V Congreso Internacional de Ingeniería Civil Sostenibilidad y Gestión de Riesgo Universidad Pontifica Bolivariana Seccional Montería Barranquilla, Octubre.

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1 V Congreso Internacional de Ingeniería Civil Sostenibilidad y Gestión de Riesgo Universidad Pontifica Bolivariana Seccional Montería Barranquilla, Octubre 2 y 3 2014 Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 1

2 Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la Universidad Pontificia Bolivariana Seccional Montería. Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 2

3 Planteamiento (1) La infraestructura física de la UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA está constituida por diversos bloques que tienen diferentes edades que van de 14 a 57 años aproximadamente. Todos ellos deben cumplir con los requisitos de sismo-resistencia estipulados por el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo-resistente (NSR-10). Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 3

4 Los bloques construidos después del año 1984 cumplen con estos requisitos por cuanto ya había entrado en vigencia la CSR-84, predecesora del NSR-10, no así el bloque antiguo que tiene 57 años y un área aproximada de 4655 m2. El NSR-10 estipula la obligación de potenciar las edificaciones previas a las normas con el fin de poder resistir el embate de los sismos adecuadamente. Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti Planteamiento (2) 4

5 Localización (1) Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 5

6 Localización (2) Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 6

7 Placa conmemorativa Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 7

8 Fachada anterior Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 8

9 Interior (1) Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 9

10 Interior (2) Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 10

11 Capilla Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 11

12 Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 12 NSR-10 Cap. A-10 (1)

13 Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 13 NSR-10 Cap. A-10 (2)

14 Objetivo general: Evaluar la capacidad de resistencia sísmica del edificio antiguo de la Universidad Pontificia Bolivariana Seccional Montería, mediante análisis estático lineal. Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 14 Objetivos (1)

15 Objetivos específicos: Evaluar y calificar la calidad de la construcción del edificio antiguo. Evaluar y calificar el estado de conservación general y mantenimiento del edificio. Determinar las secciones de los elementos estructurales y la geometría de la edificación junto a la resistencia de los materiales así como la cantidad y ubicación del refuerzo. Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 15 Objetivos (2)

16 Objetivos específicos: Analizar la estructura existente con los parámetros de diseño del NSR-10. Determinar los índices de sobre-esfuerzo de los elementos y de la estructura. Recomendar los refuerzos pertinentes de manera que la estructura cumpla con el NSR-10. Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 16 Objetivos (3)

17 Se evaluó la calidad de la construcción y el estado de conservación del edificio. Se hizo un levantamiento topográfico detallado de la edificación. Se realizó patología no destructiva para determinar el número, cantidad y recubrimiento de las barras en vigas y columnas. Se determinó la resistencia real del concreto para lo cual se utilizó un medidor ultrasónico. Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 17 Metodología (1)

18 Resistencia efectiva: Nef= ϕc ϕe Nex Los valores de ϕc y ϕe son 1 y entonces Nef=Nex Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 18 Resistencia efectiva

19 Se procedió a elaborar un modelo matemático de la estructura por medio del programa de análisis y diseño estructural ETABS; se le aplicaron cargas verticales, horizontales, espectros de diseño y umbral de daño correspondientes a Montería de conformidad con el NSR-10. Se modelaron los muros existentes con el fin de tener en cuenta la rigidez aportada por estos al sistema estructural y poder cumplir con los requisitos de deriva. Se determinaron los desplazamientos y los esfuerzos de la estructura con dichas cargas para determinar si cumplían con los parámetros establecidos en el NSR-10. Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 19 Metodología (2)

20 No existen pórticos 100% en los dos sentidos, todas las losas de entrepiso son macizas de espesor e=20 cm. Los resultados obtenidos en la resistencia del concreto fueron muy satisfactorios ya que dieron en promedio 42 Mpa pero se trabajó de manera conservadora con un f´c=35 Mpa. El acero encontrado es el típico de la época: liso de 40.000 psi (280 Mpa). Los estribos son de ¼” y la separación es de 20 cm. No existen vigas transversales en la cubierta de la capilla. Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 20 Inventario encontrado

21 Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 21 Espectro de deriva Grupo de uso: III

22 Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 22 Espectro de umbral de daño Factor de modificación de respuesta: R=5x0.9x0.9x1.0=4.05

23 Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 23 Límites de la deriva NSR-10 Máxima deriva admisible umbral de daño: Δi ≤ 0.004hp 0.4% altura de entrepiso

24 Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 24 Modelo matemático inicial sólo pórticos

25 Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 25 Desplazamientos espectro en X

26 Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 26 Desplazamientos espectro en Y

27 Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 27 Diseño vigas y columnas

28 No se cumplen las derivas por espectros de diseño y umbral de daño. La gran mayoría de vigas y columnas están sobre-esforzadas. Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 28 Resultados del análisis sólo pórticos

29 Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 29 Modelo matemático con pórticos más muros

30 Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 30 Desplazamientos espectro en X

31 Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 31 Desplazamientos espectro en Y

32 Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 32 Desplazamientos en X

33 Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 33 Desplazamientos en Y

34 Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 34 Columnas que no cumplen

35 Con la rigidez adicional aportada por los muros divisorios se cumplen casi todas las derivas. En la capilla las derivas de pisos no cumplieron debido a que no existen vigas de amarre transversales en la cubierta. Las columnas que no están arriostradas por muros divisorios no cumplieron con el acero requerido. Las vigas en general cumplieron con el acero. Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 35 Resultados del análisis

36 Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 36 Derivas obtenidas

37 Se construirán vigas de amarre transversales en la cubierta de la capilla de 30x35 cm y refuerzo adecuado. Las columnas que no cumplieron con el acero requerido se les pondrá una camisa de 7.5 cm de espesor y refuerzo correspondiente a una cuantía de 1.5%. Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 37 Correcciones propuestas

38 Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 38 Encamisado para alguna de las columnas

39 Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 39 Desplazamientos espectro en X estructura corregida

40 Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 40 Desplazamientos espectro en Y estructura corregida

41 Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 41 Columnas encamisadas sin fallas

42 Las derivas de pisos cumplieron en toda la estructura. Las columnas que no están arriostradas por muros divisorios cumplieron con el acero requerido debido al encamisado. Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 42 Resultados del análisis con las correcciones

43 El estado de conservación y la calidad de construcción del edificio son excelentes. La estructura necesita de unos reforzamientos con el fin de cumplir con el NSR-10. Los trabajos de potenciación son relativamente sencillos y no son muy costosos. Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 43 Resumen final

44 Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio antiguo de la U.P.B. Seccional Montería I.C. J. Enrique Cruz Benedetti 44 Gracias por su atención