ANA A NAL L ISIS DINAMICO DINA MICO Y EXPERIMENTO EXPERIMENTO DE MODELO DE VIVIENDA DE ADOBE TAIPE CARBAJAL, Javier Francisco
RESUMEN Para proponer base técnica que oriente las construcciones de adobe de 02 pisos con criterios sismorresistentes, se sometió a Ensayo Dinámico un modelo de vivienda de adobe, en el Laboratorio de Estructuras del CISMID/UNI, evaluando sus principales características estructurales como, Rigidez y Frecuencia. Igualmente, se realizó un análisis teórico de la estructura planteada, para efectos de comparación de resultados y para encontrar el modelo análitico apropiado para las viviendas de adobe de 02 pisos.
El modelo de vivienda fue adoptado a una escala reducida 1/6, definida en función a la carga máxima admisible, aceleraciones y frecuencias permitidas del equipo de ensayo (Mesa Vibradora) del Laboratorio de Estructuras del CISMID/UNI.
2.2 Materiales Los materiales de construcción (tierra, ichu, carrizo y madera eucalipto), satisfasen los requerimientos técnicos de la Norma E 080 y recomendaciones de las investigaciones experimentales anteriormente realizadas.
INTRODUCCION
2.3 2. 3 Construcción del modelo
La investigación experimental sobre construcciones de adobe desarrollada en las últimas décadas en el Perú, se encuentra incorporado en el Código Peruano de Adobe (Norma E-080), que proporciona propo rciona nuevas técnica técnicass de de constru construcción cción y mejoran la resisten resistencia cia y ductilidad del adobe.
El modelo fue construido sobre la Mesa Vibradora para disminuir cualquier esfuerzo perjudicial que pudiera producirse durante su montaje.
No obstante, obstante, el Código Peruano de Adobe Adobe limita las construcciones construcciones de adobe a 01 piso, pese a la existencia de construcciones de adobe de 02 pisos en gran parte del país. En tal sentido, es importante orientar con base técnica las construcciones de adobe de 02 pisos, dado que para gran parte de los habitantes del país el adobe sigue siendo una alternativa práctica y económica frente a los requerimientos de vivienda.
METODOLOGIA
Se construyó el Cimiento con concreto 1:8 + 25% PM, en el que se dejaron anclados los refuerzos verticales de carrizo. La secuencia seguida para la construcción de los muros fue: hechar uniformemente barro preparado en la superficie horizontal del Cimiento sobre el cual se alinean vertical y horizontalmente los adobes con alveolos, luego se rellenan las juntas verticales; este proceso se repite repite para cada hilada hilada de de adobe. adobe. Cada Cada cuaatro cuaatro hiladas hiladas se coloca refuerzo horizontal de carrizo. La construcción del Entrepiso Entrepi so y el Techo, fueron realizadas mediante una Losa de Suelo - Cemento en propor ción 1/10 sobre una malla de carrizo apoyada en Vigas Collar y Dinteles de Eucalipto.
La metodología seguida para el presente trabajo fue, primero, encontrar un modelo de vivienda de adobe para realizar el experimento sobre sus características estructurales frente a solicitaciones dinámicas y, segundo, encontrar un modelo análitico apropiado para efectos de evaluación de resultados experimentales y analíticos, respectivamente.
2.5 Experimento
2.1 Modelo Adoptado
Los equipos que se emplearon fueron: Equipos de Excitación Dinámica (Generador de Vibraciones y Mesa Vibradora), y Equipos de Medición (Acelerómetros, Amplificador de Voltaje, Osciloscopio).
El prototipo de vivienda de adobe para el presente trabajo corresponde al Distrito de Tambo, Provincia de La Mar, Departamento de Ayacucho; lugar geográfico donde las vi viendas de adobe de 02 pisos representa el 90% de todas las viviendas.
Post Grado FIC - Universidad Nacional de Ingeniería
El modelo de vivienda de adobe de 02 pisos construido fue sometido a un ensayo en Mesa Vibradora, el cual corresponde a un ensayo dinámico que simula acción del sismo a través de una plataforma vibratoria.
Para evaluar la variación de las propiedades dinámicas de la estructura durante su vida útil, se evaluó el modelo para ver como evoluciona el estado de degradación de la misma. Se definieron Fases de Ensayo, se entiende que cada fase corresponde a un nivel de aceleración impuesta en la base del modelo (0.2g, 0.3g, 0.6g, 1.2g).
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3.
RESULTADOS
3.5 Cuadro de Resultados Experimentales y Analíticos Mesa Vibradora
Los resultados experimentales se resumen en los cuadros siguientes:
Frecuencia (Hz) 34.755 FrecuenciaNatural 218.372 (rad/s) Periodo (s) .0288
3.1 Rigidez de la Estruct ura FASE 1 2 3 4
K11 (k/mm) 317.56 125.22 123.17 107.72
K21 (k/mm) 279.87 90.48 89.88 85.13
K22 (k/mm) 209.83 73.41 50.61 97.19
K12 (k/mm) 98.58 48.18 40.16 48.35
3.2 Amo rtig uamiento y Frecuencia FASE 1 2 3 4
b(%) 6.99 5.59 7.21 10.58
F(Hz) 34.75 14.81 14.36 14.88
3.3 Magni ficació n de Aceleración FASE 1 2 3 4
Aceleración Nivel 1 (gal) 224.67 577.5 596.0 832.0
Aceleración Nivel 2 (gal) 70.5 149.6 301.17 361.33
4.
Para una aceleración de 1300 gal por 05 minutos, aparecen fallas en el primer piso a la altura de las ventanas, las fallas en el segundo piso parten de las ventanas. Para una aceleración de 1600 gal por 05 minutos, se profundizan las fallas existentes y se propagan a las esquinas y al techo. Para una aceleración de 2000 gal por 02 minutos, aparecieron fallas de corte en los muros y desprendimiento de bloques de adobe de los vanos.
5.793 36.395
Modelo de Acercamiento Lejano 5.376 33.777
Modelo de Acercamiento Cercano 4.081 25.644
Modelo Pseudotridi Mensional 7.865 49.414
.1726
.186
.275
.127
CONCLUSIONES
-
El modelo adpotado tiene un buen comportamiento dinámico, esto se atribuye al procedimiento de construcción seguido y a la buena calidad de los materiales de construcción.
-
El modelo analítico Pseudotridimensional se aproxima más a los resultados experimentales del presente trabajo.
-
El colapso empezó por la ventana lateral derecho del segundo piso, que corresponde a una falla por corte.
-
La estructura se degrada en los diferentes fases de ensayo, así: la Rigidez y la Frecuencia Natural van disminuyendo conforme avanzan los fases de ensayo.
-
La Aceleración impuesta en la base de la estructura se magnifica en el entrepiso y en el techo.
3.4 Prueba de Colapso Consistió en someter al modelo a una simulación sísmica con aceleración sinusoidal de la base en forma progresiva hasta alcanzar una fase inicial de colapso.
Teoría de Modelo
5.
REFERENCIAS
1. Reglamento Nacional de Construcciones “Norma Básica de Diseño Sismo Resistente” Cámara Peruana de la Construcción, Lima, 1 994 2. Biggs M., John “Introduction to Structural Dynamics” Mc Graw Hill, 1 964 3. Aashraf Habibullah “Three Dimensional Analysis of Structural Building Systems” Computers and Structures Inc. Berkeley, California, 1 992 4. Sarria, Alberto “Ingeniería Sísmica” UNIANDES, Colombia, 1 990
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