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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

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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

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MAPA DE SISMICIDAD INSTRUMENTAL 1910-2002

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NORMA COVENIN 1756-2001

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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

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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

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PLANO DE UBICACIÓN

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PLANTA DE ENVIGADO

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PÓRTICO F DEL EDIFICIO ORIGINAL

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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Figura 4 Vista tridimensional del edificio este mostrando (color rojo) que la demanda supera la capacidad resistente

de las columnas

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Figura 5 Vista tridimensional del edificio norte mostrando (color rojo) que la demanda supera la capacidad resistente

de las columnas

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Figura 5 Vista tridimensional del edificio oeste mostrando (color rojo) que la demanda supera la capacidad resistente

de las columnas

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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.

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ESPECTROS PARA EDIFICIO REFOZADO

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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

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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.

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Figura Vista en 3D del Cuerpo Este Reforzado

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Figura 7 ºElevación de pórticos reforzados 2 y 9

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Figura 8 Detalles A1 y A2 de la Figura 7

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Figura 8 Detalles A1 y A2 de la Figura 7

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Figura 9 Elevación de pórticos reforzados E, F, G y H

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Figura 10 Detalle A4 de figura 9

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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.

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Figura Vista en 3D del Cuerpo Norte Reforzado

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COLUMNAS REFORZADAS DE PB AL NIVEL 1

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COLUMNAS REFORZADAS DEL NIVEL 1 AL NIVEL 4

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EMPRESILLADO DE COLUMNA

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AUMENTO DE SECCIÓN DE COLUMNAS

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Figura Elevación de Pórtico 1 del Cuerpo Norte Reforzado

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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

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Figura Vista en 3D del Cuerpo Oeste Reforzado

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FIGURA 15 ELEVACIÓN DE PÓRTICO REFORZADO P

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DETALLE A4

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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.

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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.

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CUERPO ESTE

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CUERPO ESTE

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CUERPO NORTE

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CUERPO NORTE

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CUERPO OESTE

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CUERPO OESTE

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MUUUUCHAS GRACIAS…