Capitulo II

(VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE LAS VIVIENDAS DEL PP.JJ SAN PEDRO DEL DISTRITO DE CHIMBOTE)

INTRODUCCIN

El presente Proyecto de Investigacin se realiza con el Objetivo Principal de llegar a conocer el grado de vulnerabilidad estructural de las viviendas del PP.JJ San Pedro del Distrito de Chimbote, esta trabajo se desarrollara de forma Descriptiva Visual debido a que los mtodos que se emplearan para encontrar el Objetivo Principal se basa en observaciones hechas a estas viviendas, las cuales tiene un procedimiento a seguir estipulado en cada mtodo, claro est que todos los procedimientos a seguir sern contrastados con lineamientos referenciados por el Reglamento Nacional de Edificaciones del Per.

Las construcciones de viviendas en el Distrito de Chimbote se caracterizan por ser construcciones informales sin el debido control y asesoramiento de un profesional Ingeniero Civil o Arquitecto, sumado a esto el factor de calidad de los materiales que se usan, caractersticas fsicas de los suelos de fundacin de las edificaciones, crea un panorama potencialmente riesgoso.

Para el diagnstico de la Vulnerabilidad estructural hemos utilizado dos mtodos: el AIS(Asociacin Colombiana de Ingeniera Ssmica) y el ndice de Vulnerabilidad.

Los resultados obtenidos en el presente proyecto de investigacin servirn como base para que en prximos estudios realizados por futuros profesionales especializados en el tema, puedan profundizar an ms en el campo del diseo estructural de Concreto Armado.

Es importante mencionar que el presente Informe de Investigacin fue elaborado de las encuestas realizadas a las viviendas que han sido autoconstruidas y ampliaciones que se han realizado a los Mdulos de Vivienda existentes.

CAPTULO I

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El problema central es: No conocer el Grado de la vulnerabilidad estructural de las viviendas del PP.JJ San Pedro del distrito de Chimbote. El cual ayudara a crear una respuesta preventiva para disminuir el grado de vulnerabilidad estructural de las viviendas y que ayude a reducir la informalidad y crecimiento desordenado de las edificaciones a futuro.

1.1. ENUNCIADO O DEFINICIN DEL PROBLEMA

Las construcciones que existen actualmente en su gran mayora han sido construidas informalmente y sin ningn criterio tcnico, lo que ha tenido como consecuencia un crecimiento desordenado.

Dicha informalidad hace que las viviendas sean vulnerables a los fenmenos naturales, lo cual trae riesgos y consecuencias trgicas como lo ocurrido en el sismo de 1970 en el Departamento de Ancash.

1.2. FORMULACIN DEL PROBLEMA

El enunciado del problema es el siguiente:

Las viviendas autoconstruidas y las ampliaciones de los ncleos bsicos de vivienda ejecutadas sin una direccin tcnica profesional sern altamente vulnerables frente a un evento ssmico?

1.3. JUSTIFICACIN E IMPORTANCIA DEL PROYECTO

Nuestro pas es parte de la regin conocida como Cinturn de Fuego del Pacifico y en donde la tierra libera ms del 85% del total de sus energa en forma de terremotos y erupciones volcnicas, el alto ndice de sismicidad se debe a que en el borde oeste de Amrica del Sur se produce la colisin entre las placas de Nazca y Sudamericana, la primera ms dbil se introduce por debajo de la segunda originando el proceso conocido como subduccin, el mismo que se constituye en la principal fuente generadora de terremotos en el Per, que han producido prdidas econmicas y de vidas, por lo tanto, es importante la reglamentacin obligatoria para el diseo y construccin de viviendas, orientadas a proteger la vida de los ocupantes.

El presente trabajo de investigacin se realiza ante la preocupacin de la vulnerabilidad estructural de las viviendas del PP.JJ San Pedro, y que se puede establecer en adelante los adecuados procesos constructivos de acuerdo a las normas y cdigos vigentes de diseo y construccin de nuestro pas, con el objeto de reducir la vulnerabilidad estructural ante un futuro terremoto, evitando prdidas de vidas.

1.4. OBJETIVOS

1.4.1.Objetivo General:

Determinar la vulnerabilidad estructural de las viviendas construidas en el PP.JJ San Pedro, mediante los Mtodos AIS y el ndice de vulnerabilidad.

1.4.2.Objetivos Especficos:

Diagnosticar la vulnerabilidad estructural de las viviendas encuestadas por el mtodo AIS y el Mtodo de ndice de Vulnerabilidad. .

Identificar la configuracin estructural de las viviendas.

Determinar si las viviendas cumplen con las normas vigentes de construccin.

Determinar cul de los dos mtodos es ms aceptable para la evaluacin de las edificaciones.

1.5. HIPTESIS

Las viviendas del PP.JJ San Pedro, presentan una vulnerabilidad alta ante un evento ssmico.

1.6 DELIMITACIN DE LA INVESTIGACIN

Terica

Se estudiar y analizar la informacin terica disponible relacionada a nuestra investigacin, informacin vlida y confiable recopiladas de bibliotecas y pginas de Internet, que alimentarn nuestro conocimiento y servirn de sustento terico - cientfico a nuestra investigacin realizada.

Espacial

La investigacin se desarrollar en el PP.JJ San Pedro, del Distrito de Chimbote, Provincia del Santa, Departamento de Ancash.

Temporal

El trabajo de investigacin se realizar entre los meses de Agosto, Setiembre y Octubre del 2013.

1.7. ALCANCES

Tener una herramienta que nos permita mediante una evaluacin preliminar, determinar la vulnerabilidad de las viviendas del PP.JJ San Pedro del Distrito de Chimbote de manera cualitativa y cuantitativa, determinando la mayor o menor predisposicin de un grupo de estructuras a sufrir daos debido a la accin ssmica.

Siendo importante estas evaluaciones para los planes de contingencia, es necesario conocer la condicin actual de las edificaciones, con el objetivo de proveer anticipadamente las consecuencias negativas que puede generar ante la ocurrencia de un sismo en una intensidad determinada, y de esta forma determinar las medidas necesarias para su mitigacin.

Cabe mencionar que el contenido de este documento, as como de la ficha de evaluacin preliminar de la vulnerabilidad, debern ser objeto de algunas revisiones y modificaciones luego de futuras aplicaciones en campo.

CAPTULO II

MARCO TERICO

2.1. GENERALIDADES

Como una de las consecuencias ms importantes de la aceptacin de la teora de la Deriva de los Continentes y su complementacin con la teora de la Expansin de los Fondos Ocenicos, los geofsicos comenzaron a estudiar los mecanismos de generacin de sismos a la luz de esta nueva concepcin. El avance ms significativo que se ha obtenido es la comprensin, en trminos fsicos, de las causas y de qu manera se acumula energa en zonas muy restringidas de la tierra y como ocurren los diferentes tipos de sismos.

Los sismos producen diversos efectos en regiones ssmicamente activas. Ellos pueden ocasionar desastres, un desastre puede definirse como un evento o suceso que ocurre en la mayora de los casos en forma repentina e inesperada, causando alteraciones intensas sobre los elementos sometidos, representadas por la prdida de vida y salud de la poblacin, la destruccin o prdida de los bienes de una colectividad y daos severos sobre el medio ambiente. Esta situacin significa la desorganizacin de los patrones normales de vida, lo que genera adversidad, desamparo y sufrimiento en las personas, efectos sobre la estructura socioeconmica de una regin o un pas y la modificacin del medio ambiente, lo que a su vez determina la necesidad de asistencia humanitaria y de intervencin inmediata.

2.2. CONCEPTOS BSICOS DE SISMOLOGA

Las definiciones siguientes corresponden a algunos de los trminos ms utilizados en sismologa:

Sismo, temblor o terremoto: Vibraciones de la corteza terrestre inducidas por el paso de las ondas ssmicas provenientes de un lugar o zona donde han ocurrido movimientos sbitos de la corteza terrestre (disparo ssmico o liberacin de energa).

Sismologa: Es la ciencia y estudio de los sismos, sus causas, efectos y fenmenos asociados.

Sismicidad: Es la frecuencia de ocurrencia de sismos por unidad de rea en una regin dada. A menudo esta definicin es empleada inadecuadamente, por lo que se define en forma ms general como la actividad ssmica de una regin dada, esta ltima definicin implica que la sismicidad se refiere a la cantidad de energa liberada en un rea en particular.

Amenaza Ssmica: Es el valor esperado de futuras acciones ssmicas en el sitio de inters y se cuantifica en trminos de una aceleracin horizontal del terreno esperada, que tiene una probabilidad de excedencia dada en un lapso de tiempo predeterminado.

Microzonificacin Ssmica: Divisin de una regin o de un rea urbana en zonas ms pequeas, que presentan un cierto grado de similitud en la forma como se ven afectadas por los movimientos ssmicos, dadas las caractersticas de los estratos de suelo subyacente.

Fallas Geolgicas: Ruptura, o zona de ruptura, en la roca de la corteza terrestre cuyos lados han tenido movimientos paralelos al plano de ruptura.

Ondas Ssmicas: Son vibraciones que se propagan a travs de la corteza terrestre causadas por la repentina liberacin de energa en el foco.

Acelero-grama: Descripcin en el tiempo de las aceleraciones a que estuvo sometido el terreno durante la ocurrencia de un sismo real.

Sismograma: Es un registro del movimiento ssmico y mide la magnitud de los sismos.

Aceleracin pico del suelo: Es la aceleracin mxima de un punto en la superficie alcanzada durante un sismo, expresada como fraccin de la gravedad (g).

Licuacin: Respuesta de los suelos sometidos a vibraciones, en la cual estos se comportan como un fluido denso y no como una masa de suelo hmeda.

Epicentro: Punto que se encuentra en la superficie de la tierra inmediatamente por encima del foco.

Hipocentro: Foco ssmico o fuente, es el punto o grupo de puntos subterrneos desde donde se origina el sismo.

Distancia epicentral (D): Es la distancia horizontal desde un punto en la superficie al epicentro, ver la Figura 2.1.

Distancia focal (R): Es la distancia desde un punto en la superficie al foco, hipocentro o fuente, ver la Figura 2.1.

Profundidad focal (H): Es la distancia entre el foco y el epicentro.

Sismo de diseo: Es la caracterizacin de los movimientos ssmicos en un sitio dado que deben utilizarse en la realizacin del diseo sismo resistente.

Figura 2.1. Relacin geomtrica entre foco y sitio.

2.3. CAUSAS DE LOS SISMOS

Varios fenmenos son los causantes de que la tierra tiemble, dependiendo de stos actualmente se reconocen tres clases de sismos: los sismos de origen tectnico, los de origen volcnico y los artificialmente producidos por el hombre. Siendo ms devastadores los sismos de origen tectnico, y por ende los de mayor inters dentro la ingeniera.

2.3.1. Tectnica de Placas

El origen de la mayora de los sismos es explicado satisfactoriamente por la teora de la tectnica de placas. La idea bsica es que la corteza terrestre, la litosfera, est compuesta por un mosaico de doce o ms bloques grandes y rgidos llamados placas, que se mueven uno respecto de otro. La corteza terrestre se encuentra dividida en seis placas continentales (frica, Amrica, Antrtida, Australia, Europa y la placa del Pacfico), y cerca de catorce placas subcontinentales (placa de Nazca, del Caribe, etc.) como se puede apreciar en la Figura 2.2.

La validez de la teora de la tectnica de placas recibi un fuerte apoyo de los datos ssmicos reunidos a travs de los aos mediante la red ssmica mundial, que fue establecida hacia el final de la dcada de 1950. Los datos demostraron que las zonas en donde ocurren la mayor parte de los terremotos del mundo son muy estrechas y muy bien definidas, sugiriendo que la mayora de los sismos registrados resultan de los movimientos de las placas en las zonas donde chocan unas contra otras. Una explicacin plausible para la causa del movimiento de las placas se basa en el equilibrio trmico de los materiales que componen la Tierra. Nuestro planeta se form por la unin de meteoritos. El incremento en la masa ha aumentado la radioactividad.

Consecuentemente, el planeta se ha calentado y su ncleo crece a costa de la fusin del manto. La parte superior del manto, que est en contacto con la corteza, se encuentra a una temperatura relativamente baja, mientras que la parte inferior que est en contacto con el ncleo a una temperatura mucho ms alta. Es evidente que el material caliente (en las profundidades) posee una densidad menor al material fro (cerca de la corteza), lo que hace que tienda a subir, mientras que el material de la superficie una vez fro tiende a bajar por la accin de la gravedad. Este proceso cclico se denomina conveccin. Las corrientes convectivas generan esfuerzos de corte en la base de las placas, provocando su movimiento en distintas direcciones.

Figura 2.2. Principales zonas tectnicas, lomos

Ocenicos y zonas de subduccin.

Estas corrientes tambin hacen que la lava ascienda continuamente en los llamados lomos ocenicos. La roca formada se mueve lentamente por ambos lados del lomo como nuevo piso o base ocenica, desplazando las placas a velocidad constante. Estas zonas son denominadas zonas de expansin.

Las placas se mueven libremente con respecto a la Astensfera subyacente, y tambin pueden moverse una con respecto de la otra de tres formas: a) una placa se desliza pasando frente a la otra a lo largo de su margen, b) dos placas se mueven alejndose mutuamente, c) dos placas se mueven de tal forma que una se desliza por debajo de la otra.

El primero de estos movimientos tiene su expresin en la superficie de la tierra, como sucede en la falla de San Andrs. El segundo tipo de movimiento da origen a los lomos ocenicos. El tercero tiene su accin en las profundas trincheras ocenicas donde el borde de una placa se mueve por debajo de la otra, este proceso se conoce como subduccin. La Figura 2.3 ilustra los conceptos expuestos en los prrafos anteriores.

Figura 2.3. Movimiento de las placas,

(a) Zona de expansin, (b) subduccin.

La formacin de nuevo piso ocenico en los lomos de expansin implica la separacin de los continentes aumentando de esta manera el rea del piso ocenico. Este aumento es equilibrado por la destruccin de la placa por medio de la subduccin cuando la corteza ocenica es transportada al manto, en donde se consume.

Figura 2.4. Teora de placas.

2.4. CLASIFICACIN DE LOS SISMOS

2.4.1. Por su origen

Tectnicos: Son sismos que se originan debido al resultado de la interaccin de las placas tectnicas y de los reajustes que se producen en la corteza terrestre.

Volcnicos: Son sismos originados como resultado de la actividad volcnica debido a las presiones que se generan en la corteza por los flujos de magma.

De colapso: Son sismos originados por cadas de techos de cavernas subterrneas y hasta por explosiones.

2.4.2. Por la profundidad de su foco

Superficiales: Sismos cuya profundidad de su foco se encuentra entre 0 - 60 km.

Intermedios: Sismos cuya profundidad de su foco se encuentra entre 60 - 300 km.

Profundos: Sismos cuya profundidad de su foco llega hasta los 700 Km. Que es la mxima profundidad focal registrada.

En el Per; la profundidad de los sismos varia, siguiendo la geometra de subduccin de la placa ocenica. Bajo ste criterio los sismos son ms profundos cunto ms se alejan de la costa hacia el continente.

2.5. FALLAS GEOLGICAS

2.5.1. Definicin

Las fallas son fracturas en las cuales ha tenido lugar el desplazamiento relativo de los dos lados de la ruptura. La longitud de las fallas puede alcanzar desde varios metros hasta cientos de kilmetros y extenderse desde la superficie a varias decenas de kilmetros de profundidad.

La presencia de fallas en la superficie no necesariamente implica que el rea tiene actividad ssmica, as como la inexistencia de las mismas no implica que el rea sea ssmica, ya que muchas veces las fracturas no alcanzan a aflorar en la superficie.

Si bien la superficie en una falla puede ser irregular, esta puede ser representada aproximadamente como un plano, el cual est descrito por su rumbo y buzamiento. El rumbo es la lnea de interseccin del plano de falla con un plano horizontal; el azimut del rumbo es utilizado para describir su orientacin respecto al Norte y el buzamiento es el ngulo de inclinacin desde el plano horizontal hasta el plano de falla.

Figura 2.5. Teora de fallas.

2.5.2. Tipos de falla

Segn su movimiento, existen tres tipos de falla: normal, inversa y de desgarradura. Las fallas normales son propias de las zonas en traccin; se produce un desplazamiento hacia abajo de la porcin inferior. Las fallas inversas corresponden a zonas de compresin, se produce un desplazamiento hacia arriba de la porcin inferior. Las fallas por desgarramiento implican grandes desplazamientos laterales entre dos placas en contacto, la falla de San Andrs es un ejemplo ilustrativo de este tipo (Figura 2.7). Y la Figura 2.6 muestra claramente la naturaleza del desplazamiento en cada caso.

Figura 2.6. Tipos de falla geolgica segn su desplazamiento.

Figura 2.7. Falla de San Andrs (falla por desgarramiento).

2.6. ONDAS SSMICAS

La repentina liberacin de energa en el foco o hipocentro del sismo, cuando ste ocurre, se propaga en forma de vibraciones elsticas u ondas elsticas de deformacin. Se asume que las deformaciones generadas por el paso de una onda son elsticas, de esta manera, las velocidades de propagacin son determinadas sobre la base del mdulo elstico y la densidad de los materiales a travs de los cuales viaja la onda. Las ondas ssmicas se clasifican segn su naturaleza en ondas de cuerpo y ondas de superficie.

2.6.1. Ondas de Cuerpo

Figura 2.8.Deformaciones producidas por las ondas de cuerpo (a) onda P, (b) onda S.

Reciben el nombre de ondas de cuerpo porque pueden viajar a travs del cuerpo del material. Un cuerpo elstico puede estar sujeto a dos tipos de deformacin: compresin - dilatacin y cortante, por lo tanto las ondas que se generan son de compresin o de corte, respectivamente.

Las ondas P, llamadas tambin primarias, longitudinales, compresionales o dilatacionales; producen un movimiento de partculas en la misma direccin de la propagacin, alternando compresin y dilatacin del medio.

Las ondas S, llamadas tambin ondas secundarias, transversales o de cortante; producen un movimiento de partculas en sentido perpendicular a la direccin de propagacin, como se puede observar en la Figura 2.8.

Por lo general cuando ocurre un sismo, las ondas P se registran primero, segundos ms tarde llegan las ondas S, con su movimiento de arriba hacia abajo y lado a lado, causando graves daos en las estructuras, como se puede observar en la Figura 2.9. Las ondas P pueden propagarse a travs de medios slidos y lquidos, en cambio las ondas S se propagan nicamente a travs de medios slidos debido a que los lquidos no presentan rigidez al corte.

Figura 2.9. Tipos de Ondas (Ondas P y Ondas S).

2.6.2. Ondas Superficiales

Figura 2.10. Deformaciones producidas por las ondas superficiales:

(a) onda Rayleigh, (b) onda Love.

Este grupo se denomina de esta manera debido a que su movimiento se restringe a las cercanas de la superficie terrestre. Las ondas superficiales pueden subdividirse en dos tipos: las ondas Love (ondas L) y las ondas Rayleigh (ondas R).

El movimiento de las ondas L, es similar al de las ondas S que no tienen componente vertical ya que mueven la superficie del suelo de lado a lado sobre un plano horizontal y en sentido perpendicular a la direccin de propagacin, como se puede observar en la Figura 2.10.

El movimiento de las partculas en las ondas R es elptico y tiene lugar en planos perpendiculares a la superficie libre.

En general, las ondas Love son ms veloces que las ondas Rayleigh, pero ambas se propagan a menor velocidad que las ondas de cuerpo. Se tiene evidencia acerca del efecto de la topografa y las condiciones del suelo sobre las ondas ssmicas, es decir que las ondas pueden amplificarse o reducirse a medida que viajan hacia la superficie, dependiendo del medio de propagacin.

2.7. MEDIDAS DE LOS SISMOS

Comnmente existen dos sistemas para cuantificar el tamao y la fuerza de un sismo, los cuales son la magnitud y la intensidad. A pesar de ser parmetros ampliamente utilizados y conocidos, desde el punto de vista de la ingeniera ssmica ninguno de ellos es completamente satisfactorio.

2.7.1. Magnitud

Es una medida cuantitativa de un sismo, independiente del lugar de observacin y est relacionada con la cantidad de energa liberada. Se calcula a partir de la amplitud registrada en sismogramas y se expresa en una escala logartmica en nmeros arbigos y decimales. La escala de magnitudes que ms se usa es la de Richter, que tiene 10 grados de medida y se denota por M.

Es importante notar que en la escala de magnitudes no se menciona nada a cerca de la duracin y frecuencia del movimiento, parmetros que tienen gran influencia en los efectos destructivos de los sismos. Por esta razn an no se tiene una aplicacin prctica en la ingeniera ssmica a los valores de magnitud y es un parmetro propio de los sismlogos.

2.7.2. Intensidad

Los efectos producidos por los terremotos en las estructuras y en las personas, se mide por medio de la Intensidad Ssmica, describiendo de una manera subjetiva el potencial destructivo de los sismos. Existen varias escalas de Intensidad, una de ellas es la denominada Mercalli Modificada, que se indica en forma resumida en la Tabla 2.1, la misma que fue desarrollada por Wood y Newman en 1931 y es una modificacin del trabajo desarrollado por Mercalli en 1902.

Tabla 2.1. Escalade intensidad Mercalli Modificada IMM.

2.8. CONSECUENCIAS DE LOS SISMOS

2.8.1. Consecuencias de los principales sismos ocurridos en el Mundo

2.8. CONSECUENCIAS DE LOS SISMOS

2.8.1. Consecuencias de los principales sismos ocurridos en el Mundo

Tabla 2.2. Consecuencias de los Sismos ms representativos ocurridos en el Mundo.

Fecha

Magnitud

Ciudades o Regin

Consecuencias

1906, abril 18

8.3

Estados

Unidos:

California

700 muertos, llamado "Temblor de San Francisco". Ocasion grandes danos; se observaron desplazamientos en el suelo. Despus del temblor ocurrieron grandes incendios. Este fue el primer terremoto estudiado con detalle.

1906, agosto 16

8.6

Chile:

Valparaso, Santiago

20.000 muertos

1908, diciembre 28

7.5

Italia: Regio

29.980 muertos

1920, diciembre 16

8.5

China

Kansu y Stransi

200.000 muertos

1923, septiembre 1

8.3

Tokio

Yokojawa

99.330 muertos, conocido como el terremoto de Kwanto. Tuvo desplazamientos de hasta 4.5 m y le sucedieron grandes incendios.

1927, mayo 22

8.0

China

Nan Shan

200.000 muertos, grandes fallas, se sinti hasta Pekn.

1935, mayo 30

7.5

Paquistn

Quetta

30.000 muertos, la ciudad de Quetta fue totalmente destruida.

1939, junio 25

8.3

Chile

28.000 muertos

1939, diciembre 26

7.9

Turqua

Erzincan

30.000 muertos, se detectaron movimientos oscilatorios de 3.7 m de desplazamiento con movimientos trepidatorios menores.

1960, febrero 29

5.8

Marruecos

Agadir

De 10.000 a 15.000 muertos, es uno de los temblores que ms muertes ha ocasionado a pesar de ser baja su magnitud.

1960, mayo 22

8.5

Chile

Concepcin Valparaso

De 6.000 a 10.000 muertos, caus muchas vctimas y grandes daos en Concepcin y reas circunvecinas, dejando cerca de 2.000.000 de damnificados y daos cuantificados en ms de 300 millones de dlares. Produjo un maremoto que causo daos en Hawi y Japn.

1964, marzo 28

9.2

Alaska

Anchorage

173 muertos, destruccin en Alaska. Se abrieron grietas en las carreteras y los vehculos en movimiento fueron sacados de su curso. Se estim en 129 500 kilmetros cuadrados el rea de daos y produjo un maremoto registrado en las costas de Hawi. Se quebrant seriamente la economa de Alaska.

1970, mayo 31

7.7

Per:

Huara, Chimbote, Yungay

De 50.000 a 70.000 vctimas, derrumbes e inundaciones. La peor catstrofe registrada en Per por un terremoto en este siglo.

1972, diciembre 23

5.6

6.2

Nicaragua

Managua

De 4.000 a 6.000 muertos, miles de heridos. La ciudad de Managua fue casi totalmente destruida.

1976, febrero 4

6.2

7.5

Guatemala

Guatemala

3.000 muertos y se calculan 76.000 heridos.

1976, agosto 27

6.3

7.9

China

Noreste

655.237 muertos cerca de 800.000 heridos y danos en el rea de Tanshan. Este terremoto fue probablemente el ms mortfero de los ltimos 4 siglos y el 2 ms fuerte que registra la historia moderna.

1978, septiembre 16

7.7

Irn

De 11.000 a 15.000 muertos, muchos heridos y daos considerables en Bozonabad y reas circunvecinas.

1984, octubre

7.1

Estados Unidos

San francisco

El sismo azot el rea de la Baha entera de San Francisco causando daos tremendos en las edificaciones del distrito de Marina. El sismo caus el colapso de la autopista de Oakland y parte del puente de la Baha de San Francisco.

1994, enero 17

6.6

Estados Unidos

Aprox. 76 muertos, sentido en el sureste de Estados Unidos y noroeste de Mexico. Grandes danos en obras civiles y particulares. La ciudades ms daadas fueron los Angeles y Santa Mnica, California.

2.8.2. Consecuencias de los principales sismos ocurridos en el Per

Tabla 2.3. Consecuencias de los Sismos ocurridos en el Per.

Sismo

Epicentro

Prof.

Mag.

Int.

Ciudades

Consecuencias

Lima 24 de mayo de 1940.

120 Km. Al NW de Lima.

50 Km.

6.6

VIII

Lima, Callao, Chorrillos, Barranco, Chancay, Huacho

Este terremoto dej 179 muertos y 3500 heridos entre graves y leves, provoc el colapso total de algunas casas y produjo un tsunami con olas que llegaron hasta los 3mts. de altura.

Nazca 24 de agosto de 1942.

15,2 Lat. Sur y 75,3 Long. Oeste.

60 Km.

8.2

IX

Huaraz, Cerro de Pasco, Oxapampa, Cuzco y Moquegua.

Este terremoto dej 30 muertos y 30% de la ciudad de Nazca sufri ruina total. Origin tsunami con olas que llegaron hasta los 3mts. de altura.

Quiches 10 de noviembre de 1946.

15 Km al NW de la localidad de Quiches.

30-40 Km.

7.2

IX-X

Pallasca, Pomabamba, Quiches.

Este terremoto dej 1 400 muertos rea de percepcin de 450 000 Km2. Aprox.

Arequipa 15 de enero de 1958.

7.0

VII-VIII

Puquina, Viraco, Caraveli, Ocoa, Aplao y Moquegua.

Este terremoto dej 28 muertos y 133 heridos.

Arequipa 13 de enero de 1960.

16,45 Lat. Sur y 73,144 Long. Oeste.

60 Km.

6.2

IX

Cuzco, Apurmac, Ayacucho y Moquegua.

Este terremoto dej 63 muertos y una centena de heridos, la mayora de casas fueron destruidas al igual que los templos.

Lima 17 de octubre de 1966.

6.3

VIII

Costa peruana incluyendo Lima y Callao.

Este terremoto dej 100 muertos y daos materiales ascendentes a mil millones de soles oro de la poca.

Ancash 31 de mayo de 1970.

9,25 Lat. Sur y 78,8 Long. Oeste.

.

7.7

VI-VIII

Chimbote, Huaraz, Yungay, Casma, Trujillo, Huarmey.

Este terremoto dej 70 000 muertos y 150 000 heridos, avalancha que sepulto el pueblo de Yungay, 60 000 viviendas destruidas.

Lima 3 de octubre de 1974.

90 Km. Al SW de Lima.

.

7.6

IX

Lurin, Chincha, Pisco, Caete, Mal, Chilca.

Este terremoto dej 78 muertos y 250 000 heridos, prdidas estimadas en dos 2 700 millones de soles.

Cuzco 4 de abril de 1986.

8 Km al NE de la ciudad de Cuzco.

57 Km.

5.4

VI-VII

Cuzco y al rededores.

Este terremoto dej 7 muertos, 80 heridos y Aprox. 13 000 damnificados.

Moyobamba 30 de mayo de 1990.

6,16 Lat. Sur y 77,229 Long. Oeste

24 Km.

6.1

VI

Rioja, Soritor, Moyobamba, Habana.

Este terremoto dej 135 muertos, 800 heridos.

Lima 18 de abril de 1993.

11,75 Lat. Sur y 76,62 Long. Oeste

94 Km.

5.8

V-VI

Canta, Arahuay, Lachaqui.

Este terremoto dej 8 muertos y 55 heridos.

Nazca 12 de noviembre de 1996.

135 Km. Al SW de la ciudad de Nazca.

7.7

VII

Nazca, Ica, Palpa, Acari, LLauca.

Este terremoto dej 17 muertos, 1 500 heridos, 100 000 damnificados, 5 000 viviendas destruidas, 12 000 afectadas, 42 millones de dlares en prdidas.

Arequipa 23 de Junio de 2001.

82 Km. Al NW de la localidad de Ocoa.

33 Km

6.9

VII-VIII

Ocoa, Camana, Mollendo, Arequipa, Moquegua y Tacna.

Este terremoto dej 35 muertos, daos materiales de gran importancia.

Moquegua 26 de agosto de 2003.

32 Km. Al SW de Moquegua.

31 Km

5.8

V-VI

Moquegua.

Moquegua 01 de octubre de 2005.

16,748 Lat. Sur y 70,709 Long. Oeste.

15 Km

5.4

V

Carumas, San Cristbal, Soquesane, Solajo.

Dao severo en viviendas de adobe, tapial y pircas, deslizamientos y cadas de rocas.

Pisco 15 de Agosto de 2007.

60 Km. Al W de la Pisco.

40 Km

7.9

VII

Chincha, Ica, Pisco, Caete, Lima, Huaral Huanuco.

519 muertos, 42 desaparecidos, 1 366 heridos, 58 581 viviendas destruidas y 13 585 viviendas afectadas.

Fuente. Instituto Geofsico del Per (IGP).

2.9. PELIGRO SISMICO

2.9.1. Concepto

Es el efecto sobre el suelo de una zona producido por los terremotos, representado por la intensidad sentida en dicha zona. Para calcularla, es expresado en trminos de una probabilidad que el movimiento del suelo (aceleracin, velocidad, intensidad) supere un nivel dado durante un tiempo de inters (la vida til de una obra). Su evaluacin corresponde a sismlogos o ingenieros.

2.10. VULNERABILIDAD

2.10.1 Concepto

Respuesta de una estructura determinada ante una solicitacin ssmica. Su evaluacin corresponde a ingenieros y arquitectos.

2.10.2 Factores que Influyen en la Vulnerabilidad.

1. Seleccin del sitio y tipo de proyecto.

Amplificacin de intensidades ssmicas.

Susceptibilidad de licuefaccin.

Efecto de sitio.

Terrenos inestables.

2. Vulnerabilidad estructural por la configuracin arquitectnica.

Sencillez y simetra arquitectnica.

Compatibilidad, uniformidad y proporcionalidad.

3. Vulnerabilidad de elementos estructurales.

Columnas cortas.

Fallas por insuficiente adherencia

o anclaje de los refuerzos de acero.

Fallas frgiles por cortante.

4. Vulnerabilidad global de la estructura.

Piso dbil.

Torsin en planta.

5. Juntas de dilatacin ssmicas e interaccin entre estructuras.

Mala prctica constructiva.

Mal mantenimiento.

Holgura insuficiente.

6. Interaccin entre los elementos estructurales y los no estructurales.

Estructura flexible.

Mampostera mal confinada y/o mal arriostrada.

7. Solicitaciones ssmicas de diseo y respuesta estructural.

Sismos de servicio: aquellos que pueden ocurrir varias veces durante la vida til de la estructura. Se espera que la estructura no experimente dao estructural, y con un nivel de dao no estructural pequeo tal que no altere su normal funcionamiento.

Sismos de diseo ltimo: Evento que probablemente ocurrir al menos una vez durante la vida til de la estructura. Se espera que la estructura experimente dao estructural moderado en elementos secundarios y vigas mnimo o inexistente en las columnas.

8. Deformacin, ductilidad global y mecanismo de fallas deseables

Deformaciones deseables: Distorsiones de entrepiso con mximos admisibles.

Para el diseo de hospitales son deseables niveles ms conservadores.

Ductilidad global deseable: Es conveniente disear los hospitales con suficiente resistencia y que las ductilidades sean bajas.

Mecanismo de falla desable: Lo deseable es el mecanismo de falla ductl y el sistema denominado columna fuerte viga dbil (en prtico).

a) Mecanismo con dao enb) Mecanismo con dao en

Vigas (recomendado)columnas (no recomendado)

2.11. RIESGO SISMICO

2.11.1 Concepto

Es la consideracin conjunta del peligro ssmico en una zona, la vulnerabilidad de las edificaciones sobre aquella y el costo econmico involucrado en las prdidas y reparaciones. Su evaluacin corresponde a ingenieros, economistas y compaas de seguro.

2.12. DISEO SISMORRESISTENTE

Basados en la Norma Tcnica Peruana E.030 Diseo Sismo resistente (2010).

2.12.1 Generalidades

La NormaE.030 en su Captulo I, Artculo 2 establece las condiciones mnimas para el diseo de las edificaciones segn sus requerimientos tengan un comportamiento ssmico acorde con los principios de filosofa y diseo sismo resistente sealados en el Artculo 3 consistente en:

a.- Evitar prdidas de vidas.

b.- Asegurar la continuidad de los servicios bsicos.

c.- Minimizar los daos a la propiedad.

Se reconoce que dar proteccin completa frente a todos los sismos no es tcnica ni econmicamente factible para la mayora de las estructuras. En concordancia con tal filosofa se establecen los siguientes principios para el diseo:

a.- La estructura no debera colapsar, ni causar daos graves a las personas debido a movimientos ssmicos severos que puedan ocurrir en el sitio.

b.- La estructura debera soportar movimientos ssmicos moderados, que puedan ocurrir en el sitio durante su vida de servicio, experimentando posibles daos dentro de lmites aceptables.

2.12.2. Requisitos Generales

La Norma E.030 en su Captulo III, Artculo 9 establece la concepcin estructural sismo resistente en donde se especifica el comportamiento ssmico de las edificaciones mejora cuando se observan las siguientes condiciones:

Simetra, tanto en la distribucin de masas como en las rigideces.

Peso mnimo, especialmente en los pisos altos.

Seleccin y uso adecuando de los materiales de construccin.

Resistencia adecuada.

Continuidad en la estructura, tanto en planta como en elevacin.

Ductilidad.

Deformacin limitada.

Inclusin de lneas sucesivas de resistencia.

Consideracin de las condiciones locales.

Buena prctica constructiva e inspeccin estructural rigurosa.

2.13. ALBAILERA O MAMPOSTERA

2.13.1. Concepto

Basados en la Norma Tcnica Peruana E.070 Albailera (2010), Albailera o Mampostera. Material estructural compuesto por unidades de albailera asentadas con mortero o por unidades de albailera apiladas, en cuyo caso son integradas con concreto lquido.

2.13.2. Clasificacin De Las Construcciones De Albailera

Segn la Norma E.070 en su Captulo II, Artculo 3 establece las definiciones de albailera denotaremos a continuacin la clasificacin de la albailera.

1. Albailera Armada

Albailera reforzada interiormente con varillas de acero distribuidas vertical y horizontalmente e integrada mediante concreto lquido, de tal manera que los diferentes componentes acten conjuntamente para resistir los esfuerzos. A los muros de Albailera Armada tambin se les denomina Muros Armados.

Figura 2.12. Vivenda Construda con Albailera Armada.

2. Albailera Confinada

Albailera reforzada con elementos de concreto armado en todo su permetro, vaciado posteriormente a la construccin de la albailera. La cimentacin de concreto se considerar como confinamiento horizontal para los muros del primer nivel.

Figura 2.13. Vivienda Construida con Albailera Confinada.

3. Albailera No Reforzada

Albailera sin refuerzo (Albailera Simple) o con refuerzo que no cumple con los requisitos mnimos de la Norma.

Figura 2.14. Vivenda Construda con Albailera sin Confinar

4. Albailera Reforzada o Albailera Estructural

Albailera armada o confinada, cuyo refuerzo cumple con las exigencias de la Norma.

2.14. FALLAS TPICAS EN CONSTRUCCIONES DE MAMPOSTERA

El dao ssmico de una vivienda en albailera depende de parmetros como la intensidad, la duracin, el contenido de frecuencia del movimiento ssmico la condicin geolgica del suelo, la calidad de la construccin, y el estado de conservacin, entre las ms importantes.

Los elementos constructivos ms susceptibles a sufrir daos en viviendas de albailera son las cubiertas, las losas de entrepisos, los muros portantes y divisorios, los elementos no estructurales como parapetos, balcones, alfeizar, etc.

A continuacin se menciona los tipos de falla locales que suelen presentarse en las construcciones de albailera sujetas a terremotos.

2.14.1 Albailera No Reforzada

El comportamiento ssmico de las viviendas de albailera no reforzada ha resultado ser en muchos casos deplorable, llegando incluso al colapso total, principalmente cuando estas edificaciones estn situadas sobre suelos blandos, entre las principales fallas tpicas que presentan las edificaciones de albailera no reforzada se tiene:

Deslizamiento del techo a travs de la junta de construccin existente entre el techo o la solera y la ltima hilada del muro.

Vaciamiento de muros perimtricos producido por la accin ssmica perpendicular al plano del muro, favorecido por un dbil encuentro contra la pared transversal.

Agrietamiento diagonal del muro; esto se produce cuando la solicitacin excede la resistencia al corte por no existir la suficiente densidad de muros en una direccin determinada de la vivienda.

Cambio en la seccin del muro debido a los vanos de ventanas, problemas similares al de las columnas cortas.

Empuje de escaleras contra muros que se emplean como apoyos del descanso, lo que origina una falla por punzonamiento del muro.

Choque entre viviendas vecinas debido a la falta de juntas ssmicas.

Viviendas con altura de muros muy elevada, la esbeltez de los muros produce las fallas por pandeo.

Falta de continuidad vertical de los muros portantes, produce una mala transmisin de esfuerzos desde los muros superiores hacia la cimentacin.

Dinteles discontinuos de los vanos de puertas y ventanas, produce concentraciones de esfuerzos de compresin en los apoyos (muros de albailera), giros del dintel y golpes del dintel contra la albailera, producindose finalmente la trituracin de los apoyos.

Distribucin inadecuada de los muros en la planta de la vivienda, lo que origina problemas de torsin.

Asentamientos diferenciales. La albailera es un material muy frgil, ya que basta unos cuantos milmetros de deformacin para que se agriete, estas fallas pueden presentarse cuando los muros son muy largos (ms de 30 m).

2.14.2. Albailera Confinada

El sistema estructural de la mayora de las viviendas en el Per est constituido por albailera confinada, para las cuales durante las visitas realizadas en campo, despus de la ocurrencia de un sismo, se pudo apreciar las siguientes tipos de fallas:

Creencia de que basta una sola columna para confinar un muro, olvidndose que la accin ssmica es de carcter cclico.

Cangrejeras en las columnas, la presencia de cangrejeras reduce drsticamente la resistencia a compresin, traccin y corte de las columnas.

Propagacin de la falla por corte desde la albailera hacia los extremos de los elementos de confinamiento.

Inadecuada transferencia de la fuerza cortante desde la solera hacia el muro.

Muros con excesiva carga vertical. La mayor carga axial genera un incremento de la resistencia al corte, pero disminuye la ductilidad, pudiendo incluso flexionar a las columnas en el plano del muro deteriorando la unin muro - columna.

Adicionalmente se tiene los problemas clsicos de: torsin por una mala distribucin de los muros en la planta del edificio, escasa densidad de muros, falta de continuidad vertical de los muros, asentamientos diferenciales y la existencia de grandes ductos en el techo que atentan contra la hiptesis de diafragma rgido.

2.14.3. Albailera Armada

En edificios hechos con este tipo de estructura se han producido, en ciertos casos, el colapso total; por ejemplo, en el terremoto de Popayn - Colombia.

Fallas locales de las piezas huecas por el desprendimiento de sus paredes.

Inadecuado anclaje del refuerzo interior en los elementos exteriores.

Necesidad de altas cantidades de refuerzo interior para asegurar un buen comportamiento.

Fallas por corte, debido a la falta de recubrimiento del acero.

2.15. CAUSAS DE FALLA SSMICA EN VIVIENDAS DE MAMPOSTERA

El colapso de una edificacin o de una parte importante de ella, en trminos generales y segn la experiencia, es ocasionado por la conjuncin de varios factores, que actan simultneamente. As, en un edificio que se inicia con una deficiente relacin arquitectura-estructura, si se agrega un diseo sismo resistente poco cuidadoso y preciso, con materiales de regular calidad y si la construccin no est sujeta a ningn control, es lgico aceptar que potencialmente existe un peligro de colapso. En casos como este, un sismo de regular intensidad puede ser el factor detonante y la causa del colapso total o parcial de la edificacin.

Las principales causas que explican las fallas ssmicas de las construcciones de albailera son las siguientes:

Deficiente proceso constructivo.

Carencia de refuerzo.

Configuracin defectuosa.

Diafragmas incompetentes.

Unidades de albailera frgiles.

Relleno incorrecto de los alvolos en la albailera armada.

CAPTULO III

ASPECTOS GENERALES DE LA ZONA DE ESTUDIO

CHIMBOTE PP.JJ SAN PEDRO

3.1. GENERALIDADES

El 31 de mayo de 1970 a las 3:25 p.m. fue una fecha, que quedara en la historia de la nacin, por el gran desastre ocurrido en ese entonces en el Departamento de Ancash, Un terremoto con epicentro frente a las costas de las ciudades deCasmayChimbote que llegara a durar aproximadamente 45 segundos y alcanzara una magnitud de 7,8 grados en laescala de Richtery una intensidad de hasta X y XI grados en laescala de Mercalli, ocasionara una de las tragedias ms grandes de la historia del pas.

Las muertes se calcularon en 80.000 y hubo aproximadamente de 20.000 desaparecidos, algunas fuentes elevan las vctimas mucho ms alto. Si bien en lugares como: Recuay, Aija, Casma, Huarmey, CarhuazyChimbotela destruccin de edificios oscil entre 80% y 90%. Se calcul el nmero de afectados en 3.000.000. LaCarretera Panamericanasufri graves grietas entreTrujilloyHuarmey, lo que dificult an ms la entrega de ayuda. Lacentral hidroelctricadelCan del Patoqued tambin afectada por el embate delro Santay la lnea frrea que comunicabaChimbotecon el valle del Santa y qued inutilizable en un 60% de su recorrido. Con esta catstrofe el Per creara a la Brigada de Defensa Civil Peruana para evitar que vuelva a suceder algo tan terrible; el generalJuan Velasco Alvarado, que era el presidente del pas en ese entonces, tom un barco para llevar personalmente la ayuda a Chimbote.

En Chimbote y en todo Departamento de Ancash (hoy Regin Ancash), a raz de la catstrofe telrica de esta fecha, dejo gran cantidad de familias damnificadas. Las recomendaciones de los tcnicos extranjeros, fue que Chimbote se debera edificar una nueva urbe, y que el centro de Chimbote no debera ser habitado.

Los Tcnicos Extranjeros que vinieron a evaluar, al siniestro telrico, como fue el terremoto acaecido en Chimbote y en la Regin, dieron las recomendaciones del caso, de crear una nueva urbe, un Nuevo Chimbote, para esto el gobierno de ese entonces, Gobierno Militar, crea un Organismo, como es CRYRZA (Comisin de Reconstruccin y Rehabilitacin de la Zona Afectada) y surgen las edificaciones de este Nuevo Chimbote.

A raz de la industrializacin de nuestro puerto y ante la llegada de la inmensa inmigracin, trajo consigo, por un lado el problema habitacional, crendose los Pueblos Jvenes, siendo los habitantes en su mayora de procedencia andina.

3.1.1. HISTORIA DEL PUEBLO JOVEN SAN PEDRO.

El Asentamiento Humano San Pedro, surge como invasin por el ao de 1956 en el gobierno del General Odra, en el ao 1961 el 29 de junio se logra su fundacin y reconocimiento.

Un 28 de junio amanecer del 29 hubo una invasin masiva, donde decidieron nombrar una Junta Directiva, Presidente Sr. Hctor Palacios Flores. As constituidos viajaron a Lima para coordinar en el Congreso de la Repblica con el Presidente de Barriadas del Per, que fue el Sr. Vctor Chirinos Murga a quien lo trajeron a nuestro barrio en ese entonces al hombro desde el vivero forestal hasta una pampa donde hoy se ubica la Posta Mdica, all donde armaron un tabladillo, desde all se tom la palabra el Sr. Palacios, luego el Sr. Chirino quin orden a la polica dejar en paz a las familias y moradores, asimismo el Sr. Santiago Zabal pidi que el barrio lleve el nombre de "San Pedro" por ser fecha en que se celebra la fiesta de San Pedro en la ciudad de Chimbote. (Fuente: Edicin Junio 2001 Junta Directiva Central San Pedro).

3.2. UBICACIN Y GEOMORFOLOGA DE CHIMBOTE

3.2.1. Ubicacin

El Distrito Chimbote (capital de la provincia del santa) es uno de los nueve en que est dividida la Provincia del Santa, ubicada en el Departamento de Ancash, perteneciente a la Regin Ancash, situado en la regin natural de la costa del Per.

Regin : Ancash.

Provincia : Santa.

Distrito: Chimbote.

Regin Geogrfica : Costa.

Figura 3.1. Plano de Macro Localizacin - Prov. del Santa - Depto. de Ancash.

Figura 3.2. Plano de Macro Localizacin - Distrito de Chimbote.

3.2.2. Lmites

Norte : Con el distrito de Coishco y Santa.

Sur : Con el Distrito de nuevo Chimbote.

Este : Con Mcate.

Oeste : Con el Ocano Pacfico, en el que se adentra con las Islas Ferrol y Blanca.

Figura 3.3. Lmites del Distrito de Chimbote.

3.2.3.Superficie y Altitud

El Distrito Chimbote presenta una superficie de 1461.44 Km, se encuentra situado con una altitud de 4 m.s.n.m.

3.2.4. Clima

De tipo desrtico con pocas precipitaciones que se ajustan a los desiertos Sub tropicales.

Su temperatura mxima es de 32 en el verano y la mnima de 14 en el invierno; la humedad relativa mxima es de 92% y la mnima de 72%;presenta vientos de tipo constante todo el ao, con velocidades de entre 24 y 30 Km/hora. Durante el invierno, neblinas de un espesor de 400 m. Cubren el cielo, a solo 64 mm. de pluvimetro se precipitan en gara y en sus pistas y arenales se dejan ver espejismos.

3.2.5. Hidrografa

El ro Lacramarca crece notablemente en el verano y desemboca al mar por el sur de la cuidad, nace en la hacienda Huasquil del distrito de Macate, en la pea de Huarn, cuyas aguas se quedan en el Monte Sarumo y en pocas de lluvias llegan con mucho caudal a chimbote. Se observan lagunas en zonas de totorales al sur del distrito. En el mar las aguas presentan un color gris oscuro

En las orillas, luego un verde oscuro claro por la presencia de Fitoplancton y zooplancton, fuera de las 200 millas toma el color azul que tuvo antes de su transformacin industrial.

3.3. SISMICIDAD EN CHIMBOTE

De acuerdo al Mapa de Zonificacin Ssmica del Per, el Distrito de Chimbote se encuentra en una zona III de sismicidad alta, sismo activa en el presente siglo, con predominio de sismos intermedios.

Los sismos en el rea de estudio presentan el mismo patrn general de distribucin espacial que el resto del territorio peruano; caracterizado por la concentracin de la actividad ssmica en el litoral, paralelo a la costa, por la subduccin de la Placa de Nazca. Los sismos de mayores intensidades registradas en el rea de influencia del estudio son:

Sismo del 24 de mayo de 1940, que afecto las localidades de la costa central, norte y sur del Per, alcanzando intensidades mximas de VII y VIII en la escala de Mercali Modificada (MN).

Sismo del 10 de noviembre de 1946, que afecto al Departamento de Ancash, alcanzando una intensidad mxima de VII (MM).

Sismo del 18 de febrero de 1956, con intensidad promedio de VIII (MM), afectando el Callejn de Huaylas.

Sismo del 17 de octubre de 1966, con intensidades mximas entre VII y VIII (MM), afectando las localidades de Lima, Casma y Chimbote.

Sismo del 31 de mayo de 1970, que ha sido un terremoto catastrfico en las localidades de Chimbote y Huaraz, alcanzando intensidades mximas de VIII (MM).

Sismo del 21 de agosto de 1985, que afecto las ciudades de Chimbote y Chiclayo, alcanzando una intensidad promedio de V (MM).

Sismo del 10 de octubre de 1987, con intensidades mximas de IV y V (MM), sentido en las ciudades de Chimbote y Santiago de Chuco.

Considerando lo expuesto es recomendable tomar un sismo base de diseo de VIII (MM), informacin que servir para la aplicacin de criterios sismo resistentes en el diseo de obras en Chimbote.

3.4. CARACTERSTICAS GEOTCNICAS DE CHIMBOTE

La geologa del rea est compuesta por roca basal y depsitos cuaternarios. La roca est formada por derrames andesticos y riolticos con lutitas y areniscas, as como roca grantica intrusiva. Los depsitos cuaternarios son aluviales, lneas de playa, arenas elicas y pantanos. Al norte y sureste de la ciudad de Chimbote existen cerros cubiertos parcialmente por arena elica. Por el sur limita con el abanico aluvional, descendiendo gradualmente a pantanos y lagunas. La ciudad de Chimbote se ubica en la llanura aluvional del ro Lacramarca.

El subsuelo de Chimbote consiste de un depsito potente de arena con niveles superficiales de agua, que es susceptible de sufrir licuacin y densificacin bajo accin ssmica. En la mayor parte de la ciudad la arena tiene una compacidad media a densa, con valores de N de 10 a 30, supra yaciendo arena ms densa o grava hasta la roca basal; sin embargo, en algunas zonas el valor de N es inferior a 10, con nivel fretico superficial.

La zona norte de Chimbote comprende San Pedro, laderas del norte, Pensacola, Casco Urbano, La Caleta y La Siderrgica. En San Pedro existe arena suelta a medio densa, con nivel fretico a 5 metros. En La Siderrgica existen depsitos de arena fina a media con lentes de limo y gravilla, cubiertos por material orgnico de relleno, con nivel fretico de 0.5 a1 metros. Los valores de N son de 5 a 10 en la superficie, aumentando con la profundidad. El Casco Urbano est constituido por estratos de arena fina a media con lentes de caliche y grava, con nivel fretico a 1.5 metros. En la superficie los valores de N son menores de 10 golpes/pie, aumentando con la profundidad hasta llegar a 50 a los 5 metros. La Caleta y El Puerto estn formados por suelos limo - arenosos sueltos con materia orgnica, de espesor 1.5 a4 metros, supra yaciendo arenas medianamente compactas y gravas.

La zona central est comprendida entre la Urbanizacin 21 de Abril y Pueblo Libre, hasta Villa Mara Baja, incluyendo Miraflores, Miramar Alto y Bajo, Florida Alta y Baja, La Libertad y Trapecio. En Miramar Bajo existe material orgnico en la superficie; por debajo arena fina a media hasta los 10 metros, luego arena limosa hasta los 20 metros y despus grava. El nivel fretico oscila entre 0.70 y 1.40 metros. En Miraflores los valores de N son de 8 a12 a los 2 metros, superando los 40 golpes/pie a los 4 metros. En Trapecio existen arenas finas y limosas con conchuelas, de 4 a6 metros de espesor, supra yaciendo un estrato de arena densa con lentes de arcilla y gravilla. En 27 de Octubre existe arena fina con nivel fretico a 1 metro. En Villa Mara Baja existe en la superficie un material fino de relleno, supra yaciendo arenas sueltas a medias, con nivel fretico superficial.

La zona sur incluye a Villa Mara Alta, Buenos Aires, Nuevo Chimbote, Casuarinas y Canalones. El nivel fretico en esta zona se encuentra por debajo de los 16 metros. La mayor parte del subsuelo est constituido por arena fina a gruesa con presencia de grava. En Buenos Aires el estrato de arena fina a gruesa tiene 20 metros de espesor, mientras que en Nuevo Chimbote tiene un espesor de 4 metros, supra yaciendo arenas finas a medias con arcilla hasta los 16 metros. Los ensayos de penetracin estndar indican valores de N mayores que 12 al metro de profundidad, creciendo rpidamente a mayores profundidades.

Figura 3.4. Mapa Geolgico de Chimbote

3.5. ESTUDIO DE MICROZONIFICACIN SSMICA DE CHIMBOTE

La microzonificacin ssmica de Chimbote fue realizada por Morimoto et al (1971), en base a la geologa. Ensayos de penetracin estndar, evaluacin de daos durante el sismo de 1970, medicin de micro trepidaciones y rplicas, ensayos de refraccin ssmica y anlisis de amplificacin de ondas ssmicas. En la microzonificacin ssmica de Chimbote se distinguen cuatro zonas:

Zona I: El subsuelo consiste de gravas densas o roca; el nivel fretico est a ms de 10 metros. Las elevaciones topogrficas son mayores de 10 m.s.n.m. Existen pocas posibilidades de asentamiento en edificios o subsidencia del terreno. Se esperan mayores fuerzas ssmicas, debido a la interaccin suelo-estructura.

Zona II: Esta zona est cubierta por arena suelta a medianamente densa con varios metros de potencia. Por debajo existen arenas densas o cementadas. En la mayor parte el nivel fretico se encuentra a 5 metros de profundidad. No se esperan asentamientos en edificios de hasta dos pisos, excepto en los bordes exteriores de las dunas. Se recomienda cimentar los edificios mayores de dos pisos por pilotes en la arena densa. La construccin en las dunas requerir vibro flotacin.

Zona III: El subsuelo consiste de arena cubierta con una capa delgada de suelo agrcola. Las gravas se encuentran por debajo de los 10 metros. El nivel fretico se encuentra a poca profundidad. La arena fina suelta que se encuentra a distintas profundidades se licuar durante un sismo. Sin embargo, debido a su profundidad, no ocurrirn asentamientos apreciables en los edificios, excepto casos especiales.

Zona IV: Esta zona tiene un nivel fretico muy alto, la mayor parte est cubierta por agua o pantanos. La elevacin promedio de la zona es menor de 5 m.s.n.m. El subsuelo consiste de arenas saturadas cubiertas de capas delgadas de limo orgnico. El dao a las edificaciones ser principalmente por asentamiento y parcialmente por amplificacin. En algunos lugares la arena se licuar hasta la superficie ante la ocurrencia de un sismo severo. Se recomienda cimentar por pilotes hasta la arena densa, o mejorar el terreno con vibro flotacin.

Figura 3.5. Mapa de Microzonificacin Ssmica de Chimbote

3.6. ASPECTOS GENERALES DEL P.J SAN PEDRO.

3.6.1. Resea Histrica

El Asentamiento Humano San Pedro, surge como invasin por el ao de 1956 en el gobierno del General Odra, en el ao 1961 el 29 de junio se logra su fundacin y reconocimiento.Un 28 de junio amanecer del 29 hubo una invasin masiva, donde decidieron nombrar una Junta Directiva, Presidente Sr. Hctor Palacios Flores. As constituidos viajaron a Lima para coordinar en el Congreso de la Repblica con el Presidente de Barriadas del Per, que fue el Sr. Victor Chirinos Murga a quien lo trajeron a nuestro barrio en ese entonces al hombro desde el vivero forestal hasta una pampa donde hoy se ubica la Posta Mdica, all donde armaron un tabladillo, desde all se tom la palabra el Sr. Palacios, luego el Sr. Chirino quin orden a la polica dejar en paz a las familias y moradores, asimismo el Sr. Santiago Zabal pidi que el barrio lleve el nombre de "San Pedro" por ser fecha en que se celebra la fiesta de San Pedro en la ciudad de Chimbote.

3.6.2. Ubicacin

El rea de estudio se encuentra ubicado en la Regin Ancash, Provincia Del Santa, Distrito de Chimbote.

3.6.3. Lmites

Norte : Cerr San PedroSur : P.J. 2 de Junio, A.H. Manuel Gonzales Prada Este : A.H. Esperanza AltaOeste : A.H. Nueva Generacin I y II

3.6.4. Superficie

Segn COFOPRI el P.J San Pedro comprende un rea total de 504,752.46 m2.

3.6.5. Clima

La zona presenta un clima templado, cuya temperatura mxima en verano alcanza los 28 C y la temperatura mnima en invierno es de 11C.

3.6.6. Accesibilidad

El P.J. San Pedro estn ubicados a unos 10 minutos del centro de Chimbote, actualmente existe vas de acceso en buenas condiciones con vas totalmente pavimentadas y con acceso peatonal de veredas. Las vas de acceso principales al sector son las siguientes:

Carretera Panamericana Norte.

Avenida Jos Glvez

3.6.7. Geologa del rea

3.6.7.1. Geomorfologa

El rea de estudio y sus alrededores est enmarcada dentro de las siguientes geomorfologas:

Unidad de colinas

Constituidas en la superficie por material fino de relleno, supra-yaciendo arenas sueltas a semi-sueltas, sin nivel fretico.

3.6.7.2. Caractersticas Geotcnicas

El rea de estudio se encuentra en la zona geolgica A (Roca Basal cubierta con Arenas Elicas Antiguas).

3.6.7.3. Estudio de Microzonificacin Ssmica

El rea de estudio se encuentra ubicada dentro de la zona III, El suelo est Cubierta por arena suelta a semidensa con varios metros de potencia; por debajo existen arenas densas y cementadas. La napa fretica se encuentra a 5 mts. de profundidad. Las elevaciones topogrficas son mayores de 25 m.s.n.m. No se esperan hundimientos significativos de edificios residenciales convencionales (menos de 2 pisos), excepto en los bordes exteriores de las dunas. Se recomienda cimentar los edificios mayores de dos pisos por medio de pilotes en arena densa.

3.6.8. Topografa

Su topografa es Ondulada y semi-accidentada con pendientes que oscilan entre 2 y 6%.

3.7. ZONIFICACION O USO DE SUELO

Se entiende por Zona el rea o espacio identificado dentro de la ciudad, que por sus caractersticas resulta propicio para la asignacin de uso o grupo de usos de caractersticas comunes (Reglamento Nacional de Edificaciones: Ttulo I Capitulo II).

3.7.1. Estructuracin de Zonas

La propuesta integral de zonificacin urbana contempla la determinacin de las siguientes zonas:

a. Zonas de Uso Residencial

Estn destinadas al uso preponderante de la vivienda y se clasifican segn el nivel de concentracin poblacional en: zonas residenciales de densidad alta, media y baja.

Estos niveles normativos podrn ser aplicados con flexibilidad, en funcin a factores de ubicacin, radio de servicio de equipamiento y capacidad de soporte de las redes de servicio.

b. Zonas de Uso Comercial

Estn destinadas al uso preponderante del comercio con la finalidad de consolidar las reas que presentan las mayores ventajas comparativas para el desarrollo de esta actividad urbana.

c. Zonas de Uso Industrial

Son aquellas zonas urbanas destinadas al establecimiento de locales en donde se desarrollan actividades productivas, que por su complejidad funcional pueden resultar incompatibles con otros usos.

d. Zonas de Equipamiento Urbano

Corresponden a las zonas en donde se ubican el equipamiento urbano de la ciudad y est conformado bsicamente por: Equipamiento Educativo; Equipamiento de Salud y Equipamiento Recreativo.

e. Zonas de Usos Especiales

Corresponde fundamentalmente a las reas de equipamiento complementario de la ciudad, como usos institucionales, comunales, de seguridad, de servicios, etc. En esta clasificacin estn comprendidas tambin las reas de arborizacin o de tratamiento especial.

f. Zonas de Reglamentacin Especial

Son aquellas zonas en la que se aplicaran normas y recomendaciones especiales orientadas a resolver problemas urbanos especficos de acuerdo a su naturaleza. Las zonas de reglamentacin especial propuestas son las zonas de proteccin Ambiental (ZPA), las zonas de Tratamiento Especial por factores de riesgo (ZTE), la zona de inters arqueolgico (ZIA), la zona agrcola (ZA) y la zona pre-urbana (PU)

(Ver anexo D, Plano: Mapa Geolgico de ChimboteMicrozonificacin Ssmica en Chimbote)

3.7.2. Normas Generales

El Reglamento de Zonificacin constituye el instrumento legal para la aplicacin de las propuestas tcnico-normativas de ordenamiento urbano. Establece definiciones, caractersticas, criterios y compatibilidades para el uso de suelo en cada una de las zonas establecidas en el Plano de Zonificacin de Chimbote (Planos N 7-0212-015E), sealando requisitos exigibles para las nuevas habilitaciones urbanas, as como para las edificaciones.

3.7.3. Aplicacin de las Normas

Es responsabilidad de la Municipalidades correspondientes y de los profesionales responsables de los proyectos, el cumplimiento y aplicacin de las normas contenidas en el presente Reglamento de Zonificacin, as como cualquier otra disposicin o norma especfica, que regule en alguna forma de procesos de habilitacin y edificacin en la ciudad de Chimbote.

3.7.4. Normas de Edificacin

Solo nos puntualizaremos en las zonas que corresponden a la Urb. Laderas del Norte.

a. Zona Residencial de Densidad Media (R4 R3)

Definicin

Son las zonas en donde se permite la construccin de edificaciones unifamiliares, bi-familiares y multifamiliares. Las zonas comprendidas dentro de esta calificacin son bsicamente las que correspondes al rea de Expansin Urbana de la ciudad.

Densidades Normativas

En las Zonas Residenciales de Densidad Media se aplicarn las siguientes densidades normativas:

ZONA

DENSIDAD NETA

hab./Ha

DENSIDAD BRUTA

hab./Ha

R4 Multifamiliar

Bifamiliar

R3 Multifamiliar

Bifamiliar

Unifamiliar

550

400

500

400

330

550

400

500

400

330

Usos Permitidos

En las Zonas Residenciales de Densidad Media se aplicarn las siguientes densidades normativas:

A. En las Zonas Residenciales R4 se permitir el uso residencial multifamiliar y bifamiliar cuando los lotes cumplan con las dimensiones normativas establecidas; en el caso que ests dimensiones sean menores, se desarrollarn proyectos de vivienda segn las especificaciones tcnicas correspondientes a las Zonas R3.

B. En las Zonas Residenciales R3 se permitir el Uso residencial bifamiliar cuando las dimensiones de los lotes sean igual o mayor a las normativas. El uso multifamiliar ser permitido solo en aquellos lotes, que adems de cumplir con las dimensiones normativas se ubiquen con frente a avenidas principales, plazas o parques.

Altura de Edificacin

La altura mxima permitida de las edificaciones ser de:

Zona R4Multifamiliar:4 pisos

Bifamiliar:3 pisos

Zona R3Multifamiliar:3 pisos

Bifamiliar:3 pisos

Unifamiliar:2 pisos + azotea

b. Comercio Vecinal (CV)

Definicin

Es el tipo de comercio destinado a ofrecer bienes de consumo diario, especialmente alimentos y artculos o servicios de primera necesidad.

La cantidad de poblacin a nivel de barrio a la cual sirve est comprendida entre 5,500 a 7,500 habitantes, dentro de un radio de influencia de 200 a 400 metros.

Usos Permitidos

Usos Comerciales y Residenciales

Segn el ndice de Usos para la Ubicacin de Actividades Urbanas

a. Residencial densidad media (RDM)

b. Comercio al por menor especialmente de alimentos

c. Industria manufacturera.

d. Administracin pblica y defensa.

e. Servicios de publicidad.

Altura de Edificacin

La altura de edificacin mxima ser de 3 pisos, en cuyo caso se exigir el estudio de suelos.

CAPTULO IV

ASPECTOS TERICOS SOBRE METODOLOGAS PARA EL ESTUDIO DE LA VULNERABILIDAD SSMICA Y ESTRUCTURAL DE EDIFICACIONES

4.1. GENERALIDADES

En la actualidad existen diferentes metodologas y tcnicas propuestas por diferentes autores para la de evaluacin de la vulnerabilidad ssmica de edificaciones aplicables a gran escala, y que se basan en parmetros asociados a aspectos geomtricos, constructivos, estructurales, de cimentacin, de suelo y entorno. Comparando los parmetros considerados en cada modelo, se observa la relevancia de algunos de ellos, como el tipo y capacidad del sistema estructural, la irregularidad en planta y elevacin, as como el tipo de suelo. Debe incidirse, que dicha evaluacin ser insuficiente si no se acompaa de una evaluacin detallada de los elementos no estructurales.

4.2. MTODOS PARA EVALUAR LA VULNERABILIDAD SSMICA Y ESTRUCTURAL DE VIVIENDAS EXISTENTES

Los mtodos para el estudio de la vulnerabilidad fsica de viviendas existentes se dividen en dos grandes grupos, Los Mtodos aproximados, Cualitativos o subjetivos y Los Mtodos exactos o Analticos.

4.2.1. Mtodos Cualitativos

Algunos de los mtodos presentados en el siguiente trabajo, constituyen el primer nivel de evaluacin de los mtodos analticos, como es el caso de los mtodos: Mtodo Del ATC-14, Mtodo Del ndice De Vulnerabilidad y el Mtodo de Hurtado y Cardona. En trminos generales, puede decirse que son mtodos eminentemente cualitativos, en los que la construccin recibe una calificacin determinada de acuerdo a aspectos tales como su estado de conservacin, su irregularidad en planta y en altura, su relacin con el suelo, etc, calificacin que en general no precisa de clculos muy sofisticados de gabinete. Sin embargo, el mtodo del ATC-14, por el contrario, requiere del cmputo de ciertas variables, y sus ecuaciones estn estrechamente relacionadas con las de los niveles superiores del mtodo.

4.2.2. Mtodos Cuantitativos

Los mtodos cuantitativos sirven para profundizar en los resultados obtenidos de los mtodos cualitativos, cuando estos ltimos no entreguen resultados determinantes sobre la seguridad de la estructura. Para realizar un anlisis de vulnerabilidad, utilizando mtodos cuantitativos es necesario contar con cierta informacin bsica como: caractersticas de los materiales utilizados en la edificacin, caracterizacin del suelo donde se encuentra emplazada la estructura y planos estructurales entre otra informacin. Generalmente los anlisis cuantitativos son realizados mediante el moldeamiento de modelos equivalentes matemticos de la estructura, en las cuales se deben considerar aspectos tales como:

El rea del edificio y nmero de pisos.

El sistema estructural sismo resistente.

El rea de los elementos resistentes tales como columnas y muros.

Las irregularidades estructurales en la edificacin de anlisis, etc.

4.3. MTODOS PARA LA EVALUACIN DE LA VULNERABILIDAD

4.3.1. Mtodo Del ATC 14

Mtodo desarrollado por el Applied Technology Council "Evaluating the Seismic Resistance of Existing Buildings", en 1987.

Este mtodo evala el riesgo ssmico potencial de cualquier tipo de estructura, ubicado en cualquier zona de riesgo ssmico en los Estados Unidos. En la metodologa se hace nfasis en la determinacin de los "puntos dbiles del edificio" con base en la observacin de daos en edificios similares ocurridos en eventos ssmicos previos.

Inicialmente se identifican aquellos edificios que significan un riesgo para la vida humana. Como edificios riesgosos se denominan aquellos que pueden presentar alguna de las siguientes caractersticas durante un sismo determinado:

Posibilidad que el edificio entero colapse.

Posibilidad que porciones del edificio colapsen.

Si componentes del edificio pueden fallar o caerse.

Factibilidad de bloqueo de las salidas, impidiendo la evacuacin o el rescate.

Evala los esfuerzos cortantes actuantes, los desplazamientos relativos en el entrepiso y ciertas caractersticas especiales del edificio.

El procedimiento bsico es el siguiente:

1. Recoleccin de datos.

2. Inspeccin detallada in - situ.

3. Descripcin del modelo estructural del edificio.

4. Clculo aproximado de los esfuerzos de corte y de los desplazamientos relativos para estructuras de concreto. Esfuerzo axial y desplazamientos relativos en miembros de acero. En el caso de muros estructurales se debe hacer una verificacin de los esfuerzos de corte.

5. Comparacin de la relacin Capacidad/Demanda (C/D) con los valores especificados en la norma ATC. Estos valores estn representados como una fraccin del factor de modificacin de la respuesta del edificio evaluado (Rw) y varan entre el 20% y el 40%. El ATC recomienda los siguientes valores para el factor de modificacin de la respuesta:

Prticos dctiles Rw = 12.

Prticos no dctiles Rw = 5.

El cortante basal actuante est dado por:

Ecuacin 4.1.

Dnde:

V:Corte basal actuante.

Ra:Aceleracin espectral.

W:Peso ssmico total del edificio.

Rw:Factor de modificacin de la respuesta que tiene en cuenta la ductilidad.

El cortante actuante en el piso considerado est dado por:

Ecuacin 4.2.

Dnde:

Vi:Corte en el piso i.

n: Nmero total de columnas por encima del nivel de base.

Wi:Peso ssmico de los pisos por encima del piso 1.

Con las fuerzas cortantes en los entrepisos, se calcula el esfuerzo promedio (Vav) en los elementos resistentes verticales del mismo. En el caso de prticos de concreto, el esfuerzo promedio en las columnas est dado por:

Ecuacin 4.3.

Dnde:

Vav:Esfuerzo promedio en las columnas.

nc: Nmero total de columnas.

nf:Nmero total de prticos en la direccin considerada.

Rc:Sumatoria de las reas de columnas en la direccin de la carga.

Posteriormente, se compara el esfuerzo promedio en las columnas con el esfuerzo promedio estimado de materia (4.26 kg/cm2 segn el ATC-14); esta relacin debe ser mayor o igual a uno:

Ecuacin 4.4.

Si esta relacin no se est cumpliendo la estructura puede presentar problemas de corte en las columnas, y se requiere un anlisis estructural ms detallado.

Slo se consideran fallas por corte. Las alturas de los pisos no son tenidas en cuenta para nada en el anlisis, por lo tanto, no se consideran los momentos.

6. Estimacin rpida de la deriva o desplazamiento relativo (k/h) como:

Ecuacin 4.5.

Dnde:

(k/h): Deriva o desplazamiento relativo, desplazamiento relativo piso a piso dividido por la altura del piso.

Kb:(I/L), momento de inercia dividido por la longitud de las vigas centro a centro.

Kc:(I/L), momento de Inercia dividido por la longitud de las columnas centro a centro.

Vc:Fuerza cortante promedio en las columnas.

Ec:Mdulo de elasticidad del concreto.

(k/h) Valor especificado en la norma 1. Si esta relacin no se cumple la estructura puede presentar problemas de derivas y requiere de una investigacin ms detallada.

4.3.2. Mtodo Del ndice De Vulnerabilidad

El anlisis del comportamiento de edificios, durante terremotos ocurridos desde el ao 1976 en diferentes regiones de Italia, ha permitido a los investigadores de este pas identificar algunos de los parmetros ms importantes que controlan el dao en los edificios. Estos parmetros se han compilado en un formulario de levantamiento, el cual se viene utilizando desde el ao 1982, con el propsito de determinar de una forma rpida y sencilla la vulnerabilidad ssmica de edificios existentes. La combinacin de dichos parmetros, por medio de una escala predefinida, en un nico valor numrico llamado ndice de Vulnerabilidad es lo que se conoce hoy en da como el mtodo del ndice de Vulnerabilidad.

El formulario para el levantamiento de la vulnerabilidad se ha modificado varias veces, durante los ltimos quince aos, con el propsito de facilitar las tareas de observacin durante las investigaciones de campo o para incluir una mejor descripcin del dao, en los casos para los que dicho formulario se utiliza en la recopilacin de los efectos producidos por un terremoto.

El formulario de levantamiento consta de dos niveles, los cuales se han diseado con el propsito de tener dos grados de aproximacin. El primer nivel sirve para seleccionar los edificios ms "peligrosos" desde el punto de vista estructural y, posteriormente, dichos edificios se investigan con el segundo nivel para obtener una apreciacin ms exacta de su vulnerabilidad. El primer nivel incluye los datos generales del edificio, tales como: ubicacin, dimensiones, utilizacin, tipologa estructural, etc. Tambin incluye un apartado para la recopilacin de la extensin y el nivel de dao, que se utiliza durante las investigaciones post-terremoto. Los datos provistos por el primer nivel se han utilizado para deducir matrices de probabilidad de dao, sin embargo, no forman parte fundamental del mtodo ya que no influyen para nada en el clculo del ndice de vulnerabilidad.

En el segundo nivel se recopilan los datos y parmetros fundamentales para el clculo del ndice de vulnerabilidad, que consiste a su vez de dos apartados distintos, uno de ellos est destinado a la evaluacin de edificios de mampostera y el otro a edificios de hormign armado. La escala que se utiliza para calificar los diferentes parmetros que influyen en el comportamiento de los edificios de mampostera se conoce como la escala de vulnerabilidad de Benedetti - Petrini. Esta escala, la cual permite una estimacin cuantitativa de la vulnerabilidad.

El mtodo del ndice de vulnerabilidad ha sido ampliamente utilizado en Italia durante los ltimos quince aos y su gran aceptacin en este pas ha quedado demostrada por el GNDT (Grupo Nazionale per la Difensa dei Terremoti) que lo ha adoptado para los planes de mitigacin de desastres a nivel gubernamental.

4.3.2.1.Clculo Del ndice De Vulnerabilidad

De acuerdo con la escala de vulnerabilidad de Benedetti-Petrini, el ndice de vulnerabilidad se obtiene mediante una suma ponderada de los valores numricos que expresan la "calidad ssmica" de cada uno de los parmetros estructurales y no estructurales que, se considera, juegan un papel importante en el comportamiento ssmico de las estructuras de mampostera.

A cada parmetro se le atribuye, durante las investigaciones de campo, una de las cuatro clases A, B, C y D siguiendo una serie de instrucciones detalladas con el propsito de minimizar las diferencias de apreciacin entre los observadores. A cada una de estas clases le corresponde un valor numrico Ki que vara entre 0 y 45, como se observa en la Tabla 4.1.

Por otra parte, cada parmetro es afectado por un coeficiente de peso Wi, que vara entre 0.25 y 1.50. Este coeficiente refleja la importancia de cada uno de los parmetros dentro del sistema resistente del edificio. De esta forma, el ndice de vulnerabilidad VI se define por la siguiente expresin:

(111iiiWKVI) Ecuacin 4.6.

Tabla 4.1. Escala de Vulnerabilidad de Benedetti-Petrini.

Parmetros

Clase Ki

Peso Wi

A

B

C

D

1. Organizacin del sistema resistente.

0

5

20

45

1,00

2. Calidad del sistema resistente.

0

5

25

45

0,25

3. Resistencia convencional.

0

5

25

45

1,50

4. Posicin del edificio y cimentacin.

0

5

25

45

0,75

5. Diafragma horizontales.

0

5

15

45

1,00

6. Configuracin en planta.

0

5

25

45

0,50

7. Configuracin en elevacin.

0

5

25

45

1,00

8. Distancia mxima entre los muros.

0

5

25

45

0,25

9. Tipo de cubierta.

0

15

25

45

1,00

10. Elementos no estructurales.

0

0

25

45

0,25

11. Estado de conservacin.

0

5

25

45

1,00

Como puede verse en la Tabla 4.1, los parmetros 1, 2, 4, 5, 9, 10 y 11 son de naturaleza descriptiva y quedan definidos completamente por las instrucciones que se presentan ms adelante. Por el contrario, los parmetros 3, 6, 7 y 8 son de naturaleza cuantitativa y requieren de ciertas operaciones matemticas muy sencillas, las cuales tambin se describen ms adelante.

4.3.2.2. Formulario para el levantamiento de la vulnerabilidad

El formulario encuesta, es una versin modificada por Aguiar et aldel utilizado por el GNDT en Italia. Una de las simplificaciones que se tienen en cuenta es la de no utilizar el primer nivel de aproximacin debido a que los datos que provee no influyen directamente en el clculo del VI. Por otra parte, del segundo nivel se utiliza nicamente la parte correspondiente a edificios de mampostera. A continuacin se presenta el formulario para el levantamiento de los datos en campo.

No. edificio: ________

Direccin:_____________________________________

Fecha: _________ d/m/a No. observador: ____

1. Organizacin del sistema resistente: __

2. Calidad del sistema resistente: __

3. Resistencia convencional

3.1. Nmero de pisos N: ____

3.2. rea total cubierta At: ________ m2

3.3. rea resistente sentido x Ax: _____ m2

sentido y Ay: _____ m2

3.4. Resistencia cortante mampostera k: ____ Ton/m2

3.5. Altura media de los pisos h: ___ m

3.6. Peso especfico mampostera Pm: ____ Ton/m3

3.7. Peso por unidad de rea diafragma Ps: ___ Ton/m2

4. Posicin del edificio y de la cimentacin: __

5. Diafragmas horizontales: __

6. Configuracin en planta 1 = a/L: ____ 2 = b/L: ___

7. Configuracin en elevacin. Superficie porche %:___

T/H: ____ M/M %: _____

8. Distancia mxima entre los muros L/S: ____

9. Tipo de cubierta: __

10. Elementos no estructurales: __

11. Estado de conservacin: __

4.3.2.3. Instrucciones para el formulario de levantamiento

La asignacin de los once parmetros del formulario de encuesta descrito en el apartado anterior, dentro de una de las cuatro clases A, B, C y D se lleva a cabo con la ayuda de las siguientes instrucciones:

1. Organizacin del sistema resistente

Con este parmetro se evala el grado de organizacin de los elementos verticales prescindiendo del tipo de material. El elemento significativo es la presencia y la eficiencia de la conexin entre las paredes ortogonales con tal de asegurar el comportamiento en "cajn" de la estructura. Se reporta una de las clases:

A) Edificio construido de acuerdo con las recomendaciones de la norma Espaola para la construccin sismo - resistente, especficamente del apartado 4.1 de dicha norma.

B) Edificio que presenta, en todas las plantas, conexiones realizadas mediante vigas de amarre o de adaraja en los muros, capaces de trasmitir acciones cortantes verticales.

C) Edificio que, por no presentar vigas de amarre en todas las plantas, est constituido nicamente por paredes ortogonales bien ligadas.

D) Edificio con paredes ortogonales no ligadas.

2. Calidad del sistema resistente

Con este parmetro se determina el tipo de mampostera ms frecuentemente utilizada, diferenciando, de modo cualitativo, su caracterstica de resistencia con el fin de asegurar la eficiencia del comportamiento en "cajn" de la estructura. La atribucin de un edificio a una de las cuatro clases se efecta en funcin de dos factores: por un lado, del tipo de material y de la forma de los elementos que constituyen la mampostera.Por otro lado, de la homogeneidad del material y de las piezas, por toda la extensin del muro. Se reporta una de las clases:

A) Mampostera en ladrillo o bloques prefabricados de buena calidad. Mampostera en piedra bien cortada, con piezas homogneas y de dimensiones constantes por toda la extensin del muro. Presencia de ligamento entre las piezas.

B) Mampostera en ladrillo, bloques o piedra bien cortada, con piezas bien ligadas ms no muy homogneas en toda la extensin del muro.

C) Mampostera en piedra mal cortada y con piezas no homogneas, pero bien trabadas, en toda la extensin del muro. Ladrillos de baja calidad y privados de ligamento.

D) Mampostera en piedra irregular mal trabada o ladrillo de baja calidad, con la inclusin de guijarros y con piezas no homogneas o privadas de ligamento.

3. Resistencia convencional

Con la hiptesis de un perfecto comportamiento en "cajn" de la estructura, la evaluacin de la resistencia de un edificio de mampostera puede ser calculada con razonable confiabilidad. El procedimiento utilizado requiere del levantamiento de los datos:

N: Nmero de pisos.

At: rea total cubierta en (m2).

Ax, y: rea total de los muros resistentes en el sentido X e Y respectivamente en (m2). El rea resistente de los muros inclinados un ngulo diferente de cero, respecto a la direccin considerada, se debe multiplicar por (cos)2.

K: Resistencia a cortante caracterstica del tipo de mampostera en (Ton/m2). En el caso de que la mampostera se componga de diferentes materiales, el valor de K se determina como un promedio ponderado de los valores de resistencia a cortante para cada uno de los materiales i, utilizando como factor de peso el porcentaje relativo en rea Ai de cada uno de ellos.

Ecuacin 4.7.

Dnde:

h :Altura media de los pisos en (m).

Pm:Peso especfico de la mampostera en (Ton/m3).

Ps:Peso por unidad de rea del diafragma en (Ton/m2).

4. Posicin del edificio y de la cimentacin

Con este parmetro se evala, hasta donde es posible por medio de una simple inspeccin visual, la influencia del terreno y de la cimentacin en el comportamiento ssmico del edificio. Para ello se tiene en cuenta algunos aspectos, tales como: la consistencia y la pendiente del terreno, la eventual ubicacin de la cimentacin a diferente cota y la presencia de empuje no equilibrado debido a un terrapln. Se reporta una de las clases:

A) Edificio cimentado sobre terreno estable con pendiente inferior o igual al 10%. La fundacin est ubicada a una misma cota. Ausencia de empuje no equilibrado debido a un terrapln.

B) Edificio cimentado sobre roca con pendiente comprendida entre un 10% y un 30% o sobre terreno suelto con pendiente comprendida entre un 10% y un 20%. La diferencia mxima entre las cotas de la fundacin es inferior a 1 metro. Ausencia de empuje no equilibrado debido a un terrapln.

C) Edificio cimentado sobre terreno suelto con pendiente comprendida entre un 20% y un 30% o sobre terreno rocoso con pendiente comprendida entre un 30% y un 50%. La diferencia mxima entre las cotas de la fundacin es inferior a 1 metro. Presencia de empuje no equilibrado debido a un terrapln.

D) Edificio cimentado sobre terreno suelto con pendiente mayor al 30% o sobre terreno rocoso con pendiente mayor al 50%. La diferencia mxima entre las cotas de la fundacin es superior a 1 metro. Presencia de empuje no equilibrado debido a un terrapln.

5. Diafragmas horizontales

La calidad de los diafragmas tiene una notable importancia para garantizar el correcto funcionamiento de los elementos resistentes verticales. Se reporta una de las clases:

A) Edificio con diafragmas, de cualquier naturaleza, que satisfacen las condiciones:

1. Ausencia de planos a desnivel.

2. La deformabilidad del diafragma es despreciable.

3. La conexin entre el diafragma y los muros es eficaz.

B) Edificio con diafragma como los de la clase A, pero que no cumplen con la condicin 1.

C) Edificio con diafragmas como los de la clase A, pero que no cumplen con las condiciones 1 y 2.

D) Edificio cuyos diafragmas no cumplen ninguna de las tres condiciones.

6. Configuracin en planta

El comportamiento ssmico de un edificio depende de la forma en planta del mismo. En el caso de edificios rectangulares es significativo la relacin 1= a / L entre las dimensiones en planta del lado menor y mayor. Tambin es necesario tener en cuenta las protuberancias del cuerpo principal mediante la relacin 2 = b / L. En la Figura 4.1 se explica el significado de los dos valores que se deben reportar, para lo cual se evala siempre el caso ms desfavorable.

Figura 4.1. Configuracin en Planta de la Estructura.

7.Configuracin en elevacin

En el caso de edificios de mampostera, sobre todo para los ms antiguos, la principal causa de irregularidad est constituida por la presencia de porches y torretas. La presencia de porches se reporta como la relacin porcentual entre el rea en planta del mismo y la superficie total del piso. La presencia de torretas de altura y masa significativa respecto a la parte restante del edificio se reporta mediante la relacin T/H, tal como se indica en la Figura 4.2. No se deben tener en cuenta las torretas de modesta dimensin tales como chimeneas, escapes de ventilacin, etc.

Tambin se reporta la variacin de masa en porcentaje M/M entre dos pisos sucesivos, siendo M la masa del piso ms bajo y utilizando el signo (+) si se trata de aumento o el (-) si se trata de disminucin de masa hacia lo alto del edificio. La anterior relacin puede ser sustituida por la variacin de reas respectivas A/A, evaluando en cualquiera de los dos casos el ms desfavorable.

Figura 4.2. Configuracin en Elevacin de la Estructura.

8. Distancia mxima entre los muros

Con este parmetro se tiene en cuenta la presencia de muros maestros intersectados por muros transversales ubicados a distancia excesiva entre ellos. Se reporta el factor L/S, donde L es el espaciamiento de los muros transversales y S el espesor del muro maestro, evaluando siempre el caso ms desfavorable.

9.Tipo de cubierta

Se tiene en cuenta con este parmetro, la capacidad del techo para resistir fuerzas ssmicas. Se reporta una de las clases:

A) Edificio con cubierta estable y provista de viga cumbrera. Edificio con cubierta plana.

B) Edificio con cubierta estable y bien conectada a los muros, pero sin viga cumbrera.

Edificio con cubierta parcialmente estable y provista de viga cumbrera.

C) Edificio con cubierta inestable, provista de viga cumbrera.

D) Edificio con cubierta inestable, sin viga cumbrera.

10. Elementos no estructurales

Se tiene en cuenta con este parmetro la presencia de cornisas, parapetos o cualquier elemento no estructural que pueda causar dao a personas o cosas. Se trata de un parmetro secundario, para fines de la evaluacin de la vulnerabilidad, por lo cual no se hace ninguna distincin entre las dos primeras clases. Se reporta una de las clases:

A) Edificio sin cornisas y sin parapetos. Edificio con cornisas bien conectadas a la pared, con chimeneas de pequea dimensin y de peso modesto. Edificio cuyo balcn forma parte integrante de la estructura de los diafragmas.

B) Edificio sin cornisas y sin parapetos. Edificio con cornisas bien conectadas a la pared, con chimeneas de pequea dimensin y de peso modesto. Edificio cuyo balcn forma parte integrante de la estructura de los diafragmas.

C) Edificio con elementos de pequea dimensin, mal vinculados a la pared.

D) Edificio que presenta chimeneas o cualquier otro tipo de elemento en el techo, mal vinculado a la estructura. Parapetos u otros elementos de peso significativo, mal construidos, que pueden caer en caso de terremoto. Edificio con balcones construidos posteriormente a la estructura principal y conectada a sta de modo deficiente.

11. Estado de conservacin

Se reporta una de las clases:

A) Muros en buena condicin, sin lesiones visibles.

B) Muros que presentan lesiones capilares no extendidas, con excepcin de los casos en los cuales dichas lesiones han sido producidas por terremotos.

C) Muros con lesiones de tamao medio entre 2 a3 milmetros de ancho o con lesiones capilares producidas por sismos. Edificio que no presenta lesiones pero que se caracteriza por un estado mediocre de conservacin de la mampostera.

D) Muros que presentan, un fuerte deterioro de sus materiales constituyentes o, lesiones muy graves de ms de 3 milmetros de ancho.

4.3.2.4. Clculos requeridos por los parmetros de naturaleza cuantitativa