ESCUELA DE INGENIERÌA TESINA FACTORES QUE AUMENTAN LA VULNERABILIDAD SÍSMICA DE VIVIENDAS EN EL DISTRITO DE LA ESPERANZA – SECTOR JERUSALEN, JERUSALEN, 2016
LÍNEA DE INVESTIGACIÓN GESTION DE SEGURIDAD SALUD OCUPACIONAL
AUTORES A!"# C$%%$&'$ C(%)!")$& P)&*+# G-*' A&+%.!
T%/)#, S*")*-%* 2016
INTRODUCCIÓN: I.
REALIDAD PROBLEMÁTICA En los últimos años, las viviendas informales y los barrios formados por invasión han constituido la mayor parte del desarrollo urbano en las ciudades más grandes del Perú. La informalidad y la precariedad en el diseño de las viviendas son grandes problemas en los países en vía de desarrollo, debido a la situación económica, muchos ciudadanos peruanos no tienen la posibilidad y el acceso de contratar profesionales capacitados en el tema y por lo tanto optan por la construcción informal para diseñar y edificar sus viviendas, lo cual lleva a varias faltas y criterios,
muchas
veces
sin
licencia
de
construcción, sin
supervisión
profesional, sin planos bien estructurados o la construcción con materiales de baa calidad. Los principales problemas !ue genera este tipo de construcción en las viviendas es !ue tienen fallas estructurales graves por el deficiente estudio !ue tienen, y así mismo son sísmicamente muy vulnerables. Esto conlleva a !ue la informalidad en las edificaciones genera inseguridad y daños estructurales importantes !ue sufrirían ante un sismo severo, debido a !ue la mayoría de las viviendas han sido construidas sobre invasiones !ue son suelos no aptos, sin estudio, o se reali"an ampliaciones de los inmuebles sin tomar en cuenta las mínimas normas de construcción y la participación de profesionales. #rente
a
esta situación,
es imprescindible el planteamiento de investigaciones futuras !ue contribuyan a mitigar el riesgo sísmico
por
el
mal
diseño
en las viviendas informales ya !ue esta es una de la causante !ue reflean las deficiencias en este tipo de edificación. $n gran porcentae de las obras de construcción !ue se desarrollan en la Esperan"a, se reali"an informalmente, muchas veces los propietarios de las casas, obtienen su licencia de construcción, pero sólo para cumplir con el re!uisito, ya !ue en el proceso de la construcción misma hacen otro tipo de edificaciones e inclusive estas no son supervisadas por personal calificado.
II.
ANTECEDENTES Nacional Flores (!!" en s# $esis %Dia&nos$ico 'reliinar )e la *#lnera+ili)a) s,sica )e los a#$ocons$r#cciones en Lia-. Para o'$ar el &ra)o )e PUCP concl#/o en s# e0'eriencia 1#e: El sistema estructural de las viviendas autoconstruidas se basa generalmente en muros portantes de albañilería refor"ada con vigas y columnas de confinamiento. %uchas veces, sin embargo, los elementos estructurales no están distribuidos de una manera correcta, debido a la falta de orientación t&cnica de los constructores.
Flores (!!" en s# $esis %Dia&nos$ico 'reliinar )e la *#lnera+ili)a) s,sica )e los a#$ocons$r#cciones en Lia-. Para o'$ar el &ra)o )e PUCP concl#/o en s# e0'eriencia 1#e: En conunto, los factores degradantes de la resistencia estructural, los factores antrópicos adversos, y la pobre concepción estructural de las viviendas autoconstruidas, determinan !ue la mayoría de estas sean vulnerables sísmicamente. 'e espera, por tanto, !ue durante un terremoto severo se produ"can grandes daños en muchas viviendas. Es posible !ue algunas resulten tan afectadas !ue terminen inhabitables o incluso lleguen a colapsar.
La#cara (!23" en s# $esis %An4lisis )e la *#lnera+ili)a) s,sica )e las 5i*ien)as in6orales en la ci#)a) )e Tr#7illo-. Para o'$ar el &ra)o )e PUCP concl#/o en s# e0'eriencia 1#e: Los recursos limitados de los pobladores de (ruillo en los distritos de e)pansión y crecimiento generan construcciones sin asesoramiento t&cnico, ni materiales de calidad. La construcción informal bao este ambiente es difícil de erradicar.
Mos1#eira (!!8" en s# $esis %Recoen)aciones T9cnicas 'ara Me7orar la Se&#ri)a) S,sica )e 5i*ien)as )e Al+ailer,a Con6ina)a )e la Cos$a Per#ana-. Para o'$ar el &ra)o )e Maes$r,a concl#/o en s# e0'eriencia 1#e: $n factor determinante para el peligro sísmico es la ubicación de las viviendas. Las viviendas ubicadas sobre suelos blandos y en "onas con pendientes pronunciadas presentaban mayores problemas *como por eemplo fisura en muros+ !ue las viviendas ubicadas en suelos firmes y en "onas llanas.
Bas#r$o (!!;" en s# $esis %5#lnera+ili)a) S,sica / Mi$i&aci
E=TRAN>ERO M#rillo (2???" en s# $esis %An4lisis )e las ca#sas 1#e )ieron ori&en a los )aos es$r#c$#rales en las e)i6icaciones )el Es$a)o )e P#e+la 'ro*oca)os 'or el siso )el 28 )e 7#nio )e 2???-. Para o'$ar el &ra)o )e in&eniero ci*il concl#/o en s# e0'eriencia 1#e: La e)igencia y caprichos del dueño de los proyectos y la gran imaginación de los encargados del diseño ar!uitectónico, parecen carecer, la mayoría de las veces, de nociones de forma y función de las edificaciones diseñadas y de los aspectos principales y criterios de diseño sismo resistente.
@iral)o (!!" en s# $esis: %E*al#aci
@iral)o (!!" en s# $esis: %E*al#aci
Molina (2??" en s# $esis: %Ma$eriales )e cons$r#cci
resistencia, rigide" y durabilidad adecuada al servicio para el cual fueron concebidos
P9re (!!8" en s# $esis: %A'licaci
III.
>USTIFICACIÓN #9 $an con*enien$e es la in*es$i&aci
#9 'ro/ecci
A/#)a a resol*er al&n 'ro+lea 'r4c$icoG 0on esta investigación se desea identificar las falencias en las edificaciones, el tipo de material de construcción, aspectos geográficos, diseños geom&tricos, !ue se ven englobados en la palabra vulnerabilidad sísmica.
P#e)e s#&erir i)eas recoen)aciones o Hi'<$esis a 6#$#ros es$#)iosG 'e desea reali"ar este estudio e investigación puesto !ue hoy en día hay un acelerado crecimiento poblacional lo cual demanda la construcción de viviendas !ue lastimosamente no son supervisadas y no cuentan con un buen estudio.
I5.
5IABILIDAD
E0is$en los rec#rsos H#anos 'ara )iri&ir la in*es$i&aci
Es 'osi+le lle*arla o ca+o en #n $ie'o 'r#)encialG Para este estudio se cuenta con el tiempo necesario para la reali"ación por lo !ue no es una complicación para resolver nuestra necesidad de saber acerca de nuestro tema de estudio.
Es 'osi+le la consec#ci
Es 'osi+le la consec#ci
5. 5I.
ALCANSE DE SU IN5ESTI@ACIN: /escriptivo FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 10uáles son los factores que aumentan la vulnerabilidad sísmica de
viviendas en el Distrito de la esperanza – sector Jerusalén 2
5II.
OB>ETI5OS O+7e$i*o @eneral 3dentificar los principales factores aumentan la vulnerabilidad sísmica de las viviendas en el /istrito de la Esperan"a 4 'ector 5erusal&n.
O+7e$i*os Sec#n)arios 3dentificar las fallas en el diseño estructural de las viviendas 3dentificar el sistema estructural usado en las viviendas
5III.
MARCO TEORICO: 5#lnera+ili)a) s,sica De6inici
• • •
Es el nivel o grado de daño !ue la edificación está e)puesta a sufrir, cuando se encuentra sometida a la acción de un sismo. Es inversamente proporcional a la capacidad sísmica con la !ue se encuentra construida. Es variable con el transcurrir del tiempo. *#ernande",6789+
Clases )e *#lnera+ili)a) 5#lnera+ili)a) es$r#c$#ral
El t&rmino estructural, o componentes estructurales, se refiere a a!uellas partes de una edificación !ue la mantienen en e!uilibrio estable.
Esto
incluye
cimentación,
vigas,
columnas,
muros
portantes, diafragmas *entendidos estos como los pisos y techos diseñados para transmitir fuer"as hori"ontales, como las de sismos, a trav&s de las vigas y columnas hacia la cimentación+. Por consiguiente, la vulnerabilidad estructural se refiere a la susceptibilidad !ue la estructura presenta frente a posibles daños en a!uellas partes !ue la mantienen en pie ante un sismo severo. *#ernande",6789+
5#lnera+ili)a) no es$r#c$#ral El t&rmino no estructural se refiere a a!uellos componentes de la edificación !ue están unidas a las partes estructurales *tabi!ues, ventanas, techos, puertas, cerramientos, cielos rasos, etc.+, !ue cumplen funciones esenciales en el edificio *gasfitería, calefacción, aire acondicionado, cone)iones el&ctricas, etc.+, o !ue simplemente están dentro de las edificaciones *e!uipos, mecánicos, muebles, etc.+: pudiendo así agruparlas en tres categorías- ar!uitectónicas, instalaciones y e!uipos. *#ernande",6789+
5i*ien)as 0onstituyen edificaciones para fines de vivienda a!uellas !ue tienen como uso principal o e)clusivo la residencia de las familias, satisfaciendo sus necesidades habitacionales y funcionales de manera adecuada *;
+
Ti'os )e E)i6icaciones Las viviendas pueden edificarse de los siguientes tipos
Uni6ailiar cuando se trate de una vivienda sobre un lote.
E)i6icio #l$i6ailiar cuando se trate de dos o más viviendas en una sola edificación y donde el terreno es de propiedad común.
Con7#n$o resi)encial cuando se trate de dos o más viviendas en varias edificaciones independientes y donde el terreno es de propiedad común
#in$a cuando se trate de dos o más viviendas sobre lotes propios !ue comparten un acceso común. *;+
Sis$eas Es$r#c$#rales Es$r#c$#ras )e Concre$o Ara)o P
M#ros Es$r#c$#rales. 'istema en el !ue la resistencia sísmica está dada predominantemente por muros estructurales sobre los !ue actúa por lo menos el A7 @ de la fuer"a cortante en la base.
D#al. Las acciones sísmicas son resistidas por una combinación de pórticos y muros estructurales. La fuer"a cortante !ue toman los muros está entre 67 @ y A7 @ del cortante en la base del edificio. Los pórticos deberán ser diseñados para resistir por lo menos B7 @ de la fuer"a cortante en la base.
E)i6icaciones )e M#ros )e D#c$ili)a) Lii$a)a (EMDL". Edificaciones !ue se caracteri"an por tener un sistema estructural donde la resistencia sísmica y de cargas de gravedad está dada por muros de concreto armado
de espesores reducidos, en los !ue se prescinde de e)tremos confinados y el refuer"o vertical se dispone en una sola capa. 0on este sistema se puede construir como má)imo ocho pisos. *;+
Los edificios aporticados con vigas de canto disponen de suficiente ductilidad y sobre resistencia para garanti"ar !ue un comportamiento estable, incluso para ductilidades superiores a las de diseño. Los edificios de ductilidad limitada tienen alta resistencia siempre y cuando, al ser sometidos a un terremoto, sean capaces de mantener la respuesta en el rango elástico. *Celaya, 6787+
Es$r#c$#ras )e Al+ailer,a Edificaciones cuyos elementos sismo resistentes son muros a base de unidades de albañilería de arcilla o concreto. Para efectos de la norma no se hace diferencia entre estructuras de albañilería confinada o armada. *;+
Las edificaciones de mediana altura !ue más abundan en nuestro medio, son estructuradas por muros de albañilería confinada o por muros de albañilería refor"ada interiormente. El comportamiento sísmico de estas edificaciones depende mucho de la calidad de los materiales empleados y de la t&cnica constructiva empleada, es por ello !ue en esta
Es$r#c$#ras )e Tierra
'on edificaciones cuyos muros son hechos con unidades de albañilería de tierra o tierra apisonada in situ. *;+
0omportamiento sísmico en las construcciones de adobe
Las fallas en las construcciones de adobe pueden atribuirse, principalmente, a su poca resistencia en tracción y reducida adherencia entre el adobe y el mortero. Los tipos principales de falla, !ue a menudo se presentan combinados, son los siguientes-
Falla 'or $racci
Falla 'or 6le0i
Falla 'or cor$e . 'e produce cuando el muro trabaa como muro de corte. 'e debe principalmente, a los esfuer"os tangenciales en las untas hori"ontales *Celaya, 677A+
P%)&3)4$*! 3$/!$! +* 5$$! !!-)3$! *& *+)73$3)#&*!8 C#/-&$ C#%"$ 9 CC Una columna que va de entrepiso a entrepiso, pero al adosársele un pequeño e :)&!);&)73$&"*: muro generalmente de ventana,
este último confna golpetea lateralmente la parte más ba!a de la columna ella "alla por cortante de manera "rágil# $a soluci%n es desconectar o no unir el muro con la columna colocar un sellante en la !unta# &'storga ())*+
P)!# B$&+# – PB on "recuencia las plantas ba!as de los edifcios se construen de!ando el maor espacio posible para permitir el paso o estacionamiento ve-icular, mientras que los niveles superiores se construen mediante sistemas de marco.muro, estando este último la maoría de las veces confnado por el marco proporcionándoles a los pisos superiores una muc-o maor rigidez que la de planta ba!a# /sta situaci%n conduce a una concentraci%n de daños en la llamada planta débil del edifcio, la cual posee una rigidez muc-o menor en comparaci%n con la de los pisos superiores &'storga ())*+
R*+/33)& B%/!3$ *& P$&"$ – RB 'l propagarse las vibraciones inducidas por el sismo desde la base -asta la cúspide de los edifcios, se presentan amplifcaciones de la vibraci%n a lo largo de su altura, que se acentúan en sus niveles superiores, principalmente en edifcios altos, lo que conduce a una elevada concentraci%n de acciones internas que provocan el colapso de una parte del edifcio a partir de determinada altura# &'storga ())*+
I-4$3"# 9 IM Debido a que no se tomo en cuenta los posibles desplazamientos de cada cual durante el sismo para ale!arlos en la construcci%n#
TIPO DE IN5ESTI@ACIÓN: Esta investigación es descriptiva 4 cuantitativa 4 transversal 4 aplicada.
POBLACIÓN K MUESTRA:
Po+laci
!ue aumentan la vulnerabilidad de este tipo de edificación. M#es$ra: la muestra será obtenida a trav&s de un muestreo aleatorio simple, tomando en cuenta !ue la población !ue se conocePara determinar la muestra se empleó la fórmula2 N ∗ z × p×q n= ( N −1 )∗ E2 + z 2∗ p∗q
n=
2850∗1.96
( 2850 −1 )∗0.07
2
2
× 0.5 × 0.5 2
+ 1.96 ∗0.5∗0.5
n =183 viviendas
D Eerror de estimación A@ 7.7A
M#es$reo: para el estudio se usará el muestreo por conglomerados donde los conglomerados fueron las distintas cuadras !ue presenta este distrito, de donde se tomará un número representativo de viviendas utili"ando el m&todo aleatorio simple hasta llegar a la muestra re!uerida.
IPÓTESIS
5ARIABLES
Los 6ac$ores 1#e /iseño estructural a#en$an la *#lnera+ili)a) son: El al )iseos es$r#c$#ral 1#e &enera 6allas s,sicas / el $i'o
CONCEPTUALIACIÓN El diseño es un proceso creativo mediante el cual se definen las características de un sistema de manera tal !ue cumpla, en forma óptima, con sus obetivos. En base a los elementos mecánicos del análisis, se proporcionan las
5ARIABLE OPERACIONAL
DIMENSIÓN
El análisis y estudio se reali"ará mediante una ficha 3rregularidad en planta y altura de observación de la cual se obtendrán los /iscontinuidad factores !ue de elementos aumentan la
dimensiones y armados de los miembros de la estructura.
sis$ea es$r#c$#ral cons$i$#/e *i*ien)a
1#e la 'istema Estructural
Es un ensamblae de miembros o elementos independientes para conformar un cuerpo único y cuyo obetivo es darle solución *cargas y forma+ a un problema civil determinado. La manera de ensamblae y el tipo de miembro ensamblado definen el comportamiento final de la estructura y constituyen diferentes sistemas estructurales.
Presencia de condiciones par fallas sísmicas
vulnerabilidad 0oncreto sísmica de las =rmando viviendas en el 'ector 5erusal&n del /istrito La =lbañilería Esperan"a
Estructuras de (ierra
od< '4 ))3.
FIC
0i
5o (+ 4resenta la edifcaci%n p%rticos
0i
5o 6+ $a edifcaci%n presenta muros estructurales p%rticos a la vez 0i
5o
7+ 4resenta la edifcaci%n ladrillos de cemento
0i
5o 8+ 4resenta la edifcaci%n ladrillos de arcilla
0i
5o 9+ 4resenta la edifcaci%n adobe
0i
5o :+ $a edifcaci%n presenta simetría en planta
0i
5o ;+ $a edifcaci%n presenta simetría en altura
0i
5o *+ $a edifcaci%n presenta ausencia de continuidad de muros estructurales 0i 3)+
5o
$a edifcaci%n presenta ausencia de continuidad de columna 0i
33+
$a edifcaci%n presenta ausencia de continuidad de vigas 0i
3(+
5o
5o
$a edifcaci%n presenta fsuras en los muros estructurales 0i
5o
36+
$a edifcaci%n presenta fsuras en las columnas 0i
37+
$a edifcaci%n presenta fsuras en las vigas 0i
38+
5o
$a edifcaci%n presenta fsuras en el muro de ladrillo de arcilla 0i
39+
5o
$a edifcaci%n presenta fsuras en el adobe 0i
3;+
5o
$a edifcaci%n presenta fsuras en el muro de ladrillo de concreto 0i
3:+
5o
5o
$a edifcaci%n presenta las condiciones para "allar por columna
corta "rente a un sismo 0i 3*+
$a edifcaci%n presenta !untas de dilataci%n con edifcaci%n vecina 0i
()+
5o
5o
$a edifcaci%n presenta reducci%n brusca en planta 0i
5o
PRESUPUESTO =>/5/0 4apel =on $apiceros Aolder Banila ?1?'$
0/@>>10 >nternet Bovilidad Aotocopias >mpresiones ?1?'$
'5?>D'D () ( 3) 3((
'5?>D'D 7 () ()) 8) (:7
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?1?'$ 7 39 () 8 78C
DESARROLLO CONCLUCION RECOMENDACIONES
