UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO - PUNO
FACULTAD INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN PARA OPTAR EL TITULO
PROFESIONAL DE INGENIERIO CIVIL
“Evaluación de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas
autoconstruidas con albañilería confinada en las zonas de
mayor peligro sísmico en la ciudad de Juliaca, Puno - Perú”
PRESENTADO POR:
MADARIAGA ARIAS, Javier Rolando.
VILCA ENRIQUEZ, Elwer
CIUDAD UNIVERSITARIA
PUNO – PERU
2015
PROYECTO DE TESIS
1. TÍTULO DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN
“Evaluación de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas autoconstruidas con
albañilería confinada en las zonas de mayor peligro sísmico en la ciudad de Juliaca,
Puno - Perú”
2. INVESTIGADORES:
Madariaga Arias, Javier Rolando.
Vilca Enríquez, Elwer
3. ASESOR Y DIRECTOR:
3.1 Director: Ing. Vitulas Quille Yasmani Teófilo.
3.2 Asesor: Ing. Quisocala Choque Mario Víctor
4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
4.1. DESCRIPCION DEL PROBLEMA DE INVESTIGACION
Los movimientos sísmicos registrados a lo largo de la historia, han evidenciado que
uno de los factores que genera más pérdida de vidas humanas, es debido al colapso de
estructuras, un claro ejemplo es el terremoto de Pisco, que fue registrado el 15 de
agosto de 2007 , el cual produjo grandes pérdidas humanas y económicas. El colapso se
da a consecuencia del uso de materiales de baja calidad, mano de obra no calificada, es
decir sin una adecuada dirección técnica, y el no cumplimiento de las normas del
Reglamento Nacional de Edificaciones, específicamente de las normas E-030 Y E-070.
Todos estos factores influyen a que el comportamiento estructural sea inadecuado.
Siendo el Perú un país en vía de desarrollo, se evidencia que la mayoría de sus
ciudades las viviendas son autoconstruidas, las cuales no tienden a cumplir los
requisitos mínimos de seguridad, constituyéndose un peligro para la sociedad ante un
evento sísmico. Entre los factores que influyen en la construcción de viviendas sin una
dirección técnica adecuada es el acelerado crecimiento de la población y los bajos
ingresos que perciben los ciudadanos. Juliaca es una de las ciudades que presenta los
mismos problemas, lo que hace predecir, que ante una eventualidad sísmica, la
vulnerabilidad de estas viviendas vendría a ser alta y como consecuencia se generaría
pérdida de vidas humanas y económicas.
Por lo tanto el presente proyecto de investigación, pretende inmiscuirse en el estudio de
vulnerabilidad sísmica de las viviendas autoconstruidas con albañilería confinada en la
Proyecto de Investigación 2
las zonas de mayor peligro sísmico de la ciudad de Juliaca frente a los fenómenos
sísmicos.
4.2. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
Ante lo expuesto anteriormente en la descripción del problema nacen las siguientes
interrogantes:
4.2.1. DEFINICIÓN GENERAL
¿Cuál es el grado de vulnerabilidad sísmica de las viviendas autoconstruidas
con albañilería confinada en las zonas de mayor peligro sísmico en la ciudad de
Juliaca, Puno – Perú?
4.2.2. DEFINICIONES ESPECÍFICAS
¿Estarán adecuadamente distribuidas la densidad de muros en las viviendas
autoconstruidas con albañilería confinada en las zonas de mayor peligro
sísmico en la ciudad de Juliaca, de acuerdo al Reglamento Nacional de
Edificaciones, Normas E-030 y E-070?
¿Las viviendas autoconstruidas con albañilería confinada en las zonas de
mayor peligro sísmico en la ciudad de Juliaca, cumplirán con las exigencias
básicas en mano de obra y materiales de acuerdo al Reglamento Nacional de
Edificaciones, Normas E-070?
¿Cómo será la estabilidad de los muros en las viviendas autoconstruidas con
albañilería confinada en las zonas de mayor peligro sísmico en la ciudad de
Juliaca, según el Reglamento Nacional de Edificaciones, Norma E. 030 y
Norma E.070?
¿Es posible el diseño de una vivienda ideal de albañilería confinada en la
ciudad de Juliaca con un comportamiento adecuado frente al sismo?
4.3 JUSTIFICACION DEL PROBLEMA DE INVESTIGACION
La ciudad de Juliaca está en un constante crecimiento económico, convirtiéndose en
una de las ciudades más importantes del sur del país, después de Arequipa, Cusco y
Tacna. Este crecimiento económico genera también un crecimiento demográfico; y
según el censo del 2007, la población de la ciudad de Juliaca era de 225 146
habitantes, y siendo en el 2011 de 254 947 habitantes mostrando una tasa de
crecimiento poblacional anual de 2.85%. Estos factores influyen a que en esta ciudad
exista en los últimos años, un aumento en las construcciones de viviendas.
Proyecto de Investigación 3
Según (Bazan J, Noriega C y Miyashiro J., 2005, p.1) “(…) el material predominante
en la vivienda peruana ha evolucionado de ser "Adobe o Tapial" en 1993 a "Ladrillo o
bloques de cemento" hacia al año 2000(…)”. Y es así que en la ciudad de Juliaca, se
puede evidenciar que la mayoría de construcciones son generalmente de albañilería
confinada, puesto que los materiales para su construcción, tienden a estar al alcance de
la población y ser más económicos.
Figura 1.0: Comparación de crecimiento de tipo de vivienda en el Perú.
Por otro lado señala Bartolomé, Qium y Silva (2011), la ocurrencia de los terremotos en
nuestro país han generado daños importantes en algunas edificaciones de albañilería,
especialmente en aquellas construidas sin asistencia técnica, cuando el suelo es de baja
calidad, los daños han sido mayores.
El comportamiento estructural observado en sismos pasados ha servido para calibrar la
norma de diseño E.030 y la de albañilería E.070. Sin embargo, la adecuación de las
construcciones a las exigencias de las normas vigentes es aún incipiente, lo que da lugar a
edificaciones que presentan un inadecuado comportamiento sísmico.
Según el Reglamento Nacional de Edificaciones en la Norma E-030 (Diseño-Sismo
resistente) en cuanto a la zonificación, el territorio peruano está dividido en tres zonas.
Siendo la ubicación de la ciudad de Juliaca en la zona de sismicidad 2, por lo que no se
puede descartar un evento sísmico en el futuro.
Proyecto de Investigación 4
Figura 2.0: Zonas sísmicas del Perú. Recuperado de: http://sial.segat.gob.pe/index.php?
accion=verElemento&idElementoInformacion=51&verPor=&idTipoElemento=&idTipoFu
ente=
Por otro lado, la ciudad de Juliaca según su Plan Director 2004-2015 también se encuentra
zonificada de acuerdo al peligro frente a los fenómenos naturales que se pudieran
presentarse siendo así:
a. Peligro Muy Alto: Se definen zonas de peligro muy alto aquellas donde podrían
concurrir todos o casi todos los fenómenos geodinámicos interno y externos identificados
en la ciudad, con graves consecuencias durante los eventos de gran magnitud; es decir,
aquellas donde la configuración física y las condiciones ambientales no son las más
adecuadas para el desarrollo de actividades urbanas. Ramírez E. (2004, p.66).
b. Peligro Alto: Referido a aquellas zonas donde pueden darse dos o tres fenómenos
naturales simultáneamente, específicamente inundaciones por desborde de ríos y lluvias e
inestabilidad de suelos. Ramírez E. (2004, p.66).
c. Peligro Moderado: Son aquellas zonas donde ocurren uno o dos fenómenos naturales
de peligrosidad moderada o baja (inundaciones por desborde de ríos, por lluvias o
Proyecto de Investigación 5
deslizamientos de cerros) que pueden ser agravadas por la inestabilidad de suelos, pero
sin causar daños irreversibles. Ramírez E. (2004, p.66).
d. Peligro Bajo: Es aquella que está aunque sujeta a los fenómenos naturales frecuentes en
la ciudad, sus características físicas no activan los otros tipos de fenómenos. Ramírez E.
(2004, p.66).
Figura 3.0: Mapa de peligros de la ciudad de Juliaca
Fuente: Plan Director 2004-2015 Municipalidad de San Román
Por consiguiente es muy importante evaluar el grado de vulnerabilidad que tienen dichas
edificaciones de albañilería confinada de acuerdo a las características constructivas que
presentan y demás factores que intervienen en la vulnerabilidad sísmica.
Proyecto de Investigación 6
4.4 LIMITACIÓNES DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
Para la formulación del presente proyecto de investigación, una de las limitaciones fue la
no existencia de fuentes bibliográficas referidas al tema.
Por otro lado el tamaño de la población de viviendas en la ciudad de Juliaca resulta ser
muy extensa, la cual escapa a las posibilidades de tiempo y economía del presente
proyecto. Por lo cual se optó la estratificación de zonas de mayor peligro ante los
fenómenos geodinámicos internos.
4.5 DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
La investigación se realizará en viviendas autoconstruidas de 01 a 02 niveles en las zonas
de mayor peligro ante los fenómenos geodinámicos internos, de acuerdo a la zonificación
del Plan Director 2004-2015 de la Provincia de San Román (Figura N°03), los cuales están
ubicados en los sectores norte, este y oeste de la ciudad cercanas a las riberas del río
Torococha, donde se asientan parte de las urbanizaciones Las Gardenias, César Vallejo,
Los Ángeles, San Isidro, Nueva Esperanza y San Jacinto, como se detallan en la Figura N°
03.
4.6 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION
4.6.1 OBJETIVO GENERAL
Evaluar el grado de vulnerabilidad sísmica de las viviendas autoconstruidas con
albañilería confinada en las zonas de mayor peligro sísmico en la ciudad de
Juliaca, Puno- Perú”
4.6.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Identificar la distribución de la densidad de muros en las viviendas
autoconstruidas con albañilería confinada en las zonas de mayor peligro sísmico
en la ciudad de Juliaca, de acuerdo al Reglamento Nacional de Edificaciones E-
030 y E-070.
Verificar la calidad de mano en las viviendas autoconstruidas con albañilería
confinada en las zonas de mayor peligro sísmico en la ciudad de Juliaca, de
acuerdo al Reglamento Nacional de Edificaciones Norma E-070.
Verificar de la estabilidad de muros en las viviendas autoconstruidas con
albañilería confinada en las zonas de mayor peligro sísmico en la ciudad de
Proyecto de Investigación 7
Juliaca, de acuerdo al Reglamento Nacional de Edificaciones, Norma E. 030 y
Norma E.070.
Plantear un modelo de una vivienda ideal de albañilería confinada en base a los
resultados de la investigación siguiendo las exigencias del RNE para que tenga un
comportamiento adecuado frente al sismo.
5. MARCO TEÓRICO
5.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN
Revisando trabajos de investigación que tienen relación con el estudio se mencionan:
Ahumada J. y Moreno N. (2011) en su investigación sobre “Estudio de la vulnerabilidad
sísmica usando el método del Índice de Vulnerabilidad en viviendas construidas en el
barrio La Paz. Barranquilla‐Colombia”, menciona que el estudio de vulnerabilidad sísmica
determina el nivel de seguridad de una zona o de una estructura ante los movimientos
sísmicos que pueden acontecer en el sitio. En él se hace un diagnóstico de niveles de
desempeño de una estructura y evalúa el posible comportamiento, llegando a las siguientes
conclusiones:
Los resultados obtenidos del análisis e interpretación de las 300 encuestas realizadas,
muestran que el 82% de las viviendas presentan índice de vulnerabilidad alto, el 18%
índice de vulnerabilidad medio y el 1% índice de vulnerabilidad bajo.
Por otro lado la Universidad Nacional de Ingeniería con el auspicio del Centro Peruano
Japonés de Investigaciones Sísmicas y Mitigación de Desastres DPMD -CISMID - FIC –
UNI, realizaron trabajos sobre Estudio de la Vulnerabilidad Sísmica del Distrito del Rímac
en la Ciudad de Lima, Perú expuestos en el XV CONGRESO NACIONAL DE
INGENIERÍA CIVIL AYACUCHO - 2005 por Luis Samaniego Polanco y José Ríos
Vara, llegando a las conclusiones que a continuación se enumeran:
- El 47.3 % de las viviendas evaluadas, presenta más de 30 años de antigüedad,
estas edificaciones presentan un nivel de vulnerabilidad alto, pues fueron
construidas sin la contribución de ningún código de diseño sísmico, es decir
aquellas construidas antes del Código de Diseño de 1977.
- En el Sector Salud, el distrito presenta una alta vulnerabilidad sísmica,
encontrándose notoriamente vulnerabilidad estructural (Puesto de Salud los
Ángeles), vulnerabilidad no estructural (Centro de Salud Villacampa), y
vulnerabilidad funcional (Centro de Salud Ciudad y Campo), siendo el Ministerio
Proyecto de Investigación 8
de Salud, el municipio y la comunidad responsables de tomar medidas preventivas
de manera inmediata.
Otro trabajo de interés relacionado con la investigación a nivel nacional es el realizado por
Ing. José Martín Velásquez Vargas, “Estimación de pérdidas por sismo en edificios
peruanos mediante Curvas de Fragilidad analíticas”, tesis para optar el grado académico de
magíster en ingeniería civil, Lima –Perú, 2006. Teniendo como objetivo principal de
contribuir a la reducción del riesgo sísmico de las edificaciones peruanas, mediante las
curvas de fragilidad analíticas, demostrándose que las curvas de fragilidad permiten
estimar razonablemente bien las pérdidas por sismo, ya que toman en cuenta las
incertidumbres tanto en la demanda sísmica como en la respuesta de la estructura. Debido
a que se trata de una herramienta probabilística, su aplicación resulta más efectiva cuando
se aplica masivamente a grupos de edificios de similares características estructurales.
Por otro lado en la tesis presentada por el Ing. Miguel Ángel Mosqueira Moreno y el Ing.
Sabino Nicola Tarque Ruíz intitulado: “Recomendaciones Técnicas para Mejorar la
Seguridad Sísmica de Viviendas de Albañilería Confinada de la Costa Peruana”, tesis para
optar el grado de Magister en ingeniería civil en la Pontificia Universidad Católica del
Perú, Lima 2005. Teniendo como objetivo principal: contribuir a la reducción del riesgo
sísmico de las viviendas de albañilería confinada construidas informalmente en la costa del
país. Siendo las conclusiones de esta investigación las siguientes:
La mayoría de las viviendas de albañilería de arcilla de la costa peruana son construidas
informalmente. Es decir, que son construidas por los mismos pobladores, albañiles o
maestros de obras.
La mala situación económica del país es una de las razones importantes para que las
personas de más bajos recursos económicos construyan sus viviendas de manera informal
y sin importarles los peligros naturales que pueden afectar sus viviendas.
La adecuada configuración estructural de las viviendas permite disminuir en gran medida
su vulnerabilidad sísmica. La mayoría de las viviendas informales de la costa son
vulnerables por tener deficiente configuración estructural.
La mayoría de viviendas informales se construyen por etapas y de acuerdo a las
necesidades de los pobladores. Por lo general, el proceso constructivo dura más de 10
años.
Proyecto de Investigación 9
- Un factor determinante que afecta la vulnerabilidad sísmica de las viviendas es la
escasa densidad de muros. El 61% del total de viviendas analizadas no tiene
adecuada densidad de muros al menos en una de sus direcciones principales. Esto
implica que estas viviendas estarán más propensas a que sufran daños durante la
ocurrencia de sismos raros (0,4g).
- El 72% de las viviendas informales analizadas tiene vulnerabilidad símica alta, el
18% vulnerabilidad símica media y el 10% vulnerabilidad símica baja. Es decir
solo el 10% de las viviendas han sido construidas adecuadamente.
- El 40% de las viviendas autoconstruidas analizadas tiene peligro sísmico alto, el
60% peligro sísmico medio.
- El 84% de las viviendas informales analizadas de la costa peruana tiene riesgo
sísmico alto, el 16% riesgo sísmico medio. Esto implica que ante un evento sísmico
raro (0,4g) el 84% de éstas viviendas podrían colapsar.
Como se puede observar en las investigaciones realizadas por los diferentes autores, nos da
una clara idea de la existencia de vulnerabilidad de una vivienda frente a un fenómeno
sísmico, por lo que en la ciudad de Juliaca, al existir la construcción de viviendas sin una
dirección técnica podría darnos un vestigio de que éstas podrían fallar ante la ocurrencia de
un sismo.
5.2 MARCO NORMATIVO
La presente investigación toma en cuenta las consideraciones del Reglamento Nacional de
Edificaciones del Perú, siendo específicamente las siguientes normas:
5.2.1 NORMA E-030 (DISEÑO SISMORRESISTENTE)
a) Parámetros de sitio
Norma E-030, capítulo 2, artículo 5, en este punto del reglamento se realiza énfasis a
la zonificación del territorio nacional, siendo éste dividido en tres zonas: Zona 1,
Zona 2 y Zona 3, basado en la distribución espacial de la sismicidad observada, las
características generales de los movimientos sísmicos y la atenuación de éstos con la
distancia epicentral, así como la información geotectónica.
b) Requisitos generales
Norma E-030, capítulo 3, en esta parte se expone sobre las condiciones generales que
toda edificación construida debería de cumplir para resistir las solicitaciones
Proyecto de Investigación 10
sísmicas, que van desde los aspectos generales, configuración estructural, sistemas
estructurales, categoría, sistema estructural y regularidad de las edificaciones,
procedimientos de análisis y desplazamientos laterales.
5.2.2 NORMA E-070 (ALBAÑILERIA CONFINADA)
a) Requisitos generales
Capítulo 1, artículo 2, en el cual se mencionan los criterios generales que deben de
cumplir las construcciones de albañilería confinada en concordancia con las normas
E-030 y la Norma E-060.
b) Componentes de la albañilería
Capítulo 3, artículo 5, se expone los puntos concernientes a la unidad de albañilería,
artículo 6 (mortero), artículo 8 (acero de refuerzo).
c) Procedimientos de construcción
Capítulo 4, dentro del cual se contempla las especificaciones generales (artículo 10)
y albañilería confinada (artículo 11).
d) Resistencia de prismas de albañilería
Capítulo 5, se expone las especificaciones generales para obtener las resistencias
características de la albañilería como son la resistencia a la compresión axial ( f’m) y
al corte (V’m) en pilas y muretes respectivamente.
e) Estructuración
Capítulo 6, comprende especificaciones sobre estructuración con diafragma rígido
(artículo 14), configuración del edificio (artículo 15), otras configuraciones (artículo
16), muros portantes (artículo 17) y arriostres (artículo 18).
f) Requisitos estructurales mínimos
Capítulo 7, comprende especificaciones o requisitos generales (artículo 19) para
edificios compuestos por muros de albañilería confinada, dentro del cual se da
énfasis a muros portantes (espesor efectivo <<t>>, esfuerzo axial máximo,
aplastamiento) y la estructuración en planta (muros a reforzar, densidad mínima de
muros reforzados), además en este mismo capítulo es que se explica en sí sobre la
Albañilería confinada (artículo 20).
g) Análisis y diseño estructural
Capítulo 8, parte desde las definiciones (artículo 22), consideraciones generales
(artículo 23), continuando con el análisis estructural (artículo 24), diseño de muros
de albañilería (artículo 26), albañilería confinada (artículo 27).
Proyecto de Investigación 11
f) Diseño para cargas ortogonales al plano del muro
Capítulo 9, comprende la verificación de los muros portantes y los no portantes
frente a las acciones perpendiculares a su plano provenientes de los sismos, viento u
otras fuerzas de inercia de elementos puntuales.
5.3 BASES TEÓRICAS
5.3.1 EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA.
Para la evaluación de la vulnerabilidad sísmica, es necesario realizar estudios que permitan
conocer la susceptibilidad de las construcciones a presentar cierto nivel de daño ante un
movimiento sísmico determinado. Estos estudios, generalmente se basan en la
comparación de la capacidad resistente de la estructura con la demanda sísmica. La
demanda es una representación de la acción sísmica, mientras que la capacidad es una
representación del comportamiento esperado en la estructura para resistir dicha demanda
(Safina, 2003). De esta manera, la capacidad se relaciona con el nivel de daño esperado y,
por lo tanto, la acción sísmica y el daño sísmico constituyen los elementos fundamentales
para la caracterización de la vulnerabilidad sísmica.
Existe una variedad de métodos y técnicas propuestas por diferentes autores para evaluar la
vulnerabilidad sísmica de diferentes tipos de estructuras (Caicedo et al., 1994). De acuerdo
con la información disponible para realizar el estudio de vulnerabilidad, las metodologías
se pueden clasificar de la siguiente manera (Dolce, 1994):
- Métodos empíricos. Se caracterizan por un alto grado de subjetividad. Están basados
en la experiencia sobre el comportamiento de ciertos tipos de edificaciones durante
sismos pasados. Se utilizan cuando se dispone de información limitada, cuando se
adopta un resultado menos ambicioso y para evaluaciones preliminares. Constituyen
enfoques menos exigentes y más económicos de implementar. Estos métodos
incluyen tanto los de categorización como los de inspección y puntaje.
- Métodos de categorización. Clasifican las edificaciones según su tipología en clases
de vulnerabilidad, retomando la experiencia observada sobre el desempeño sísmico
Proyecto de Investigación 12
que construcciones similares han mostrado en grandes terremotos. El resultado es
bastante subjetivo, por lo que son utilizados para evaluaciones preliminares.
- Métodos de inspección y puntaje. Permiten identificar y caracterizar las
deficiencias estructurales de una edificación, asignando valores numéricos a manera
de puntos a cada elemento estructural. Estos valores, ponderados en función de la
importancia relativa del elemento respecto a la estructura, conducen a la
determinación de un índice de vulnerabilidad. Un ejemplo de esta metodología es la
propuesta del Grupo Nazionale per la Difesa dai Terremoti (GNDT, 1990).
- Métodos analíticos o teóricos. Evalúan la respuesta de las estructuras utilizando
como base modelos analíticos que representan las propiedades geométricas y
mecánicas de las estructuras reales. Constituyen un enfoque muy completo, exigente
y costoso.
- Métodos experimentales. Recurren a ensayos dinámicos para determinar
propiedades de la estructura y/o sus elementos. Generalmente constituyen estudios
“in situ”, orientados a determinar parámetros dinámicos de la estructura.
La aplicación exhaustiva de todas estas metodologías a una misma edificación puede
originar discrepancias en los resultados, incluso conducir a conclusiones erradas. En este
sentido, se recomienda combinar los métodos analíticos y empíricos con algún método o
técnica experimental que permita incrementar la confiabilidad del estudio de
vulnerabilidad (Sandi, 1986; Caicedo et al., 1994).
5.3.2 VULNERABILIDAD SÍSMICA
El concepto de vulnerabilidad sísmica puede definirse como la predisposición de una
estructura de ser susceptible a sufrir cierto daño a consecuencia de un terremoto de cierta
intensidad. Podemos decir entonces que la vulnerabilidad sísmica es una característica
intrínseca de cada estructura, que depende del criterio que se empleó para su diseño pero
es independiente de la peligrosidad sísmica del sitio donde está ubicada la estructura. Cada
estructura o tipo de estructuras, tiene su propia función de vulnerabilidad y la
determinación de ésta es variada para comportamientos estructurales distintos (Caicedo et
al., 1994 citado por Sánchez M. 2013).
Proyecto de Investigación 13
La vulnerabilidad está directamente relacionada con las características de diseño de la
estructura. La vulnerabilidad sísmica de una estructura, grupo de estructuras o de una zona
urbana completa, se define como su predisposición intrínseca a sufrir daño ante la
ocurrencia de un movimiento sísmico y está asociada directamente con sus características
físicas y estructurales de diseño (Barbat, 1998, citado por Sánchez M. 2013).
Por otro lado otros autores señalan que la vulnerabilidad sísmica es el nivel de daño que
pueden sufrir las edificaciones realizadas por el hombre duran te un sismo. La
vulnerabilidad refleja la falta de resistencia de una edificación frente a los sismos (Bommer
et al. 1998, citado por Velásquez J. 2006) y depende de las características del diseño de la
edificación, la calidad de materiales y la técnica de construcción (Kuroiwa 2002, citado por
Velásquez J. 2006)
5.3.2.1 FACTORES QUE AFECTAN LA VULNERABILIDAD SÍSMICA DE LAS
EDIFICACIONES DE VIVIENDA
Según la Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica (AIS), (citado por Giraldo J. y
Mendez D. 2006), la vulnerabilidad sísmica es la susceptibilidad de la vivienda a sufrir
daños estructurales en caso de un evento sísmico determinado.
Esta vulnerabilidad depende de factores como la geometría de la edificación, factores
constructivos y factores estructurales.
Aspectos geométricos:
- Irregularidad en planta de la edificación
- Cantidad de muros en las dos direcciones
- Irregular en altura
Aspectos constructivos:
- Calidad de las juntas de pega en mortero.
- Tipo de disposición de ladrillos
- Calidad de los materiales
Aspectos estructurales:
- Muros confinados y reforzados
- Detalles de columnas y vigas de confinamiento
Proyecto de Investigación 14
- Vigas de amarre o corona
- Características de las aberturas
- Tipo y disposición del entrepiso
- Amarre de cubiertas
- Cimentación, vigas de amarre en concreto reforzado
Entorno:
- Topografía
- Otros efectos.
Suelo:
- Blandos
- Intermedios
- Duros
5.3.3 LOS SISMOS
Los fenómenos sísmicos son una de las manifestaciones más impactantes de la fuerza de la
naturaleza. Las pérdidas de vidas humanas y la destrucción de la infraestructura creada por
el hombre, demuestran el potencial devastador que tiene este fenómeno.
Consecuentemente, la investigación del comportamiento de las estructuras durante la
acción sísmica se convierte en uno de los principales objetivos de estudio para la ingeniería
sísmica. (Barbat, 1998, citado por Sanchez M. 2013).
Según Velásquez (2006), los sismos son perturbaciones súbitas en el interior de la tierra
que dan origen a vibraciones o movimientos del suelo. El origen de los sismos en nuestro
territorio se debe principalmente a la interacción de la placa Nazca (placa oceánica) con la
placa Sudamericana (placa continental) (Fig. 4.0). Frente a la costa del Perú se produce el
fenómeno de subducción en el que la placa Nazca se introduce debajo de la placa
Sudamericana. Cuando se presenta un movimiento relativo entre estas dos placas se
generan ondas sísmicas, que producen el movimiento del suelo.
Proyecto de Investigación 15
Figura 4.0: Interacción de la placa de Nazca con la Sudamericana
Fuente: Vulnerabilidad sísmica de las viviendas de bloques de hormigón construidas en
el norte de Chile - Sergio Roma S. y Maximiliano Astroza I.
Para el estudio de los sismos es necesario conocer dos puntos imaginarios. Uno de ellos es
el foco o hipocentro, que es el centro de propagación de las ondas símicas. El foco se
idealiza como un punto en la superficie de falla donde se inicia la ruptura. El otro punto
importante es el epicentro, que es la proyección del foco sobre la superficie terrestre (Fig.
5.0).
Figura 5.0: Epicentro y foco
Recuperado de: https://es.wikipedia.org/wiki/Epicentro
Proyecto de Investigación 16
Los sismos pueden ser medidos en función de su magnitud y de su intensidad. La magnitud
está relacionada a la cantidad total de energía que se libera por medio de las ondas sísmicas
(Sarria, 1995, citado por Velásquez, 2006). La intensidad es la medida o estimación
empírica de la vibración o sacudimiento del suelo. La intensidad de un sismo se mide
teniendo en cuenta los daños causados en las edificaciones y en la naturaleza a través de
cómo el hombre percibe las vibraciones sísmicas (Kuroiwa, 2002, citado por Velásquez,
2006).
5.3.4 VIVIENDAS AUTOCONSTRUIDAS
Según Lozano (2011), “se entiende por autoconstrucción al medio por el cual las
familias de escasos recursos construyen y/o dirigen la ejecución de sus viviendas bajo
dirección propia”.
Argumenta además que la autoconstrucción es un sistema abierto, sea con componentes o
fabricados por ellos mismos, de tal manera que el usuario pueda comprar las piezas e ir
adaptando su vivienda con los ambientes que necesita,…cada usuario puede crear su
vivienda, imprimiendo en ellas su identidad y cultura.
Por otro lado se debe entender la construcción como un proceso dinámico y no como un
producto. Con la autoconstrucción, el usuario puede construir por etapas.
Un punto importante a tener en cuenta en la autoconstrucción es la red de información de
que se vale el auto constructor para construir mejor sus viviendas, esta red está formada
por otros autoconstructores. En algunos casos al no contar con cálculos ni planos
estructurales, colocan más material del necesario para asegurar la estabilidad de la
construcción (Lozano, 2011).
5.3.4.1 ETAPAS DE LA VIVIENDA AUTOCONSTRUIDA.
Se entiende por vivienda progresiva, “aquella que puede ser realizada en un proceso de
transformación cualitativa y cuantitava, a partir de un primer lugar habitable, en función de
la evolución de la composición y las condiciones socioeconómicas del grupo humano que
la habita”. Lorenzo (2005 citado en Lozano, 2011).
a.- Vivienda precaria.- viviendas levantadas en muy poco tiempo, hechas con
materiales sencillos.
b.- Fase de transformación.- en esta etapa comienzan con lo que sería el germen de
su vivienda dentro de un lote definido y delimitado, integrado a la trama urbana.
Proyecto de Investigación 17
c. Fase de consolidación.- durante esta etapa, se continúa con la ampliación de la
fase de transformación, dejándose esperas en las columnas para la construcción
futura en el piso superior.
5.3.5 ALBAÑILERIA CONFINADA
Según (San Bartolomé, 2011), la albañilería confinada se define, como aquella que se
encuentra íntegramente bordeada por elementos de concreto armado con la finalidad de
hacerlo más resistente frente a los movimientos sísmicos. Los elementos de concreto
armado llamados confinamientos son de dos tipos: los verticales, conocidos como
“columnas de amarre” y los horizontales conocidos como “vigas de amarre”, vigas soleras
o vigas collar. En estas estructuras lo muros son portantes de cargas de gravedad
(verticales) y de cargas sísmicas (horizontales).
Por otro lado debe indicarse que en una estructura de albañilería confinada, los muros de
albañilería proveen la resistencia y rigidez lateral, mientras que los confinamientos
proporcionan la ductilidad.
En el Perú, la albañilería confinada es el sistema que más se emplea en la construcción de
viviendas y edificios multifamiliares hasta de cinco pisos. Son características esenciales de
este tipo de muro las siguiente 1) que el paño de albañilería se asiente, dejando, las más de
las veces, sus bordes verticales endentados antes de llenar el concreto de los
confinamientos; 2) que los paños de albañilería estén enmarcados en todo su perímetro; 3)
que los paños de albañilería tengan una forma cercana a la cuadrada, y 4) que la albañilería
no sea propensa a fallas frágiles en compresión. (Gallegos, 1991 p.384).
Figura 6.0: Albañilería confinada.
Fuente: Manual de construcción para maestros de obra – Corporación Aceros Arequipa
S.A.
Proyecto de Investigación 18
Según la Asociación Internacional para la Ingeniería Sísmica (IAEE), la autoconstrucción
se puede definir como “aquellas edificaciones construidas en varios países, de manera
espontánea e informal, utilizando procedimientos tradicionales, con poca o nula
intervención en el diseño de arquitectos e ingenieros calificados”.
En el Perú, la utilización de ladrillos tubulares, como material componente de los muros
portantes, le da una característica especial a la autoconstrucción. Esto se debe a que la
estructura interna de estos ladrillos (orificios longitudinales paralelos a su cara de asiento)
es hueca y poco masiva, lo que los hace inadecuados para resistir grandes cargas sísmicas.
Finalmente, otro elemento problemático de la autoconstrucción es la existencia de un gran
número de viviendas esbeltas, las cuales se caracterizan porque, en planta, la longitud de
una de sus dimensiones (frente) es considerablemente menor que la longitud de la otra
dimensión (fondo). Los muros en la dirección frontal son muy cortos, poco resistentes, y
brindan una insuficiente rigidez estructural en dicha dirección. (Citado por IIFIC-UNI,
2009).
5.3.1 COMPONENTES DE LA ALBAÑILERÍA CONFINADA
San Bartolomé (2002), la albañilería confinada está compuesta de cuatro elementos que
son:
- La unidad de albañilería: es el componente básico para la construcción de
muros de albañilería, que pueden ser ladrillos o bloques.
- El mortero: es un adhesivo que se utiliza para pegar las unidades de albañilería
entre sí durante el asentado, siendo sus componentes: cemento Pórtland tipo IP,
cal hidratada, arena y agua.
- El acero: es un material que se utiliza en forma combinada con el concreto, para
la construcción de elementos estructurales tales como: vigas, columnas, zapatas,
losas, etc.; de tal manera que el acero resiste los esfuerzos de tracción y el
concreto los de compresión.
- El concreto: es una mezcla de cemento Pórtland, arena gruesa, piedra chancada y
agua en proporciones adecuadas de acuerdo a la resistencia que se quiere obtener.
Proyecto de Investigación 19
5.4 MARCO CONCEPTUAL
1. Vulnerabilidad. - Poder ser herido o recibir lesión, física o moralmente
(Diccionario de la Real Academia Española, 2012).
Condición en la cual los asentamientos humanos o los edificios se encuentran en
peligro en virtud de su proximidad a una amenaza, la calidad de la construcción o
ambos factores. Recuperado de:
http://www.tdx.cat/bitstream/handle/10803/6219/04Capitulo2.PDF;jsessionid=05E
FD80CED4C41C51DF8B2D3CFA8F2DB.tdx1?sequence=4
2. Sismo. - Según Abanto F, (2005, p.86). El sismo en un fenómeno natural
impredecible que ocasiona, entre otros efectos, desplazamientos y aceleraciones en la
base de una edificación.
Según Dávila (2011, p.7) “Los sismos se pueden caracterizar como un proceso de
ruptura y deformación elástica del material de la litósfera (...)”.
3. Sismo moderado. - según el RNE (2010), es aquel que proporciona fuerzas de
inercia equivalentes a la mitad de los valores producidos por el sismo severo.
El “sismo moderado” o de servicio, es aquél que no origina el agrietamiento diagonal
de los muros portantes hechos de albañilería. El hecho de suponer que este sismo
origina fuerzas de inercia iguales a la mitad del “sismo severo” (“V” en la Norma
E.030), equivale a emplear R = 6 en un análisis elástico cuando la estructura está
sometida al “sismo moderado”.
4.Sismo severo. - según el RNE (2010), es aquel proporcionado por la NTE E.030
Diseño Sismorresistente, empleando un coeficiente de reducción de la solicitación
sísmica R=3.
5.Vulnerabilidad sísmica. - es el nivel de daño que pueden sufrir las edificaciones
realizadas por el hombre durante un sismo. La vulnerabilidad refleja la falta de
resistencia de una edificación frente a los sismos (Bommer et al. 1998, citado por
Velásquez J. 2006) y depende de las características del diseño de la edificación, la
calidad de materiales y la técnica de construcción (Kuroiwa 2002, citado por
Velásquez J. 2006)
Para Barbat (1998), citado por Cuevas (2014, p.24). La vulnerabilidad sísmica de un
edificio, grupo de edificios o de una zona urbana completa se define como su
Proyecto de Investigación 20
predisposición intrínseca a sufrir daño ante la ocurrencia de un movimiento sísmico
de una severidad determinada.
6.Vivienda. - explica Verwilghen es un concepto que abarca a la vez la acción de
habitar y la infraestructura que le sirve de apoyo. Es el lugar donde una persona vive,
reposa, se alimenta, goza de sus pasatiempos; es, sentimentalmente hablando “el
santuario de su vida privada” (Citado por Pérez A. 1980, p.516).
7.Vivienda autoconstruida. - aquellas edificaciones construidas en varios países, de
manera espontánea e informal, utilizando procedimientos tradicionales, con poca o
nula intervención en el diseño de arquitectos e ingenieros calificados. (Citado por
IIFIC-UNI ,2009).
8.Albañilería. - Según Abanto F, (2005, p.37). Material estructural conformado por
unidades de albañilería unidas por un adhesivo llamado mortero
Según San Bartolomé, et al. (2011, p.19). “(...) unidades de albañilería (bloque o
ladrillos) de arcilla, sílice-cal o de concreto, adheridas con mortero de cemento o
concreto fluido (grout)”.
9.Unidad de albañilería.
Según Abanto F, (2005, p.39). La unidad de albañilería es el componente básico para
la construcción de muros de albañilería.
Ladrillos y bloques de arcilla cocida, de concreto o de sílice-cal. Puede ser sólida,
hueca, alveolar o tubular. Norma E.070
Es la pieza básica la cual está conformada el muro de albañilería.
10. Confinamiento.- Según Abanto F, (2005, p.36). Conjunto de elementos de
refuerzo, horizontales y verticales, cuya función es la de proveer ductilidad a un
muro portante.
Conjunto de elementos de concreto armado, horizontales y verticales, cuya función
es la de proveer ductilidad a un muro portante. Norma E.070.
El confinamiento es el conjunto de refuerzos de concreto armado que dan ductilidad
a un muro de albañilería.
11. Albañilería confinada.- Albañilería reforzada con elementos de concreto armado
en todo su perímetro, vaciado posteriormente a la construcción de la albañilería. La
cimentación del concreto se considerará como confinamiento horizontal para los
muros de primer nivel. Norma E.070.
Proyecto de Investigación 21
Según San Bartolomé, et al. (2011, p.29). La albañilería confinada se define, como
aquella que se encuentra íntegramente bordeada por elementos de concreto armado
(exceptuando la cimentación que puede ser de concreto ciclópeo).
La albañilería confinada nace al reforzar la albañilería simple en todo su perímetro
con elementos de concreto armado llamados confinamientos; los cuales al construirse
llenando el con concreto con el paño ya asentado garantiza un comportamiento
monolítico de ambos materiales estructurales. Abanto T, (2005, pp.63-64)
12. Muro portante.- Según San Bartolomé, et al. (2011, p.22). Son los que se emplean
como elementos estructurales de un edificio. Estos muros están sujetos a todo tipo de
solicitaciones, tanto contenidas en su plano como perpendiculares al mismo, tanto
vertical como lateral, así como permanente o eventual.
Según Abanto (2005, p.37). Muro diseñado y construido en forma tal que pueda
transmitir cargas horizontales y/o verticales de un nivel al nivel inferior y/o a la
cimentación.
Es aquel muro el cual soporta y transmite cargas provenientes de la estructura, y por
lo cual está sujeto a diferentes tipos de solicitaciones.
13. Tabique.- Según San Bartolomé, et al. (2011, p.165). Elementos divisorios de
ambientes en los edificios aporticados. Esto se debe a las buenas propiedades
térmicas acústicas, resistentes e incombustibles que tiene la albañilería.
Muro no portante de carga vertical, utilizado para subdividir ambientes o como cierre
perimetral. Norma E.070
Según Abanto F, (2005, p.37). Muro no portante separador de ambientes.
14. Parámetro. - Es una cantidad numérica calculada sobre una población y resume los
valores que esta toma en algún atributo. Recuperado de
http://www.um.es/docencia/pguardio/documentos/Tec2.pdf
Es una constante que describe una característica de una población. Para poder
calcular el valor de un parámetro, se requiere conocer a ciencia cierta el estado de
naturaleza de la población o realizar un censo. Recuperado de:
http://tarwi.lamolina.edu.pe/~fmendiburu/index-filer/academic/Estadistica/parte1.pdf
Proyecto de Investigación 22
15. Densidad de muros. - Para San Bartolomé (1998), citado por Mosqueira y Tarque
(2014, p.5). La densidad de muros en viviendas es la división del área de muros
requerida Am para el buen comportamiento sísmico entre el área de la planta Ap.
16. Mano de obra. – Es el esfuerzo humano requerido para realizar operaciones
específicas de la producción. Recuperado de:
http://www.uv.mx/personal/alsalas/files/2013/02/Presupuestos-de-mano-de-obra.pdf
Es un insumo que está referido al personal que interviene directamente en la
ejecución de la obra... (). Pantigoso, H. (2007, p.179)
17. Espesor efectivo. - Es igual al espesor del muro sin tarrajeo u otros
revestimientos descontando la profundidad de bruñas u otras indentaciones. Norma
E.070
Según Abanto F, (2005, p.36) Espesor real del muro, es decir, sin considerar la
mezcla de tarrajeo u otros acabados
18. Viga solera. - Viga de concreto armado vaciado sobre el muro de albañilería para
proveerle arriostre y confinamiento. Norma E.070
Según Abanto F, (2005, p.65). Las vigas soleras o collar es un elemento de concreto
armado que se coloca encima del muro confinado.
19. Junta
Espacio horizontal o vertical relleno de mortero, comprendido entre dos unidades
Abanto F, (2005, p.36).
Son fracturas planeadas en el concreto que permiten moverse y evitar el
agrietamiento al azar. Recuperado:
http://www.imcyc.com/cyt/abril05/CONCEPTOS.pdf
20. Junta sísmica. - Según el RNE E.030. Distancia mínima para evitar el contacto
durante un movimiento sísmico.
21. Confinamiento: Conjunto de elementos de concreto armado, horizontales y
verticales, cuya función es la de proveer ductilidad a un muro portante.
6. METODOLOGÍA:
Para la siguiente investigación se empleará un método que recoge las exigencias mínimas
para un buen comportamiento sísmico de las edificaciones de albañilería confinada de
acuerdo al Reglamento Nacional de Edificaciones
.
Proyecto de Investigación 23
6.1 MÉTODO APLICATIVO EN FUNCIÓN AL REGLAMENTO NACIONAL DE
EDIFICACIONES
Esta metodología fue desarrollada inicialmente por la investigación del “Diagnóstico
preliminar de la vulnerabilidad sísmica de las autoconstrucciones en Lima” (Tesis de
pregrado), Flores R. (2002). Posteriormente se hizo ciertas mejoras en base a la primera
experiencia, por Mosqueira M, y Tarque S. (2005). En “Recomendaciones Técnicas para
Mejorar la Seguridad Sísmica de Viviendas de Albañilería Confinada de la Costa Peruana”
(Tesis maestría).
Según Mosqueira, M. (2005, p.5). En la evaluación de la vulnerabilidad sísmica (alta,
media o baja) se ha considerado el análisis de la densidad de muros, la calidad de mano de
obra y materiales, y la estabilidad de tabiques y parapetos. Mosqueira M, (2005, p.5).
Este método se basa en un análisis cualitativo y analítico, puesto que primeramente se hace
una comparación de la calidad constructiva de las viviendas de albañilería confinada con el
RNE E-070, y posteriormente se hace un análisis sísmico de estas viviendas en función a lo
que especifica el RNE E-030 y E-070.
El reporte consiste de una hoja de cálculo donde se realizan los análisis de las exigencias
del Reglamento Nacional de Edificaciones por cargas verticales de gravedad, fuerzas
horizontales generadas por un sismo y finalmente se estima los daños que podría ocurrir en
la vivienda después de un terremoto. Flores R. (2002, p. 12).
Está basado en dos fichas, una “ficha de encuesta” y una “ficha de reporte”. La ficha de
encuesta es netamente cualitativa, debido a que está ligado a la observación, donde se
anotan las características arquitectónicas, estructurales y constructivas de las viviendas. En
la segundo ficha se hace un análisis sísmico de las viviendas, donde se calcula la densidad
de muros, estabilidad al volteo de los muros y posteriormente con los datos obtenidos se
hace un diagnóstico de la vulnerabilidad sísmica.
6.2.1 ANÁLISIS SÍSMICO
La evaluación de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas autoconstruidas de albañilería
confinada, estará dada en función a la densidad de muros. Para este fin se igualara la
verificación de la resistencia al corte global del muro de albañilería y el esfuerzo cortante
Proyecto de Investigación 24
producido por un sismo raro (0.4g), obteniéndose una ecuación que nos permita evaluar la
densidad de muros.
A continuación, se detalla los pasos a seguir:
a) Resistencia al corte:
VR=0,5. v ' m . α . t .l+0.23 . Pg…...(6.1)
Dónde:
v’m = Resistencia a corte puro de la albañilería
Pg = Carga gravitacional de servicio, con sobrecarga reducida
t = Espesor efectivo del muro
l = Longitud del muro (Incluyendo a las columnas en caso de muros
confinados)
α = Factor de reducción por esbeltez
*Para la resistencia al corte de las unidades de albañilería artesanal e industrial, se adoptará
v’m=510 Kpa y v’m=810 Kpa, respectivamente (RNE E.070)
13
≤ e=V e . L
M e
≤1
Resistencia a corte global de la vivienda
VR=0,5. v ' m . α .∑ t . l+0.23 .Pg…...(6.2)
En la ecuación 6.2 se adoptara α=1 y Pg=0, la justificación de esta medida se hará más
adelante.
VR=0,5. v ' m .∑ t .l … ...(6.3)
b) Fuerza inercial actuante en la vivienda:
F i=Pi . hi
∑ (P¿¿ i .h i) xV …... (6.4)¿
Proyecto de Investigación 25
La fuerza cortante basal V producida por los sismos se expresa como
V= ZUSCR
. P…...(6.5)
Dónde:
Z = Factor de zona
U = Factor de uso que para viviendas es 1
S = Factor de suelo
Suelo rígido = 1
Suelo intermedio = 1,2
Suelo flexible = 1,4
C = Factor de amplificación sísmica = 2,5
R = Factor de reducción por ductilidad = 3
P = Peso de la estructura (kN)
- Igualando (6.2) y (6.4), tenemos:
F i=∑VR
Pi . hi
∑ (P¿¿ i . hi) xV=0,5. v ' m .∑ t .l ¿
Pi . hi
∑ (P¿¿ i . hi) xZUSC
R. P=0,5. v ' m.∑ t . l¿
…...(6.6)
En la ecuación 6.5, a la fuerza inercial se le dividirá Am y a la resistencia al corte global de
la albañilería se le dividirá Ae, teniendo en cuenta que para un buen comportamiento la
resistencia a corte entre Ae, debe de ser mayor a la fuerza inercial entre Am.
Pi . hi
∑ (P¿¿ i . hi)xZUSC
R. P
Am≤
0,5. v ' m.∑ t . lAe
¿…...(6.7)
Proyecto de Investigación 26
Pi . hi
∑ (P¿¿ i . hi)xZUSC
R. P
Am=0,5. v ' m ¿
…...(6.8)
Para hallar el peso de la vivienda se hará una simplificación, adoptándose 8 kN/m2 para
viviendas de albañilería confinada (Arango 2002.citado por Mosqueira, 2005).
P=A tt . γ…...(6.9)
Dónde:
Att = Suma de las áreas techada (m2) de todos los pisos de la vivienda.
γ = 8 kN/m2
Reemplazando 6.8 en 6.9 tenemos:
Am=Pi . hi
∑ (P¿¿ i . hi).Z . S .8 . A tt
0.6 xv ' m…...(6.10)¿
- Si Ae / Am ≤ 0,80 se concluye que la vivienda no tiene adecuada densidad de muros.
- Si Ae / Am ≥1,1 se concluye que la vivienda tiene adecuada densidad de muros.
- Si 0,8 ˂ Ae / Am ˂1,1 se necesita calcular con mayor detalle la suma de fuerzas
cortantes resistente de los muros de la vivienda (ΣVR) y el cortante actuante (V).
Para el calcular detalladamente la ΣVR y al V se elaborará una hoja de cálculo mediante la
cual se obtendrá el valor de la fuerza resistente a corte de cada muro y el porcentaje de
fuerza cortante, donde el valor de α , se halla teniendo la referencia de la tesis de Flores R.
(2002)
-Para viviendas de un piso
α ≈V . LM e
=F1 . L
F1 . h= L
h… ...(6.11)
Donde: Me = Momento (kN-m) producido en la base del muro F
Proyecto de Investigación 27
Figura 7.0: Fuerzas cortantes y momento en muro de vivienda de
1 piso
1= Fuerza (kN) de inercia h = Altura (m) de entrepiso L = Longitud (m) del muro
-Para viviendas de dos pisosDonde:
Me = Momento (kN-m) producido en la base del muro Fi = Fuerza (kN) de inercia en el nivel i h = Altura (m) de entrepiso L = Longitud (m) del muro
α=V . LM e
=(F1+F1)L
F1 . h+F1(2 h)=3. L
5. h… ...(6.12)
La justificación fue tomada de las Tesis “Recomendaciones Técnicas para Mejorar la
Seguridad Sísmica de Viviendas de Albañilería Confinada de la Costa Peruana” Mosqueira
M. (2005)
- Justificación de la reducción de la ecuación 6.2: VR Para analizar la diferencia de valores entre la ecuación 6.2 y 6.3 se analizará muros de
0.15m de espesor y de diferentes longitudes. Estos muros serán no portantes. Se
considerará una longitud mínima (4 veces el espesor de la losa) de influencia.
Proyecto de Investigación 28
Figura 8.0: Fuerzas cortantes y momento en muro de vivienda de
2 pisos
Generalmente las alturas de entrepisos en viviendas de albañilería son iguales y también F2 = 2F1, por lo tanto la ecuación (4.9) se reduce a la siguiente expresión:
Tabla 1.0: valores de α para muros de viviendas de 1 y 2 pisos
Viviendas de un nivel Viviendas de dos niveles
L α L α 3 1,0 3 0,7
3.5 1,0 3.5 0,83.8 1,0 3.8 0,94 1,0 4 1,0
4.5 1,0 4.5 1,0
De acuerdo a la tabla 1.0 se observa que para viviendas de un piso el valor de α es 1. Para
el caso de viviendas de 2 pisos se observa que el valor de α es 1.Para el caso de viviendas
de 2 pisos se observa que el valor de α es menor a 1 para longitudes menores a 4m. La
diferencia numérica en utilizar la ecuación 6.2 y 6.3 se muestra en la tabla 2.0
Tabla 2.0: Cálculo de la diferencia de valores entre las ecuaciones 6.2 y 6.3
L
m
Peso muro
kN
Peso viga
kN
Peso Losa +
acabados
kN
Carga muerta
(PD)
kN
CargaViva(PL)
kN
Pg=PD+0.5PL
kN
VR
kN
VRApro
x.
kN
kN
Dif
eren
cia
% D
ifer
enci
a
3 40,5 5,4 3,8 49,7 1,9 50,7 94,3 114,8 -20,5 -17,8%
3,5 47,3 6,3 4,5 58,0 2,2 59,2 126,1 133,9 -7.8 -5.8%
3,8 51,3 6,8 4,9 63,0 2,4 64,2 147,3 145,4 2,0 1,4%
4 54,0 7,2 5,1 66,3 2,6 67,6 162,4 153.0 9,4 6,2%
4,5 60,8 8,1 5,8 74,6 2,9 76,1 189,6 172,1 17,5 10,2%
De la tabla 2.0 se observa que para muros con longitudes mayores a 3.8 m el valor de VR
aproximado es menor que el valor verdadero. El único problema critico se presenta para
muros de 3 m de longitud, pero se supone que no todos los muros de una vivienda son de
3m de longitud, no todos son de 0.15 m de espesor y no todos son no portantes. Por lo
tanto, la ecuación 4.7, que utiliza la ecuación 4.6 del cálculo de VR aproximado, es una
buena aproximación a la cantidad mínima de muros requeridas para viviendas
sismorresistentres.
a. Estabilidad de muros al volteo
Los muros no portantes son aquellos diseñados y construidos para soportar cargas
provenientes de su propio peso. Los muros no portantes son los tabiques, cercos y
parapetos de las viviendas.
Para analizar la estabilidad al volteo de un determinado tabique se compara el momento
actuante debido a sismo (Ma) y el momento resistente (Mr) que actúa en el tabique. Ambos
momentos son calculados en la base de los muros y son momentos paralelos a los planos
de los muros.
Para el cálculo de Ma se establece primero la carga sísmica V que actúa durante un sismo
perpendicular al plano del muro (MTC 2003, citado por Mosqueira M, 2005).
Proyecto de Investigación 29
V=Z .U .C1 . P …... (6.13 ) , expresadoen KN /m 2
Dónde:
Z = Factor de zona
U = Factor de uso (vivienda = 1)
C1 = Coeficiente sísmico
P = Peso del muro por unidad de área del plano del muro (KN/m2)
El peso P está dado por la siguiente expresión:
P=γ . t … ... (6.14 ) , expresadoen KN /m 2
Dónde:
γm = Peso específico del muro
Para muro de ladrillo macizo γm = 18 kN/m3
Para muro de ladrillo pandereta γm = 14 kN/m3
t = Espesor del muro (m)
Los valores de C1 están dados por la actual norma de diseño sismorresistente E.030. C1 es
1,3 para parapetos; 0,9 para tabiques y 0,6 para cercos.
El momento actuante perpendicular al plano del muro (San Bartolomé 1998, citado por
Mosqueira, 2005) está dado por la siguiente expresión:
M a=m. V .a2… ... (6.15 ) ,M aexpresado en KN−m /ml
Dónde:
m = Coeficiente de momentos
a = Dimensión crítica (m)
V = carga sísmica perpendicular
Los valores de los coeficientes de momentos m para cada valor de b/a son (Norma E 070
de albañilería):
Muro con cuatro bordes arriostrados (Figura. 9.0)
a= Menor dimensión
b/a 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 3.0 α
m 0.0479 0.0627 0.0755 0.0862 0.0948 0.10170.118
00.125
Proyecto de Investigación 30
Figura 9.0: Muro con cuatro bordes arriostrados
Muro con tres bordes arriostrados (Figura 10.0)
a = Longitud del borde libre
b/a 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.5 2.0 α
m0.06 0.074 0.087 0.097 0.106 0.112 0.128 0.132 0.133
Figura 10.0: Muro con tres bordes arriostrados
Muro arriostrado en sus bordes horizontales
a = Altura del muro
m = 0,125
Muro en voladizo
a = Altura del muro
m = 0,5
Al reemplazar la ecuación (6.13) en la ecuación (6.15) se tiene:
M a=Z .U .C1 .P . m . a2… ... (6.16 ) , Maexpresado enKN −m /m
Para determinar el momento resistente a tracción por flexión (Mr) del muro se sabe por
resistencia de materiales que el esfuerzo de un elemento sometido a flexión es:
Proyecto de Investigación 31
σ max=Mr∗c
I… ... (6.17 )
Dónde:
σ max = Esfuerzo por flexión (kN/m2)
Mr = Momento resistente a tracción por flexión (kN‐m)
c = Distancia del eje neutro a la fibra extrema (m)
I = Momento de inercia de superficie (m4) de la sección, paralela al eje del
momento
El momento resistente a tracción por flexión (Figura 11.0) es expresado como:
M r=f r∗c
I… ... (6.18 )
Dónde:
fr = Esfuerzo de tracción por flexión de
la albañilería (100 kN/m2) (Arango
2002, citado por Mosqueira, 2005)
I = Momento de inercia (m4) de la
sección del muro
c = Distancia (m) del eje neutro a la fibra
extrema de la sección.
Figura 11.0. Momento resistente Mr en
un muro de albañilería
Al remplazar el valor de ft y desarrollar el momento de inercia de superficie para una
longitud de un metro de muro, se tiene la expresión del momento resistente por metro de
longitud de muro.
M r=100( t 3
12 )( 1t2 ), expresado en m
M r=100 t 2
6
M r=16,7 t2 … ... (6.19 ) . Mr expresado enkN−m /m
Proyecto de Investigación 32
Finalmente se compara el valor de las ecuaciones 6.16 y 6.19, y se concluye en las
siguientes relaciones:
Si Ma ≤ Mr el muro es estable pues el momento actuante es menor que el momento
resistente.
Si Ma > Mr el muro es inestable pues el momento actuante es mayor que el momento
resistente y fallara por volteo ante un sismo raro de 0.4 g.
b. Mano de obra y materiales:
El empleo de la calidad de la mano de obra y de los materiales, influyen directamente en
el buen comportamiento de las estructuras frente a las solicitaciones que esté sometida,
por lo que se ha optado la verificación de los parámetros básicos que exige el Reglamento
Nacional de Edificaciones, Norma E. 070 (Albañilería), las cuales se detallan a
continuación:
1. Calidad de suelo para la cimentación:
a.- suelo firme (rígidos)
b.- suelo de baja calidad (intermedios)
c.- suelos de pésima calidad (flexibles)
2. El sobrecimiento abarca una altura por encima del nivel natural del terreno de unos
20 a 30 cm.
3. Empleo de unidades de albañilería (arcilla) con presenten de grietas, eflorescencia
o estén mal cocidos.
4. El espesor de las juntas de mortero será como mínimo 10 mm y el espesor máximo
será 15 mm.
5. Los muros se construirán a plomo y en línea, siendo el máximo desaplomo
permitido es 1/500.
6. La conexión columna-albañilería es:
a. En el caso de emplearse una conexión dentada, la longitud de la unidad
saliente no excederá de 5 cm.
b. En el caso de emplearse una conexión a ras, deberá adicionarse «chicotes» o
«mechas» de anclaje.
Proyecto de Investigación 33
7. El concreto de las columnas de confinamiento fue vaciado posteriormente a la
construcción del muro de albañilería; este concreto empieza desde el borde superior
del cimiento, no del sobrecimiento.
8. Empleo de juntas de separación sísmica entre viviendas vecinas con un espesor
mínimo de 3.0cm.
9. Presencia de cangrejeras en los elementos estructurales.
10. La esbeltez del muro (relación altura- espesor) es a un máximo de 20.
11. Presencia de tuberías con diámetro mayor a 55mm, en muros portantes y/o
columnas.
12. Presencia de tuberías secas con diámetro máx.=55.0mm, a lo largo del muro en
sentido horizontal.
13. El concreto de la viga y losa fue vaciado simultáneamente.
14. El concreto deberá tener una resistencia a compresión f’c mayor o igual a
17,15MPa (175kg / cm2).
15. El recubrimiento mínimo de la armadura (medido al estribo) es de 2.0 cm para
muros tarrajeados y 3 cm cuando son caravista.
16. Presencia del descanso de la escalera apoyado en los muros de ladrillo.
17. Presencia de columnas cortas.
18. Los alfeizares están debidamente separadamente de los muros.
19. La longitud horizontal de los muros es menor o igual a 2 veces la altura libre del
muro.
20. Mechas de acero a la intemperie.
21. Presencia de muros portantes con unidades tubulares.
22. Configuración en elevación
23. Configuración en planta
6.2.2 VULNERABILIDAD SÍSMICA
Para determinar la vulnerabilidad sísmica de las viviendas se analiza la vulnerabilidad
estructural y la vulnerabilidad no estructural (Kuroiwa 2002, citado por Mosqueira, 2005).
La vulnerabilidad estructural se estima en función de los siguientes parámetros: la densidad
de muros, la calidad de mano de obra y la calidad de materiales. La vulnerabilidad no
estructural está en función de un solo parámetro: la estabilidad de muros al volteo. A cada
uno de los parámetros se les asigna un valor numérico (…). Por ejemplo si la vivienda
Proyecto de Investigación 34
tiene densidad de muros adecuada, entonces se le asigna el valor de 1.
Tabla N° 3.0: Parámetros para evaluar la vulnerabilidad sísmica
Vulnerabilidad
Estructural No estructural
Densidad (60%) Mano de obra y materiales (30%) Tabiquería y parapetos
(10%)Adecuada 1 Buena calidad 1 Todos estables 1
Aceptable 2 Regular calidad 2 Algunos estables 2
Inadecuada 3 Mala calidad 3 Todos inestables 3
Los valores asignados a cada parámetro se reemplazan en la ecuación 22.0 para calificar
numéricamente la vulnerabilidad sísmica de las viviendas. Se ha considerado un 60% de
participación de la densidad de muros porque la densidad es calculada en las fichas de
reporte para cada vivienda. En cambio, un 30% de participación a la calidad de la mano de
obra y materiales porque su evaluación es visual y depende mucho del criterio del
encuestador. Además, sólo se ha considerado un 10% de participación de la vulnerabilidad
no estructural dentro de la evaluación de la vulnerabilidad.
Vulnerabilida
d sísmica
=0.6*Densidad
de muros+
0.3*Mano
de obra+
0.1 Estabilidad de
muros (tabiques)
En la tabla N° 6.0 se pueden ver los rangos numéricos para vulnerabilidad sísmica baja,
media y alta.
Tabla N° 4.0: Rango numérico para la evaluación de la vulnerabilidad sísmica.
Vulnerabilidad
sísmica
Rango
Baja 1 a 1,4Media 1,5 a 2,1Alta 2,2 a 3
7. HIPOTESIS Y VARIABLES DE LA INVESTIGACION
7.1 HIPÓTESIS GENERAL
- Las viviendas autoconstruidas con albañilería confinada en las zonas de mayor
peligro sísmico de la ciudad de Juliaca, Puno - Perú; son altamente vulnerables en
un 70%(1) frente al sismo.
Proyecto de Investigación 35
....22.0
7.2 HIPÓTESIS ESPECÍFICAS
La distribución de la densidad de muros en las viviendas autoconstruidas con
albañilería confinada en las zonas de mayor peligro sísmico en la ciudad de
Juliaca, es inadecuada de acuerdo a las exigencias del Reglamento Nacional de
Edificaciones E-030 y E-070.
La calidad de mano en las viviendas autoconstruidas con albañilería confinada en
las zonas de mayor peligro sísmico en la ciudad de Juliaca, es de regular calidad
de acuerdo a la Norma E.070 del Reglamento Nacional de Edificaciones.
La estabilidad de muros en las viviendas autoconstruidas con albañilería
confinada en las zonas de mayor peligro sísmico en la ciudad de Juliaca, resultan
ser algunos estables en función al Reglamento Nacional de Edificaciones, Norma
E. 030 y Norma E.070.
1 Valor obtenido de la investigación: “Recomendaciones Técnicas para Mejorar la Seguridad Sísmica de Viviendas de Albañilería Confinada de la Costa Peruana” Mosqueira, M., Tarque, S. (2005).
Proyecto de Investigación 36
7.3 OPERACIONALIZACION DE VARIABLES
VARIABLES DEFINICION
CONCEPTUAL
DEFINICION
OPERACIONAL
DIMENSIONES INDICADORES
UNIDAD
DE
MEDIDA
ESCALA VALOR
FINAL
VARIABLE
INDEPENDIE
NTE:
Viviendas
autoconstruida
s con
albañilería
confinada
La autoconstrucción se
puede definir como
“aquellas edificaciones
construidas en varios
países, de manera
espontánea e informal,
utilizando
procedimientos
tradicionales, con poca o
nula intervención en el
diseño de arquitectos e
ingenieros calificados”.
(Citado por IIFIC-
UNI ,2009).
Según Batolomé, Quiun y
Silva (2011), la posibilidad
de ocurrencia de fallas en
este tipo de edificaciones
también está presente,
cuando los elementos de
confinamiento son
insuficientes, están mal
diseñados o mal detallados y
mal construidos.
Densidad de
muros
La densidad de
muros es adecuada
La densidad de
muros es aceptable
La densidad de
muros es inadecuada
Puntaje Nominal
(1)Adecuada
(2)Aceptable
(3)Inadecuada
Mano de obra
La mano de obra es
de buena calidad
La mano de obra es
de regular calidad
La mano de obra es
de mala calidad
Puntaje Nominal (1)Buena
calidad
(2)Regular
calidad
(3)Mala
calidad
Estabilidad
de muros
Lo muros analizados
son todos estables
Lo muros analizados
son algunos estables
Lo muros analizados
son todos inestables
Puntaje Nominal
(1)Todos
estables
(2)Algunos
estables
(3)Todos
inestables
Proyecto de Investigación 37
VARIABLE
DEPENDIEN
TE
Vulnerabilidad
sísmica
La vulnerabilidad
sísmica es el nivel de
daño que pueden sufrir
las edificaciones
realizadas por el hombre
duran te un sismo. La
vulnerabilidad refleja la
falta de resistencia de
una edificación frente a
los sismos (Bommer et
al. 1998, citado por
Velásquez J. 2006) y
depende de las
características del diseño
de la edificación, la
calidad de materiales y
la técnica de
construcción (Kuroiwa
2002, citado por
Velásquez J. 2006).
La vulnerabilidad está
directamente relacionada con
las características de diseño
de la estructura. (Barbat,
1998, citado por Sánchez M.
2013).
De acuerdo con la
información disponible para
el estudio de la
vulnerabilidad sísmica, se
empleará un método que está
en función al Reglamento
Nacional de Edificaciones
teniendo en cuenta los
siguientes parámetros:
-Densidad de muros
-Mano de obra
-Estabilidad de muros
(tabiques) al volteo
Grado de
Vulnerabilidad
0.6*Densidad de muros +
0.3*Mano de obra+ 0.1
Estabilidad de murosPuntaje
De
intervalo
(1 a 1,4)
Baja
(1,5 a 2,1)
Media
(2,2 a 3)
Alta
Proyecto de Investigación 38
39
8. UTILIDAD DE LA INVESTIGACIÓN:
En la presente investigación, se pretende evaluar el grado de vulnerabilidad sísmica
de las viviendas autoconstruidas con albañilería confinada en las zonas de mayor
peligro sísmico de la ciudad de Juliaca, mediante la recopilación de información
in-situ de las características de las viviendas construidas que deberían de cumplir
las exigencias mínimas según el Reglamento Nacional de Edificaciones. Cabe
resaltar que en los últimos años la ciudad de Juliaca ha sufrido un notable
incremento poblacional debido a las migraciones desde la zonas rurales, por lo que
se puede observar el aumento en las construcciones de viviendas informales en las
zonas circundantes, es decir las construcciones se llevan a cabo por los albañiles
comúnmente llamados maestros de obra, sin el acampamiento ni asesoría de un
profesional como es el caso de un ingeniero y/o arquitecto, de esta manera los
albañiles en coordinación con los propietarios realizan la ejecución solo con
conocimientos empíricos, por lo no se puede descartar el sobredimensionamiento o
en caso contrario deficiencias en la construcción y como consecuencias de estos se
generan mayores costos económicos en el momento de la ejecución como también
en el tiempo trayendo intrínsecamente riesgo debido a que la vivienda pueda ser
una amenaza para cuando se suscite un evento sísmico.
Por lo que la presente investigación en base a los resultados busca concientizar a la
población en general tanto a los habitantes como a los constructores en cuanto a la
cultura de una construcción segura, para que tengan una información adecuada,
sobre las normas que recomienda el Reglamento Nacional de Edificaciones (Norma
E.030 y la Norma E 0.70) en la construcción adecuada de las viviendas con
albañilería confinada, para que estas viviendas tengan un comportamiento
favorable frente a solicitaciones de sismo, así de esta forma evitar consecuencias
lamentables e irreparables, como pérdida de vidas humanas y económicas ante la
eventualidad sísmica.
9. DISEÑO METODOLÓGICO DE LA INVESTIGACIÓN
9.1 TIPO Y DISEÑO DE INVESTIGACIÓN
De acuerdo a las características de la presente investigación, éste pertenece al
enfoque cuantitativo teniendo como objetivo principal medir el grado de
vulnerabilidad sísmica de las viviendas autoconstruidas con albañilería confinada
40
en las zonas de mayor peligro sísmico de la ciudad de Juliaca, haciendo el uso de
una metodología basada en los criterios y/o exigencias del Reglamento Nacional de
Edificaciones en la cual se hace uso como instrumento las encuestas.
El tipo de investigación, según la naturaleza de los objetivos es de tipo descriptiva
debido a que la preocupación primordial radica en observar y describir algunas
características fundamentales de las viviendas autoconstruidas de albañilería
confinada tal como se presentan en el contexto natural, para posteriormente realizar
un análisis sísmico con las características recogidas de estas viviendas.
El diseño de investigación al que corresponde la presente investigación es de tipo
transeccional correlacional-causal. Es del tipo transeccional debido a que
recolectaremos los datos de nuestra investigación, en un tiempo o momento
determinado. Es del tipo correlacional porque se busca la relación que existe entre
la calidad constructiva de las viviendas construidas de albañilería confinada y la
vulnerabilidad a la que están expuestas dichas viviendas.
9.2 POBLACIÓN Y MUESTRA DE LA INVESTIGACIÓN
9.2.1 POBLACIÓN O UNIVERSO: Según Hernández R. et al. (2010. p, 174). La
población es el conjunto de todos los casos que concuerdan con determinadas
especificaciones. De acuerdo a esta definición para la siguiente investigación, nuestra
población o universo estará conformada por todas las viviendas autoconstruidas de
albañilería confinada en la zona de mayor peligro sísmico de la ciudad de Juliaca, los
cuales están ubicados en los sectores norte, este y oeste de la ciudad cercanas a las riberas
del río Torococha, donde se asientan parte de las urbanizaciones Las Gardenias, César
Vallejo, Los Ángeles, San Isidro, Nueva Esperanza y San Jacinto.
9.2.2 MUESTRA
Según Hernández R. et al. (2010. p, 175). La muestra es, en esencia, un subgrupo
de la población. Digamos que es un subconjunto de elementos que pertenecen a ese
conjunto definido en sus características al que llamamos población.
41
Siguiendo esta definición la muestra para la presente investigación, será del tipo
probabilístico por racimos, es decir:
Tabla N° 5.0: Muestreo de viviendas por conglomerado
UNIDAD DE
ANALISIS
URBANIZACIO
N
N° DE
MANZANAS
N° DE
VIVIENDAS
Vivienda
autoconstruida de
albañilería
confinada.
1. Las Gardenias 15 150
2. César Vallejo 20 200
3. Los Ángeles 15 150
4. San Isidro 20 200
5. Nueva Esperanza 15 150
6. San Isidro 20 200
TOTAL
=1050
El tamaño de la muestra se calculará mediante la siguiente fórmula:
n= Z2 NpqE2( N−1 )+Z2 pq
El tamaño de la muestra se hallará formula, aplicable para poblaciones finitas:
Dónde:
n = Tamaño de muestra
N = Tamaño de la población
p = Probabilidad de éxito 95%(0.95)
q = Probablidad de fracaso 5%(0.05)
E = Es el nivel o margen de error, considerado por el investigar y es de 5%
(0.05)
Z = Valor de la distribucion Normal para un intervalo de confianza del 95%
cuyo valor es 1.96
Sustituyendo valores se tiene:
42
Z= 1.96p= 0.95q= 0.05 n= 68 viviendasE= 0.05N= 1050.00
9.3 TÉCNICAS E INTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS
En la siguiente investigación para la evaluación de la vulnerabilidad sísmica de
viviendas autoconstruidas con albañilería confinada en las zonas de mayor peligro
sísmico en la ciudad de Juliaca, se utilizará la técnica de la encuesta y como
instrumento para la recolección de datos será la ficha de encuesta, a continuación
se describe su contenido:
9.3.1 FICHAS DE ENCUESTA
Las fichas de encuestas son documentos elaborados en hojas de cálculo de MS
Excel que sirven para anotar información de las características arquitectónicas,
estructurales y constructivas de las viviendas de albañilería. Las fichas constan de 3
páginas.
En la primera página (Anexo 1) se anotan datos de la familia, del proceso
constructivo, y de las características técnicas de la construcción. En la segunda
página (Anexo 2) se dibuja un esquema de la vivienda y algunas observaciones y
comentarios sobre los problemas que se observan. En la tercera página (Anexo 3)
se presenta un conjunto de fotografías que muestran los problemas más resaltantes
de la vivienda.
Las fichas de encuesta tienen un único formato y pueden ser aplicadas a viviendas
de hasta dos pisos con o sin losa en el último nivel. El formato de las fichas se ha
dividido en antecedentes, aspectos técnicos, esquemas, observaciones, comentarios
y fotografías. Estas fichas serán completadas a mano por los encuestadores al
momento de visitar las viviendas y luego pasadas en limpio.
a. Antecedentes
Los encuestadores en este punto, realizan anotaciones respecto a la ubicación de la
vivienda, cantidad de personas que la habitan, tipo de asesoramiento que recibió el
43
poblador durante la etapa de diseño y construcción, tiempo de construcción,
secuencia constructiva y el monto aproximado de inversión que realizó el poblador.
b. Aspectos técnicos
En esta parte los encuestadores anotan las características del suelo de cimentación y
lo clasifican como suelo rígido, intermedio o flexible. Describen también los
elementos de la superestructura y de la subestructura, y especifican las dimensiones
de los cimientos, sobrecimientos, muros, columnas, vigas y losas (elementos
estructurales). Anotan observaciones y comentarios sobre los problemas encontrados
en cada uno de estos elementos estructurales.
c. Esquema de la vivienda
Los encuestadores elaboran esquemas de la vivienda en planta y elevación. Además,
indican la existencia o no de junta sísmica con las viviendas vecinas. En este
esquema se debe apreciar la distribución de los ambientes y la ubicación de los
elementos estructurales debidamente dimensionados.
d. Observaciones y comentarios
En esta parte los encuestadores anotan y clasifican los defectos que tienen las
viviendas de acuerdo a lo siguientes ítems:
Problemas de ubicación
Son los problemas inherentes a la zona donde se ubica la vivienda, como
rellenos de nivel, con nivel freático superficial.
Problemas estructurales
Son los principales errores estructurales encontrados, como inadecuada
densidad de muros, muros sin viga solera, muros resistentes a sismo sin
confinar, muros inadecuados para soportar empuje lateral, tabiquería no
arriostrada, torsión en planta, viviendas sin junta sísmica o losas de techo a
desnivel.
Factores degradantes
44
Se considera como factor degradante en las viviendas a las armaduras
corroídas por intemperismo, a la humedad en muros o losas, a la
eflorescencia en muros y a los muros agrietados. Estos problemas pueden
generar la degradación de la resistencia estructural de las viviendas con el
paso del tiempo.
Mano de obra
De acuerdo a la calidad de construcción de muros y elementos de concreto
armado, el encuestador califica la mano de obra como buena, regular o de
mala calidad.
Materiales deficientes
El encuestador califica la calidad de los materiales de construcción
empleados en la vivienda, en especial la calidad de los ladrillos de arcilla y
la calidad del concreto. Un ladrillo de mala calidad es aquel que tiene
mucha variabilidad dimensional, se puede rayar fácilmente con un clavo y no
presenta un color uniforme.
Otros
Los encuestadores anotan cualquier otro problema (descrito anteriormente)
que pueda tener la vivienda que crea que pueda influir en el buen
comportamiento sísmico.
e. Fotografías
Se muestra una serie de fotografías. Como por ejemplo la fachada de la vivienda,
una vista lateral y las demás problemas más resaltantes de la vivienda encuestada.
9.4 PLAN DE RECOLECCION DE DATOS
Para la recolección de datos, con la debida aprobación y autorización de la ejecución
del proyecto de investigación por parte de Escuela Profesional de Ingeniería civil de la
Universidad Nacional del Altiplano - Puno, se realizará la coordinación necesaria entre
los investigadores para formular el cronograma de las actividades a realizar en las
zonas donde se ubican la población de las viviendas a investigar.
Por otro lado se realizará también la coordinación pertinente con la Municipalidad
Provincial de San Román, INDECI Y SENCICO mediante las oficinas correspondientes
de tal forma validar y obtener mayor credibilidad de la ejecución del proyecto de
investigación.
45
9.5 PLAN DE TRATAMIENTO DE DATOS
Después de la recolección de datos en campo, se realizará el procesamiento de
información mediante fichas de reporte de cada una de las viviendas encuestadas,
mediante el programa de MS Excel, además se efectuara un análisis estadístico de los
resultados mediante frecuencias con sus respectivos gráficos.
9.5.1 FICHAS DE REPORTE
Las fichas de reporte son hojas de cálculo donde se describen de manera ordenada y
detallada las características arquitectónicas, estructurales y constructivas de las
viviendas registradas previamente en las fichas de encuestas. Además se realiza el
cálculo de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas encuestadas. Al igual que las fichas
de encuesta, las fichas de reporte han sido elaboradas en hojas de cálculo de MS Excel y
constan de 3 páginas.
En la primera página (Anexo 4) se resume la información de antecedentes, aspectos
técnicos y deficiencias constructivas de la vivienda encuestada. Además, se realiza un
análisis sísmico de la vivienda usando la densidad de muros mínima requerida. En la
segunda página (Anexo 5) se calcula la estabilidad al volteo de los muros y se realiza el
diagnóstico de vulnerabilidad sísmica. La segunda página muestra también el esquema
de la vivienda. En la tercera página (Anexo 6) se presenta un conjunto de fotografías
que muestran los problemas más resaltantes de la vivienda encuestada.
Las fichas de reporte se diferencian de las fichas de encuesta por el análisis sísmico de
las viviendas, el análisis de la estabilidad de muros y la calificación de la
vulnerabilidad sísmica de las viviendas de albañilería.
La ficha de reporte tiene las siguientes partes:
b. Antecedentes
Se resumen los datos anotados en las fichas de encuesta, como la ubicación de la
vivienda, cantidad de personas que la habitan, tipo de asesoramiento que recibió el
poblador durante la etapa de diseño y construcción, tiempo de construcción,
secuencia constructiva y el monto aproximado de inversión que realizó el
poblador.
c. Aspectos técnicos
46
Se resumen y se ordenan los datos técnicos y deficiencias de la estructura
anotados en las fichas de encuesta.
d. Análisis sísmico
En esta parte se realiza el análisis sísmico de las viviendas de albañilería.
El análisis se basa en la comparación de la densidad de muros existentes
con la densidad mínima.
e. Estabilidad de muros al volteo
En esta parte se realizara la verificación o análisis de la estabilidad al volteo de
los muros (tabiques) efectuándose una comparación del momento debido al sismo
(Ma) y el momento resistente (Mr) que actúa en el tabique. Ambos momentos
serán calculados en la base de los muros y son momentos paralelos a los planos de
los muros.
f. Gráficos y fotografías
En esta parte de las fichas de reporte se presenta planos en planta de las viviendas
con las dimensiones de los elementos estructurales. Se muestra también
elevaciones laterales y frontales y se consigna las dimensiones de junta sísmica
que tienen las viviendas. Finalmente se muestran algunas fotografías que resaltan
los errores constructivos de las viviendas encuestadas.
g. Factores que influyen en el resultado de la vulnerabilidad
En esta parte de la ficha de reporte se identifica la vulnerabilidad de las
viviendas, en base los parámetros obtenidos, los cuales son: de densidad de
muros, mano de obra y estabilidad de muros con su respectiva ponderación y asi
de esta manera establecer el grado de vulnerabilidad sísmica de la vivienda.
Vulnerabilida
d sísmica
= 0.6*Densidad
de muros
+ 0.3*Mano
de obra
+ 0.1 Estabilidad
de muros
(tabiques)
Tabla Nº 6.0: Categorización de la vulnerabilidad sísmica
Vulnerabilidad sísmica Rango
47
Baja 1 a 1,4
Media 1,5 a 2,1
Alta 2,2 a 3
48
10. ADMINSTRACIÓN
10.1 Cronograma de actividades de investigación
ACTIVIDADES
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2
MAYO - 2015. JUNIO JULIO AGOSTO SETIEMBRE OCTUBRE
Determinación del problema de investigación x x x x xBúsqueda de bibliografía x x x x x x x x x x x x xElaboracióndel planteo del problema x x x x xElaboración del marco teórico x x x x xFormulacion de objetivos x x xFormulación del hipótesis x x xSelección del diseño x xOperacionalización de las variables x xSelección de la muestra e instrumento de medición x x xPresentacion del proyecto de investigación x x x x
Semanas y/o Meses
10.2 Presupuesto
- Bienes
RECURSOS COSTOS
1. Materiales de escritorio.
2. Materiales de impresión.
3. Impresos y suscripciones.
4. Otros.
Sub Total=
S/. 300.00
S/. 500.00
S/. 300.00
S/. 300.00
S/. 1400.00
10.3 Servicios
RECURSOS COSTOS
5. Pasajes, viáticos.
6. Movilidad local.
7. Impresiones.
8. Servicios personales.
9. Otros.
Sub Total=
S/. 1500.00
S/. 500.00
S/. 500.00
S/. 400.00
S/. 300.00
S/. 3200.00
TOTAL S/. 4600.00
10.4 Financiamiento
El proyecto de investigación a realizarse será autofinanciado por los ejecutores en su
totalidad.
50
11. BIBLIOGRAFÍA
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Recuperado de: http://bvpad.indeci.gob.pe/doc/pdf/esp/doc2178/doc2178-
contenido.pdf
53
13. MATRIZ DE CONSISTENCIA
Enunciado del
problemaObjetivos Hipótesis Variables
Dimensiones
IndicadoresTécnica
Instrumento
Población y/o
muestra
Tipo y diseño de
investigación
Evaluación
de la
vulnerabili
dad sísmica
de las
viviendas
autoconstru
idas con
albañilería
Objetivo general:
Evaluar el grado
de vulnerabilidad sísmica
de las viviendas
autoconstruidas con
albañilería confinada en
las zonas de mayor
peligro sísmico en la
ciudad de Juliaca, Puno-
Perú”
Objetivos específicos: Identificar la
distribución de la
densidad de muros en las
viviendas
Hipótesis general
- Las viviendas
autoconstruidas con
albañilería confinada
en las zonas de
mayor peligro
sísmico de la ciudad
de Juliaca, Puno -
Perú; son altamente
vulnerables en un
70% frente al sismo.
Hipótesis especificas
La distribución de
la densidad de muros
en las viviendas
autoconstruidas con
albañilería confinada
Variable independiente: Viviendas
autoconstr
uidas con
albañilería
confinada
Densidad
de muros
Mano de
obra
Estabilidad
de muros
La densidad de muros
es adecuada
La densidad de muros
es aceptable
La densidad de muros
es inadecuada.
---------------------------------
La mano de obra es de
buena calidad
La mano de obra es de
regular calidad
La mano de obra es de
mala calidad.
------------------------------
Lo muros analizados
son todos estables
Lo muros analizados
son algunos estables
Los muros analizados
Encuesta y la observación
Población: La población estará conformada por todas las viviendas autoconstruidas de albañilería confinada en la zona de mayor
Tipo de investigación: cuantitativo.
54
confinada
en las
zonas de
mayor
peligro
sísmico en
la ciudad
de Juliaca,
Puno -
Perú”
autoconstruidas con
albañilería confinada en
las zonas de mayor
peligro sísmico en la
ciudad de Juliaca, de
acuerdo al Reglamento
Nacional de
Edificaciones E-030 y E-
070.
Verificar la calidad
de mano en las
viviendas
autoconstruidas con
albañilería confinada en
las zonas de mayor
peligro sísmico en la
ciudad de Juliaca, de
acuerdo al Reglamento
Nacional de
Edificaciones Norma E-
070.
en las zonas de
mayor peligro
sísmico en la ciudad
de Juliaca, es
inadecuada de
acuerdo a las
exigencias del
Reglamento Nacional
de Edificaciones E-
030 y E-070.
La calidad de
mano en las
viviendas
autoconstruidas con
albañilería confinada
en las zonas de mayor
peligro sísmico en la
ciudad de Juliaca, es
de regular calidad de
acuerdo a la Norma
Variable dependiente:
Vulnerabilidad sísmica (VS)
Grado de
vulnerabilidad
sísmica
son todos inestables.
---------------------------------
VS= 0.6*Densidad de
muros + 0.3*Mano de
obra+ 0.1 Estabilidad de
muros
Ficha de encuesta
peligro sísmico de la ciudad de juliaca.
La muestra se tomará aplicando la técnica probabilística por conglomerado y estará conformada por 80 viviendas.
El diseño que será el no experimental correlacional y de corte transversal.
55
Verificar de la
estabilidad de muros en
las viviendas
autoconstruidas con
albañilería confinada en
las zonas de mayor
peligro sísmico en la
ciudad de Juliaca, de
acuerdo al Reglamento
Nacional de
Edificaciones, Norma E.
030 y Norma E.070.
Plantear un modelo de una vivienda ideal de albañilería confinada en base a los resultados de la investigación siguiendo las exigencias del RNE para que tenga un comportamiento adecuado frente al sismo.
E.070 del
Reglamento Nacional
de Edificaciones.
La estabilidad de
muros en las
viviendas
autoconstruidas con
albañilería confinada
en las zonas de
mayor peligro
sísmico en la ciudad
de Juliaca, resultan
ser algunos estables
en función al
Reglamento Nacional
de Edificaciones,
Norma E. 030 y
Norma E.070.
56
14. ANEXOS
Se presentan como anexo:
- Fichas de encuesta (comprende 03 páginas).
- Ficha de reporte (comprende 03 páginas).