fsicas:

4(Alcocer S. M., 2003)

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Fluctuaciones de temperatura.

Al tener una composicin variada sus coeficientes de expansin trmica a su vez

son diferente y por consiguiente las variaciones trmicas causan agrietamientos enlas unidades de adobe como en las juntas de unin.

Erosin por agua y viento.

Al estar el adobe en constante interaccin con el medio est expuesto a lluvias y

vientos que disgregan el material y lo arrastran lo que causa disminuciones en las

dimensiones de los adobe.

Aun as las propiedades fsicas que hacen del adobe una alternativa son:

Aislante trmico y acstico.

La baja conductividad trmica hace que los ambientes contenidos por paredes de

adobe sean frescos en verano y clidos en invierno, a su vez dado el espesor mayora 50 cm y su superficie irregular difumina el ruido producido del interior de las

viviendas, lo que evita las reverberaciones y propicia un interior ms silencioso y

agradable.

Resistencia al fuego.

Debido a su naturaleza, el adobe presenta una gran estabilidad y resistencia alfuego, como resultado de su composicin es claramente superior a otros

industriales como el acero y el ladrillo.

Las propiedades mecnicas del adobe vienen dadas por valores bajos tanto a

compresin como a tensin, este ltimo un valor se considera despreciable en las

condiciones de clculo.

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Figura 2.6 Ensayos de muretes de adobe.

Fuente:Flores, Pacheco, & Reyes, 2001, pg. 52

Las propiedades mecnicas a considerar para las mamposteras de adobe vienen

dadas por lo general de ensayos, aunque la norma E 0.80 del Per considera

valores un tanto conservadores ante la eventualidad de no poder realizar dichos

ensayos, los cuales se presentan a continuacin.

Tabla 2.2 Propiedades mecnicas adobe.

Norma E 0.80

Propiedad Unidad Magnitud

Mampostera Resistencia a la compresin. (kg/cm2) 2 Unidad Adobe Resistencia a la compresin. (kg/cm2) 12

Mampostera Resistencia al Corte (kg/cm2) 0,25

Mampostera Mdulo de elasticidad (kg/cm2) 6500

Mampostera Peso especfico (Ton/m3) 1,6

Mampostera Mdulo de Poisson s/u 0,25Coeficiente de expansin trmica C-1 6,00E-06

Fuente:Instituto de la Construccin y Gerencia, 2006

2.2.4ASPECTOS ESTRUCTURALES EN VIVIENDAS DE ADOBE

Las edificaciones de adobe padecen de graves problemas estructurales debido a

que fueron diseadas para soportar nicamente cargas gravitacionales.

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Ante sismos fuertes estas estructuras sufren daos severos debidos en gran parte

a que no se tom en cuenta caractersticas que con el tiempo y los sismos se

evidenciaron, el colapso de las estructuras se presenta de forma sbita debido a la

poca ductilidad, falta de homogeneidad en las propiedades de los mampuestos, el

comportamiento es elstico lineal, es por esto que el cdigo castiga a estas

construcciones con un factor de reduccin de 3 puesto que la disipacin de energa

es limitada o nula. Adems los periodos de vibracin predominantes estn entre 0,1

y 0,4 s, lo que a su vez est en concordancia con los sismos de epicentros

cercanos, lo que hace que las aceleraciones en las estructuras de adobe sean

considerablemente altas.5

Los efectos verticales en construcciones de tierra provocados por el sismo, son de

menores consideraciones que los horizontales. Hay dos tipos de acciones

horizontales que se deben tenerse en cuenta en estas estructuras: unas paralelas

al plano del muro y las otras perpendiculares al mismo. Las fuerzas paralelas al

muro, produce un desplazamiento menor de la seccin superior del muro en

relacin a la inferior, debido a la inercia de la masa. Por ello, se producen fuerzas

de corte en el muro que ocasionan grietas inclinadas. Hay una relacin importante

a considerar, que a mayor altura del muro y mayor el peso de la cubierta, mayor

ser el riesgo de la aparicin de grietas. Las fuerzas perpendiculares al muro

provocan un momento de volteo que podra provocar el colapso parcial o total del

muro. Para disminuir este riesgo, este debe ser suficientemente ancho o estar

reforzado mediante muros intermedios, contrafuertes y un encadenado6

Las deficientes tipologas constructivas como son: malas conexiones de los muros,

pisos muy flexibles, morteros de pega de baja calidad, techos extremadamentepesados, colocacin exageradas de aberturas para puertas y ventanas, falta de

continuidad en elevacin de los muros, irregularidad en planta, entre otros.

5

(Flores, Pacheco, & Reyes, 2001, pg. 72)6(Minke, 2005)

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Figura 2.7 Consideraciones en muros.

Fuente:Asociacin Colombiana de Ingeniera Ssmica, 2000

Figura 2.8 Rigidez y continuidad.


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Figura 2.9 Irregularidades.


2.3 CARACTERSTICAS DE LA MADERA

La madera es un material duro y resistente ocasionado por la transformacin del

rbol en el proceso natural de desarrollo, est formado por un conjunto de clulas

para generar celulosa, lignina, resina, almidn y azucares que se generan en los

rboles y dan lugar a la forma cilndrica que tienen los troncos. En general la madera

es un material de estructura compleja y de carcter biolgico, aniso trpico e

higroscpico.

La madera al llegar su punto de madurez, la seccin transversal del tronco presenta

las siguientes partes:

Corteza exterior: Es la capa exterior y su funcin es proteger al rbol vivo.

Corteza interior: Su finalidad es conducir el alimento elaborado en las hojas

hacia las ramas, tronco y races.

Cambium: Es una fina capa de clulas especializadas que se encargan del

crecimiento del tronco.

Xilema: Es la parte maderable o leosa del tronco, en ella se puede distinguir

la albura, duramen y la medula.

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Albura: Es una capa de clulas vivas por cuyo interior circula la savia. Es la

capa de madera formada ms recientemente y se le llama madera blanda.

Duramen: La madera de esta capa es ms dura, resistente y ms oscuraque la albura y su funcin es proporcionar resistencia para el soporte del

rbol.

Medula: Es la parte central de la seccin del tronco.

Figura 2.10 Partes de la seccin transversal de una pieza de madera.

Fuente:Instituto nacional tecnolgico, 2003

Un material anisotrpico como la madera hace que el comportamiento tanto fsico

como mecnico del material presente resultados diferentes y dispares segn el

plano o direccin que se considere respecto a la direccin longitudinal de sus fibras

y anillos de crecimiento. De manera general la madera resiste entre 20 y 200 veces

ms en el sentido del eje del rbol, que en el sentido transversal. Por sucomportamiento tan desigual, es necesario establecer ejes en el sentido

tangencial, radial, y axial o longitudinal.

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Figura 2.11 Ejes principales en una pieza de madera.

Elaborado por:Guido Manitio y Santiago Vsconez

2.3.1PROPIEDADES FSICAS Y MECNICAS DE LA MADERA

La madera al ser de tipo orgnicovegetal tiene sus caractersticas propias que la

diferencian de otros materiales como el acero, hormign, entre otros. Enconsecuencia las propiedades, fsicas y mecnicas, an para una misma especie,

tienen un amplio margen de variabilidad debido a las condiciones de crecimiento

del rbol, que estn relacionadas con el clima, la calidad, altitud, edad, suelo,

distintas partes del troco, entre otros.

2.3.2PROPIEDADES FSICAS DE LA MADERA

Dentro de las propiedades fsicas de la madera es importante mencionar las

siguientes:

Anisotropa:Es la una propiedad propia de la madera que hace que se

comporta diferente segn la direccin de las fibras.

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Higroscopia:Propiedad que tiene la madera, mediante la cual es capaz de

absorber o eliminar agua hasta lograr un equilibrio con la humedad relativa

del aire que la rodea.

Humedad:De manera natural la madera est formada por agua y al ser un

material higroscpico esta permite liberar o absorber humedad segn el

medio ambiente.

Conductividad trmica:La madera seca es mala conductora del calor y

electricidad. Esto se debe a que en la madera seca, quedan clulas que

perdieron el agua y encierran burbujas de aire que hacen que se comporte

como aislante trmico.

Contraccin e Hinchamiento: De acuerdo a la humedad esta puede

cambiar de volumen lo que produce efectos de contraccin e hinchamiento,

es as que el proceso de contraccin sucede cuando se pierde agua, es

mnima en la direccin axial no pasa del 0.8%; en la direccin radial est

entre el 1 al 7.8%; y vara de 5 a 11% en la direccin tangencial. De esta

manera la contraccin es mayor en la albura que en el corazn, esto origina

tensiones por desecacin que agrietan y alabean a la madera.

El proceso de hinchamiento se genera cuando absorbe humedad, por lo que

la madera al ser sumergida aumenta poco volumen en sentido axial, y de 2.5

al 6% en sentido perpendicular. El aumento de volumen est limitado por el

punto de saturacin entre el 20 a 25% de agua, a partir de l no aumenta de

volumen, aunque se siga en contacto con el agua.

Densidad:La densidad puede variar de una especie a otra y esto depende

del grado de humedad y el sitio del rbol, de esta manera, para determinar

el valor correspondiente a cada especie es necesario extraer probetas de

varios sitios.

De acuerdo a varias investigaciones se demostr que hay una relacin entre la

densidad y la resistencia a los diferentes esfuerzos del material, por lo que en el

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Manual de diseo para madera del pacto andino divide en tres grupos a la madera

estructural, que corresponden a las densidades: Alta (A), Media (B) y Baja (C)7.

Tipo A: densidad correspondiente entre 0.71 a 0.90 T/m3.

Tipo B: densidad correspondiente entre 0.56 a 0.70 T/m3.

Tipo C: densidad correspondiente entre 0.40 a 0.55 T/m3.

2.3.3PROPIEDADES MECNICAS DE LA MADERA.

Dentro de las propiedades mecnicas de la madera se deber tener en cuenta las

caractersticas propias del material, esto conlleva a restricciones en el diseo como

puede ser la luz del elemento, carga y esfuerzos admisibles. A continuacin, se

menciona las siguientes8.

Dureza:Es una propiedad de los materiales, que expresa la resistencia al

desgaste, rayado, etc. Este valor depende de la densidad, edad, estructura

y del sentido de trabajo de sus fibras

Resistencia a la Compresin:La humedad vara esta propiedad y por esta

razn a medida que el grado de humedad se reduce la resistencia a la

compresin aumenta.

Otro aspecto que est relacionado en el comportamiento de la resistencia a la

compresin es la direccin del esfuerzo, la mxima corresponde al esfuerzo

ejercido en la direccin de las fibras y disminuye a medida que se aleja de esa

direccin. Otra caracterstica importante de la madera es el peso especfico, cuanto

mayor valor presenta mayor ser su resistencia.

7(Proyectos Andinos de Desarrollo Tecnolgico en el rea de los Recursos Forestales

Tropicales, 1984)8(Burneo Bravo, Gmez Orejuela, Melo Moreno, & Rojas, 2010)

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Figura 2.12 Compresin paralela a la fibra (a), compresin perpendicular a lafibra (b).

Fuente:Padt-Refort, 1984

Resistencia a la Traccin:El carcter anisotrpico de la madera influye al

tener una mayor resistencia en direccin paralela que en la perpendicular a

las fibras. La rotura en traccin es de forma sbita, y su resistencia no es

funcin del peso especfico.

Resistencia al Corte:Es la capacidad de resistir fuerzas que tienden a que

una parte del material se deslice sobre la parte adyacente a ella. Este

deslizamiento, puede tener lugar paralelamente a las fibras;

perpendicularmente la resistencia a corte es muy alta y la madera se rompe

antes por otro efecto que por ste.

Figura 2.13 Resistencia al corte en madera.


Resistencia a la Flexin: De manera general la madera no resiste

esfuerzos de flexin en direccin radial o tangencial. No ocurre lo mismo si

est aplicado en la direccin perpendicular a las fibras.

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Un elemento sometido a flexin se deforma, esto ocasiona un acortamiento

de las fibras superiores y un alargamiento de las inferiores.

Figura 2.14 Resistencia a la flexin.


Elasticidad Deformabilidad: Bajo cargas pequeas, la madera se

deforma de acuerdo con la ley de Hooke, es decir las deformaciones son

proporcionales a la las tensiones. Cuando se sobrepasa el lmite de

proporcionalidad la madera se comporta como un cuerpo plstico y se

produce una deformacin permanente. Al seguir con un aumento progresivo

de la carga, se produce la rotura o falla del material.

Las propiedades adoptadas para la concepcin del modelo son las que se

muestran en la tabla 2.3.

Tabla 2.3 Propiedades de la madera de cubierta.

Eucalipto (Madera Grupo "B").

Propiedad Nomenclatura Unidad Magnitud

Esfuerzo admisible-compresin paralela (kg/cm2) 164,03

Esfuerzo admisible-compresin perpendicular (kg/cm2) 60,05

Esfuerzo admisible a corte (kg/cm2) 11,87Mdulo de elasticidad (kg/cm2) 126355,53

Peso especfico (Tonf/m3) 0,81

Densidad (Ton/m3) 0,81

Mdulo de Poisson s/u 0,40

Coeficiente de expansin trmica C-1 3,00E-06


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2.4 MUROS DE ADOBE Y CONEXIONES

Por lo general los muros de adobe consisten en una masa donde las unidades estn

separadas por una junta que en la mayora de casos es de mortero, los espesoresson mayores a los 50cm. Estn diseados para soportar grandes cargas verticales

pero no para cargas laterales, que producen acciones para las que la mampostera

no tiene capacidad, como son los esfuerzos de tensin.

La disposicin de las unidades de adobe en las esquinas es clave puesto que un

mal escogimiento puede inducir esfuerzos de tensin, si las paredes giran hacia

afuera de la estructura los adobes ubicados en las hiladas pares rotan al separarse

de la junta vertical de mortero, pero los ladrillos de adobe en las hiladas impares

fallan al no poder soportar esfuerzos de tensin como se ilustra en la figura 2.15.

Figura 2.15 Falla de adobe en conexiones.

Fuente:Gutierrez & Pea, 2010, pg. 6

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Figura 2.16 Tipos de encuentros de muros de adobe.

Fuente:Direccin Nacional de Construccin, 2010

Ante cargas perpendiculares al plano los muros se desplazan hacia el interior y

exterior de la vivienda lo que provoca una concentracin de esfuerzos de

compresin y traccin en las esquinas lo que provoca una situacin de posible

desprendimiento del muro por la poca capacidad de tensin y su consecuente

colapso como se muestra en la figura 2.17.

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Figura 2.17 Efectos en conexiones de paredes sujetas a cargas lateralesVista en Planta.

Fuente:Gutierrez & Pea, 2010, pg. 7

2.4.1TIPOS DE FALLAS EN MUROS DE ADOBE

Un muro de adobe est sometido a diferentes acciones tanto por carga vertical

como por cargas laterales que pueden venir de los sismos o los vientos, dichas

acciones se detallan en la figura 2.18, estas acciones se presentan tanto en el plano

como fuera de l.

Figura 2.18 Acciones en los muros.

Fuente:Ziga Miranda, 2005, pg. 13

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Un muro grueso puede voltearse, por lo que es necesario anclarlo en la parte

superior al sistema de techo o realizar un amarre con los dems muros para que

trabajen en conjunto.

Los muros moderadamente gruesos tienden a la aparicin de fisuras de corte y es

poco probable que se presenten fallas a media altura, fuera del plano. Es probable

que surjan grietas fuera del plano antes de que surjan grietas en el plano.

Los muros delgados son bastante inestables y pueden fallar por rotacin en la base.

Tambin pueden colapsar por fallas a media altura, fuera del plano, las que pueden

presentarse antes de que surjan grietas en el plano.9

Bsicamente las fallas de los muros se pueden dividir en dos casos:

Falla por volteo fuera del plano

Esta falla se produce cuando las conexiones entre muros son muy dbiles a

tensin, el piso y el techo no se comportan como un elemento de amarre para los

muros y ante una fuerza en este caso ssmica perpendicular al plano estasconexiones se separan lo que provoca un volcamiento del muro. Estn presentes

en muros largos o cortos y altos con restricciones laterales escasas o con bordes

libres.

Fallas por fuerzas horizontales en el plano.

Cuando las fallas por volteo fuera del plano se controlan, se logra establecer una

buena liga entre los diferentes elementos estructurales, los muros tienden a

absorber mayores fuerzas ssmicas y con la inminente consecuencia de una falla a

corte de los muros. Para que el efecto predominante en los muros sea el corte la

relacin de aspecto de los muros altura sobre longitud (h/l) debe ser baja.

9(Kimbro, Tolles, & Ginell, 2005)

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Las fisuras por fallas por corte son en forma de cruz, se sitan en diferentes partes

de los muros, la falla es frgil debido que una vez agrietada la estructura y al no

tener refuerzo que absorba esa fuerza

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