estudio capacidad estructural cam la chacra

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AUSCULTACIÓN EDIFICIOS CENTRO DE ATENCIÓN AL MIGRANTE. FUNDACIÓN ISCYC Antiguo Cuscatlán, 03 de noviembre de 2014.

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Metodologia de Evaluacion de capacidad de una estructura existente

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Page 1: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

AUSCULTACIÓN EDIFICIOS CENTRO DE ATENCIÓN AL MIGRANTE.

FUNDACIÓN ISCYC

Antiguo Cuscatlán, 03 de noviembre de 2014.

Page 2: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

i

Contenido

ÍNDICE DE FIGURAS ............................................................................................................................. v

ÍNDICE DE TABLAS .............................................................................................................................. vii

ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS .................................................................................................................. viii

1 INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................... 1

2 INSPECCIÓN VISUAL .................................................................................................................... 2

2.1 Edificio 1 .............................................................................................................................. 2

2.2 Edificio 2 .............................................................................................................................. 5

2.3 Edificio 3 .............................................................................................................................. 7

2.4 Edificio Administrativo ........................................................................................................ 9

3 EVALUACIÓN DE CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS EDIFICIOS ......................................... 10

3.1 REFRACCIÓN SÍSMICA ....................................................................................................... 10

3.2 ENSAYOS DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR (SPT) ................................................................... 13

3.3 EVALUACIÓN DEL CONCRETO ........................................................................................... 14

3.3.1 Ubicación de acero de refuerzo. ............................................................................... 14

3.3.2 Martillo de Rebote (ASTM C805) .............................................................................. 15

3.3.3 Pulso Ultrasónico (ASTM C597) ................................................................................. 15

3.3.4 Potencial de Corrosión .............................................................................................. 19

3.3.5 Resistencia a la Compresión ...................................................................................... 20

3.3.6 Profundidad de Carbonatación ................................................................................. 21

4 ANÁLISIS EDIFICIO 1. ................................................................................................................. 22

4.1 Descripción del sistema estructural. ................................................................................. 22

4.2 Cargas de análisis. ............................................................................................................. 23

4.2.1 Cargas Gravitacionales: ............................................................................................. 23

4.2.2 Cargas Vivas: .............................................................................................................. 23

Page 3: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

ii

4.3 Resistencia de materiales. ................................................................................................. 23

4.4 Elementos estructurales. .................................................................................................. 24

4.5 Periodos modales de vibración. ........................................................................................ 24

4.6 Cortante sísmico VSFi – NTDS. .......................................................................................... 26

4.7 Cortante Sísmico VSFi – Pushover. .................................................................................... 27

4.8 Modelos matemáticos y resultados de análisis. ............................................................... 34

4.9 Análisis e interpretación de resultados ............................................................................. 45

5 ANÁLISIS EDIFICIO 2 .................................................................................................................. 47

5.1 Descripción del sistema estructural. ................................................................................. 47

5.2 Cargas de análisis. ............................................................................................................. 48

5.2.1 Cargas gravitacionales: .............................................................................................. 48

5.2.2 Cargas vivas: .............................................................................................................. 48

5.3 Resistencia de materiales. ................................................................................................. 48

5.4 Elementos estructurales. .................................................................................................. 49

5.5 Periodos modales de vibración. ........................................................................................ 49

5.6 Cortante sísmico VSFi – NTDS. .......................................................................................... 52

5.7 Cortante Sísmico VSFi – Pushover. .................................................................................... 53

5.8 Modelos matemáticos y resultados de análisis. ............................................................... 60

5.9 Análisis e interpretación de resultados ............................................................................. 71

6 ANÁLISIS EDIFICIO 3 .................................................................................................................. 73

6.1 Descripción del sistema estructural. ................................................................................. 73

6.2 Cargas de análisis. ............................................................................................................. 73

6.2.1 CARGAS GRAVITACIONLES: ....................................................................................... 74

6.2.2 CARGAS VIVAS: .......................................................................................................... 74

6.3 Resistencia de materiales. ................................................................................................. 74

6.4 Elementos estructurales. .................................................................................................. 75

Page 4: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

iii

6.5 Periodos modales de vibración. ........................................................................................ 75

6.6 Cortante sísmico VSFi – NTDS. .......................................................................................... 77

6.7 Cortante Sísmico VSFi – Pushover. .................................................................................... 78

6.8 Modelos matemáticos y resultados de análisis. ............................................................... 80

6.9 Análisis e interpretación de resultados ............................................................................. 86

7 ANÁLISIS EDIFICIO ADMINISTRATIVO ........................................................................................ 87

7.1 Descripción del sistema estructural. ................................................................................. 87

7.2 Cargas de análisis. ............................................................................................................. 87

7.2.1 Cargas gravitacionales: .............................................................................................. 87

7.2.2 Cargas vivas: .............................................................................................................. 87

7.3 Resistencia de materiales. ................................................................................................. 88

7.4 Elementos estructurales. .................................................................................................. 88

7.5 Periodos modales de vibración. ........................................................................................ 89

7.6 Cortante sísmico VSFi – NTDS. .......................................................................................... 90

7.7 Cortante Sísmico VSFi – Pushover. .................................................................................... 91

7.8 Modelos matemáticos y resultados de análisis. ............................................................... 93

7.9 Análisis e interpretación de resultados ............................................................................. 99

ANEXO 1. PROPIEDADES GEOMÉTRICAS Y CARACTERÍSTICAS DE ANÁLISIS, EDIFICIO 1 – MÓDULO

ORIENTE. .............................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.

ANEXO 2 PROPIEDADES GEOMÉTRICAS Y CARACTERÍSTICAS DE ANÁLISIS, EDIFICIO 1 – MÓDULO

PONIENTE. ............................................................................................ ¡Error! Marcador no definido.

ANEXO 3. PROPIEDADES GEOMÉTRICAS Y CARACTERÍSTICAS DE ANÁLISIS, EDIFICIO 2 – MÓDULO

ORIENTE. .............................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.

ANEXO 4. PROPIEDADES GEOMÉTRICAS Y CARACTERÍSTICAS DE ANÁLISIS, EDIFICIO 1 – MÓDULO

PONIENTE. ............................................................................................ ¡Error! Marcador no definido.

ANEXO 5. PROPIEDADES GEOMÉTRICAS Y CARACTERÍSTICAS DE ANÁLISIS, EDIFICIO 3 ........... ¡Error!

Marcador no definido.

Page 5: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

iv

ANEXO 6. PROPIEDADES GEOMÉTRICAS Y CARACTERÍSTICAS DE ANÁLISIS, EDIFICIO

ADMINISTRATIVO ................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.

ANEXO 7. REGISTRO FOTOGRÁFICO ..................................................... ¡Error! Marcador no definido.

REGISTRO FOTOGRÁFICO DEL TRABAJO REALIZADO ....................... ¡Error! Marcador no definido.

REGISTRO FOTOGRÁFICO – EDIFICIO 1 ............................................ ¡Error! Marcador no definido.

REGISTRO FOTOGRÁFICO – EDIFICIO 2 ............................................ ¡Error! Marcador no definido.

REGISTRO FOTOGRÁFICO – EDIFICIO 3 ............................................ ¡Error! Marcador no definido.

ANEXO 8. RESULTADOS DE LABORATORIO .......................................... ¡Error! Marcador no definido.

Page 6: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

v

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Esquema de Edificios Auscultados. ...................................................................................... 1

Figura 2. Ubicación de Módulos en Edificio 1. .................................................................................... 2

Figura 3. Ubicación de Módulos en edifico 2. ..................................................................................... 5

Figura 4. Ubicación de módulos del edificio 3. ................................................................................... 7

Figura 5. Perfil estratigráfico del suelo, Tendido 1 (Entre edificio 2 y 3) .......................................... 11

Figura 6. Perfil estratigráfico del suelo, Tendido 2 (Frente edificio 1) .............................................. 12

Figura 7. Edificio 1, Módulo Oriente Modelo SAP ............................................................................. 35

Figura 8. Mecanismo de Rotulación Plástica para un estado de análisis estático no lineal en la

dirección X, para el módulo Oriente del Edificio 1. ........................................................................... 36

Figura 9. Mecanismo de Rotulación Plástica para un estado de análisis estático no lineal en la

dirección Y, para el módulo Oriente del Edificio 1. ........................................................................... 37

Figura 10. Curva Carga Lateral vs Deformación, Pushover X. .......................................................... 38

Figura 11. Curva Carga Lateral vs Deformación, Pushover Y. .......................................................... 39

Figura 12. Edificio 1, Módulo Poniente Modelo SAP ........................................................................ 40

Figura 13. Secuencia de Rotulación Plástica para un estado del Análisis Estático No Lineal en la

dirección X. ........................................................................................................................................ 41

Figura 14. Secuencia de rotulación Plástica debido a la carga estática nolineal en la dirección Y,

para el módulo Poniente del Edificio 1. ............................................................................................ 42

Figura 15. Curva Carga Lateral vs Deformación, Pushover X. .......................................................... 43

Figura 16. Curva Carga Lateral vs Deformación, Pushover Y. .......................................................... 44

Figura 17. Modelo de Módulo Oriente, Edificio 2 en SAP ................................................................. 61

Figura 18. Esquema de rotulación plástica para un estado del análisis no lineal en la dirección X . 62

Figura 19. Esquema de rotulación plástica para un estado del análisis no lineal en la dirección Y .. 63

Figura 20. Curva de Desempeño ATC dirección X. ............................................................................ 64

Figura 21. Curva de Desempeño ATC dirección Y. ............................................................................ 65

Figura 22. Modelo de módulo Poniente, edificio 2, en SAP. ............................................................. 66

Figura 23. Modelo de rotulación plástica en análisis no lineal en la dirección X. ............................. 67

Figura 24. Modelo de rotulación en análisis no lineal en la dirección Y. .......................................... 68

Figura 25. Curva de desempeño ATC-40 dirección X ........................................................................ 69

Figura 26. Curva de desempeño ATC-40 dirección Y ........................................................................ 70

Page 7: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

vi

Figura 27. Modelo de Edificio 3 ......................................................................................................... 81

Figura 28. Deformación bajo condición máxima de deformación, dirección X. ............................... 82

Figura 29. Deformación máxima para carga lateral en dirección Y .................................................. 83

Figura 30. Curva Fuerza Lateral / Deformación, dirección X ............................................................. 84

Figura 31. Curva Carga Lateral / deformación, dirección Y ............................................................... 85

Figura 32. Modelo de Edificio administrativo ................................................................................... 94

Figura 33. Deformación bajo condición máxima de deformación, dirección X. ............................... 95

Figura 34. Deformación máxima para carga lateral en dirección Y .................................................. 96

Figura 35. Curva Fuerza Lateral / Deformación, dirección X ............................................................. 97

Figura 36. Curva Carga Lateral / deformación, dirección Y ............................................................... 98

Page 8: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

vii

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Resultados del Ensayo de Refracción Sísmica ..................................................................... 10

Tabla 2. Clasificación de Materiales según velocidad de onda compresional (Vp), ASTM D5777 .... 12

Tabla 3. Capacidad de carga admisible (Kg/cm2) en función de la profundidad explorada. ............ 13

Tabla 4. Resultados promedio de Número de Rebote ...................................................................... 15

Tabla 5. Resultados del ensayo de pulso ultrasónico - Edificio 1. ..................................................... 16

Tabla 6. Resultados del ensayo de pulso ultrasónico - Edificio Administrativo. ............................... 16

Tabla 7. Resultados del ensayo de pulso ultrasónico - Edificio 2. ..................................................... 17

Tabla 8. Resultados del ensayo de pulso ultrasónico - Edificio 2. ..................................................... 17

Tabla 9. Resultados de ensayo de pulso ultrasónico – Núcleos extraídos. ....................................... 18

Tabla 10. Resultados de potencial de corrosión en elementos estructurales. ................................. 19

Tabla 11. Cuadro resumen del ensayo de resistencia a compresión en núcleos. ............................. 20

Tabla 12. Resistencia a la compresión del concreto en los edificios evaluados. .............................. 20

Tabla 13. Profundidades de carbonatación del concreto de núcleos taladrados. ............................ 21

Tabla 14. Índice de participación modal de las masas del edificio 1. Módulo Oriente, en las

direcciones ortogonales principales. ................................................................................................. 24

Tabla 15. Índice de participación modal de las masas del edificio 1, módulo Poniente, en las

direcciones ortogonales principales. ................................................................................................. 25

Tabla 16. Índice de participación modal de las masas del edificio 2, módulo Oriente, en las

direcciones ortogonales principales. ................................................................................................. 50

Tabla 17. Índice de participación modal de las masas del edificio 2, módulo Poniente, en las

direcciones ortogonales principales .................................................................................................. 50

Tabla 18. Factores de equivalencia en paredes de Mampostería utilizado en el análisis. ............... 75

Tabla 19. Índice de participación modal de las masas del edificio 2, módulo Oriente, en las

direcciones ortogonales principales. ................................................................................................. 76

Tabla 20. Factores de Equivalencia en Paredes ................................................................................ 88

Tabla 21. Índices de participación modal .......................................................................................... 89

Page 9: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

viii

ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS

Fotografía 1. Interfaz Viga Columna con daño en fisura. .................................................................... 3

Fotografía 2. Fisura en Nudo y Pared interior desligada ..................................................................... 3

Fotografía 3. Fisuramiento por efecto Columna Corta con pared perimetral a mediana Altura. ...... 3

Fotografía 4. Fisuramiento en paredes no estructurales. ................................................................... 4

Fotografía 5. Junta de dilatación entre módulo Oriente y Poniente .................................................. 5

Fotografía 6. Vista Sur de Edificio 2, Módulo Poniente. ..................................................................... 6

Fotografía 7. Elementos Estructurales Edificio 2. ............................................................................... 6

Fotografía 8. Solera de Fundación sobre mampostería de piedra. ..................................................... 7

Fotografía 9. Estructura de techo y soleras superiores de Edificio 3. ................................................. 8

Fotografía 10. Vista de fachada Norte de Edificio 3. ........................................................................... 8

Fotografía 11. Vigueta y Bovedilla en entrepiso. ................................................................................ 9

Fotografía 12. Excavación de fundaciones en edificio Administrativo. .............................................. 9

Fotografía 13. Colocación de geófonos y configuración de equipo de refracción sísmica (Frente

edificio 1) .............................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 14. Realización de ensayo de penetración estándar – SPT (Parqueo entre edificio 2 y 3)

.............................................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 15. Detección de acero de refuerzo en losa de techo (Edificio 1) ...... ¡Error! Marcador no

definido.

Fotografía 16. Detección de acero de refuerzo en columna (Eje 1A, Edificio 1) .. ¡Error! Marcador no

definido.

Fotografía 17. Ensayo de martillo de rebote en columna (Columna 1A, edificio 1) . ¡Error! Marcador

no definido.

Fotografía 18. Ensayo de pulso ultrasónico en columna (Edificio 1) ... ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 19. Realización de extracción de núcleo mediante taladro eléctrico y broca de diamante

(Edificio 3) ............................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 20. Extracción del núcleo taladrado en columna (Edificio 3) ............. ¡Error! Marcador no

definido.

Fotografía 21. Profundidad de carbonatación, núcleo 1-A edificio 1. Profundidad obtenida: 4.4 cm

.............................................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.

Page 10: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

ix

Fotografía 22. Profundidad de carbonatación, núcleo 1-A edificio 2. Profundidad obtenida: 1.3 cm

.............................................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 23. Profundidad de carbonatación, núcleo 2-G edificio 3. Profundidad obtenida: 7.0 cm

.............................................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 24. Carbonatación presente en vigas de edificio 1, parte superior de viga (expuesta a

intemperie) ........................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 25. Realización de ensayo de resistencia a compresión no confinada en máquina

hidráulica (Laboratorio Fundación ISCYC). ........................................... ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 26. Conjunto de núcleos ensayados a compresión llevados hasta la falla (Laboratorio

Fundación ISCYC) .................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 27. Fisuras en losa de techo, edificio 1. .............................. ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 28. Abertura de fisura de 0.70 mm ubicado en losa de techo de edificio 1. ............ ¡Error!

Marcador no definido.

Fotografía 29. Acero en estado avanzado de corrosión, losa de techo edificio 1. ... ¡Error! Marcador

no definido.

Fotografía 30. Presencia de humedad en losa de techo, edificio 1. .... ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 31. Fisura en nudo viga-columna generalizado en todo el edificio No. 1 ¡Error! Marcador

no definido.

Fotografía 32. Fisura en nudo viga-columna (0.60 mm), edificio 1. .... ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 33. Fisura indicando desprendimiento de repello en viga (parte externa, viga edificio 1)

.............................................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 34. Espesor de repello de 3 centímetros en viga (parte externa, viga edificio 1) .... ¡Error!

Marcador no definido.

Fotografía 35. Colocación de extractora de núcleo – Determinación de la configuración de losa de

techo. ................................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 36. Realización de extracción de núcleo – Losa de techo, edificio 1 .. ¡Error! Marcador no

definido.

Fotografía 37. Configuración de losa de techo mediante núcleo extraído, edificio 1 ............... ¡Error!

Marcador no definido.

Fotografía 38. Vista de núcleo perforado en losa de techo, edificio 1. ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 39. Configuración del acero de refuerzo en vigas, edificio 1. ............. ¡Error! Marcador no

definido.

Page 11: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

x

Fotografía 40. Evaluación de viga de losa en voladizo, entrada edificio 1. .......... ¡Error! Marcador no

definido.

Fotografía 41. Disposición del acero de refuerzo en viga de losa en voladizo, edificio 1. ......... ¡Error!

Marcador no definido.

Fotografía 42. Disposición del acero de refuerzo en viga de losa en voladizo, edificio 1. ......... ¡Error!

Marcador no definido.

Fotografía 43. Detalle de viga de edificio No. 2 ................................... ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 44. Detalle de vigas en junta de dilatación de módulos de edificio No.2 ¡Error! Marcador

no definido.

Fotografía 45. Junta de dilatación entre módulos, edificio 2............... ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 46. Configuración geométrica y distribución de acero de refuerzo en vigas intermedias,

edificio 2. .............................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 47. Acartelado de viga en sala de espera, edificio 2. .......... ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 48. Unión de vigas a columna con altura 2.58 respecto a nivel de piso terminado en sala

de espera, edificio 2. ............................................................................ ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 49. Acero de refuerzo expuesto de losa de techo, edificio 2. ............ ¡Error! Marcador no

definido.

Fotografía 50. Detalle de viga y columna de edificio No. 3 .................. ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 51. Detalle de columna y viga de Edificio No. 3 .................. ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 52. Columna de edificio 3. .................................................. ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 53. Detalle de unión viga - columna, edificio 3................... ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 54. Detalle de unión viga - columna, edificio 3................... ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 55. Vista frontal de bodega, edificio 3. ............................... ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 56. Vista frontal de edificio 3 .............................................. ¡Error! Marcador no definido.

Fotografía 57. Vista frontal de edificio 3. ............................................. ¡Error! Marcador no definido.

Page 12: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

1

1 INTRODUCCIÓN

El presente informe contiene los resultados del diagnóstico del estado actual de cuatro edificios

del Centro de Atención al Migrante, ubicado entre el Bulevar Arturo Castellanos y la 54 Avenida

Sur, en el departamento de San Salvador.

Figura 1. Esquema de Edificios Auscultados.

El complejo de edificios del centro de Atención al Migrante, está compuesto por cuatro cuerpos de

edificios, denominados 1, 2, 3 y administrativo (ver figura 1). El trabajo realizado consistió en tres

etapas: Auscultación de edificios, ensayos en laboratorio y análisis estructural de edificaciones.

Este documento se ha estructurado para presentar inicialmente los resultados de la campaña

geotécnica así como los resultados de los ensayos hechos en campo y laboratorio en las etapas 1 y

2, luego se presenta de forma individual el análisis estructural de cada edificio, presentando los

resultados obtenidos los cuales se basan en comparar la calidad de materiales encontrada, estado

visual de elementos estructurales y resultados del modelado numérico, para clasificar las

estructuras según la guía ATC-40.

Page 13: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

2

2 INSPECCIÓN VISUAL

2.1 Edificio 1

El edificio 1, se encuentra ubicado en su dirección larga de Oriente a Poniente y el acceso principal

en el costado Norte, es una estructura dividida en dos módulos, el Oriente y el Poniente,

geométricamente similares, el módulo oriente está formado por siete marcos orientados en la

dirección X, (Oriente – Poniente) y un marco en la dirección Y, (Norte – Sur), el módulo Poniente

tiene seis marcos en la dirección X y uno en la dirección Y, el sistema resistente a cargas laterales y

gravitacionales está formado por columnas y vigas, fue construido por Constructor Técnica en el

año de 1973, según se pudo observar en la placa colocada al edificio.

Las columnas tienen una sección rectangular de 50x30cm orientando la máxima inercia en la

dirección corta, las vigas están inclinadas para conformar un techo a dos aguas, salvando un claro

de 9.50m, la cubierta es un sistema de bovedilla de barro con un topping de concreto. Los

módulos están separados por una junta de dilatación de 2.54 cm, las paredes exteriores están

ligadas a las columnas, mientras que las paredes interiores son desligadas de la estructura

principal.

Figura 2. Ubicación de Módulos en Edificio 1.

Page 14: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

3

El módulo Oriente presenta agrietamientos horizontales en la interfaz viga columna en todos los

nudos, en algunas zonas presenta agrietamiento horizontal en la interfaz columna – pared, lo que

denota la formación de plastificaciones y daños debido a cargas laterales (sismos).

Fotografía 1. Interfaz Viga Columna con daño en fisura.

Fotografía 2. Fisura en Nudo y Pared interior desligada

Fotografía 3. Fisuramiento por efecto Columna Corta con pared perimetral a mediana Altura.

Page 15: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

4

En la fotografía 3, se puede observar un daño común en los marcos del módulo poniente, este

fisuramiento atiende al efecto de columna corta generado por la pared perimetral no desligada,

además de las especificaciones de detallado del edificio ya que para la fecha de construcción la

metodología de diseño utilizada era la de esfuerzos permisibles en la que no se consideraba el

efecto dúctil de las estructuras.

Fotografía 4. Fisuramiento en paredes no estructurales.

El módulo Poniente presenta agrietamiento en 4 columnas, la pared ubicada al costado izquierdo

del acceso principal tiene fisuramientos por la interacción entre los marcos y la pared no portante,

los cuales no son de carácter estructural.

Al inspeccionar el techo se encontró que hay daños por corrosión de acero, en las vigas

rigidizadoras paralelas a la dirección larga, así como en el refuerzo inferior de la losa. (Ver Anexo 5.

Registro Fotográfico). Las fundaciones se encuentran en buenas condiciones y no hay señales de

asentamientos en ninguno de los dos módulos.

Se corroboró que el edificio administrativo fue construido junto al edificio 1, sin ninguna junta de

expansión lo que puede generar daños por choque de las dos estructuras.

Page 16: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

5

2.2 Edificio 2

El edificio 2, está ubicado paralelo al edificio 1 y está compuesto por dos módulos desligados El

módulo Oriente y el Poniente (ver figura 2).

Figura 3. Ubicación de Módulos en edifico 2.

El módulo Oriente está compuesto por 4 marcos en la dirección “X” (Oriente – Poniente) y 2

marcos en la dirección “Y” (Norte – Sur), las columnas tienen todas dimensiones de 22cm x 25cm,

y vigas principales en la dirección Y, de 35cm de peralte y 22cm de ancho, vigas secundarias de

20x20cm en la dirección X desplazadas 30 cm bajo el nivel de las vigas principales en Y.

Fotografía 5. Junta de dilatación entre módulo Oriente y Poniente

Page 17: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

6

El módulo Poniente cuenta con 11 marcos en la dirección X y 1 marco en la dirección Y, tiene los

mismos elementos estructurales que el módulo Oriente y la misma distribución de espacios. En la

visita se pudo observar que la losa es de concreto y cuenta con dos aleros en voladizo a cada lado

de la dirección larga del edificio, las losas están soportadas por vigas de 1.4m de largo acarteladas.

En las porciones de losa en voladizo se observó presencia de corrosión, fisuramientos menores y

paredes de carga portante en las direcciones más solicitadas (dirección Y). Se tiene una pared

perimetral a mediana altura que no se encuentra aislada de las columnas, lo que puede ocasionar

daños por columna corta en las columnas.

Fotografía 6. Vista Sur de Edificio 2, Módulo Poniente.

Fotografía 7. Elementos Estructurales Edificio 2.

Losa t=10cm Viga secundaria

20x20cm

Viga Principal con

Voladizo

Columna

Page 18: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

7

2.3 Edificio 3

El Edificio 3 es una estructura cuyo uso es de bodegas, está compuesto por tres cuerpos sin junta

de dilatación, su sistema constructivo es de mampostería confinada, cada uno de los cuerpos o

módulos, tienen una longitud de aproximadamente 16.5m, la altura en la parte más baja es de

3.75m de alto y en la más alta de 4.50m, la dirección larga del edificio está orientada en el eje X

(Oriente – Poniente).

Figura 4. Ubicación de módulos del edificio 3.

Las paredes y los nervios están apoyados sobre una solera de fundación colada sobre una solera

de mampostería apoyada en el suelo natural, como se puede observar en la fotografía 8, el detalle

estructural se encuentra en el anexo 8.

Fotografía 8. Solera de Fundación sobre mampostería de piedra.

EDIFICIO 3

Page 19: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

8

La configuración de cada uno de los módulos del edificio 3 es similar, todos están desplantados

25cm del terreno natural sobre la mampostería y luego tienen nervios de altura 2.6m hasta la

siguiente solera, la próxima solera tiene altura variable en cada uno de los ejes largos del edificio

para lograr la pendiente, debido a que la configuración existente no cumple con la normativa de

construcción con mampostería confinada, se evaluará como una estructura de concreto con

paredes de mampostería como arriostramiento, lo que genera un comportamiento más real al

existente.

Este edificio se encuentra en buen estado y no se apreciaron fisuras ni corrosión existente, la

estructura de techo si tiene un estado de corrosión alto, sin embargo puede evitarse con

mantenimiento preventivo.

Fotografía 9. Estructura de techo y soleras superiores de Edificio 3.

Fotografía 10. Vista de fachada Norte de Edificio 3.

Page 20: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

9

2.4 Edificio Administrativo

El edificio Administrativo se encuentra ubicado en el costado poniente del edificio 1, es una

estructura de paredes de mampostería y columnas de concreto de dos niveles de 7.00m de ancho

en la dirección X (Oriente – Poniente) y de 14.00m de largo en la dirección Y. Estructura irregular

en elevación pues el segundo nivel solamente abarca la mitad del área de la edificación, la losa de

entrepiso es de vigueta y bovedilla.

Fotografía 11. Vigueta y Bovedilla en entrepiso.

La inspección visual no se encontró fisuramientos de consideración estructural ni en las columnas

ni en las paredes, solamente en algunos repellos, lo cual es normal para este tipo de edificaciones,

no se pudo determinar la edad de la estructura.

Las fundaciones mostraron que se apoyan sobre una solera y una capa de 20cm de suelo cemento.

Fotografía 12. Excavación de fundaciones en edificio Administrativo.

Page 21: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

10

3 EVALUACIÓN DE CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS EDIFICIOS

Con el propósito de conocer tipo de suelo, grado de compacidad y contenido de humedad del

suelo sobre el que están cimentadas las estructuras, se realizaron dos ensayos de Refracción

Sísmica y cuatro ensayos de Penetración Estándar (Standard Penetration Test - SPT); a partir de las

muestras obtenidas, se llevaron a cabo los ensayos de laboratorio correspondientes a clasificación

visual–manual para propósitos de ingeniería y determinación del contenido de humedad del suelo.

A partir del ensayo de Refracción Sísmica (ASTM D 5777) es posible determinar el tipo de suelos

existentes así como su estratigrafía; lo anterior, a partir de los valores de velocidad de onda

registradas durante el ensayo, las cuales corresponden a dos tipos de onda, las ondas primarias

(ondas P) y las ondas secundarias (ondas S). Los ensayos fueron realizados en dos zonas, ubicadas

estratégicamente con el propósito de abarcar el sector aledaño a las estructuras evaluadas. (Ver

Anexo A).

Adicionalmente, se llevó a cabo cuatro ensayos de Penetración Estándar, a partir de los cuales se

estimó la capacidad de carga del suelo a diferentes profundidades del estrato de suelo evaluado, y

se obtuvo muestras del mismo, a partir de las cuales se realizó la clasificación de suelos para

propósitos de ingeniería, y se determinó la condición de la humedad del suelo.

3.1 REFRACCIÓN SÍSMICA

Se realizaron dos tendidos, el primero ubicado en el parqueo frente al Edificio No. 3, y el segundo

frente al Edificio No. 1 (Ver Anexo B). El resumen de los resultados obtenidos se presenta a

continuación en la Tabla 1.

Tabla 1. Resultados del Ensayo de Refracción Sísmica

Perfil Vp (m/s) Vs (m/s) Espesores (m)

Estrato 1 Estrato 2 Estrato 1 Estrato 2 Estrato 1 Estrato 2

1 270 380 136 188 6.00 > 10.00

2 296 437 149 215 6.00 > 10.00

Page 22: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

11

Con base en los resultados mostrados en la tabla anterior, se determinó que la velocidad medida

para la onda compresional (Vp) fue de 270 m/s para el primer estrato, que tiene una profundidad

de 3 a 6 m; para el segundo estrato, que posee más de 10 metros de profundidad en el tendido 1,

el valor de la velocidad medida para la onda compresional (Vp) corresponde a 380 m/s.

Para el tendido 2, la velocidad medida para la onda compresional (Vp) fue de 296 m/s en el primer

estrato, de profundidad de 3 a 6 m. El estrato 2 presentó una velocidad compresional (Vp) de 437

m/s a una profundidad mayor de 10 metros.

Es importante destacar que debido a la topografía del terreno, el tendido 2 se realizó 2.5 m abajo

del nivel respecto al tendido 1, presentando el tendido 2 valores ligeramente arriba a los del

tendido 1.

Las figuras 1 y 2 presentan el perfil estratigráfico del suelo para cada tendido de ensayo realizado.

Figura 5. Perfil estratigráfico del suelo, Tendido 1 (Entre edificio 2 y 3)

Page 23: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

12

Figura 6. Perfil estratigráfico del suelo, Tendido 2 (Frente edificio 1)

A partir de la velocidad de onda compresional (Vp), identificó el material presente en el sitio,

observándose que los valores de velocidad obtenidos van de 270 a 437 m/s, corresponden a un

suelo intemperizado (ver tabla 2). Es importante mencionar que a partir de la clasificación de

suelos realizada en las muestras de suelo recuperadas en los ensayos SPT, se determinó que los

suelos presentes en el lugar presentan características de suelos tipo arena limosa no plástica.

Tabla 2. Clasificación de Materiales según velocidad de onda compresional (Vp), ASTM D5777

Page 24: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

13

3.2 ENSAYOS DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR (SPT)

Se realizaron cuatro ensayos de penetración estándar (SPT), dos de ellos realizados dentro del

tendido de refracción sísmica # 1, y otros dos ensayos SPT realizados dentro del tendido de

refracción sísmica #2.

Los sondeos SPT-1 y SPT-2 están ubicados entre edificios 2 y 3; los sondeos SPT-3 y SPT-4 están

ubicados frente a edificio 1.

De acuerdo a los resultados de estos ensayos, el edificio 1 está asentado (al nivel de desplante de

fundación) sobre un suelo con una capacidad admisible de 0.83 a 0.92 kg/cm2. Los edificios 2 y 3

sobre un suelo con capacidad admisible de 0.67 a 0.75 kg/cm2. (Ver tabla 3)

Tabla 3. Capacidad de carga admisible (Kg/cm2) en función de la profundidad explorada.

PROFUNDIDAD SPT-1

Qadmisible (kg/cm2) SPT-2

Qadmisible (kg/cm2) SPT-3

Qadmisible (kg/cm2) SPT-4

Qadmisible (kg/cm2)

0.00 a 0.45 0.42 0.67 0.83 0.92

0.45 a 0.90 0.75 0.42 1.25 0.25

0.90 a 1.35 0.92 0.50 0.75 0.25

1.35 a 1.80 1.42 0.92 1.33 0.58

1.80 a 2.25 0.75 0.67 1.25 0.50

2.25 a 2.70 1.17 1.17 2.75 1.50

2.70 a 3.15 1.17 1.42 2.92 1.42

3.15 a 3.60 1.58 1.50 1.92 1.42

3.60 a 4.05 1.50 1.42 2.92 1.83

4.05 a 4.50 2.08 2.33 3.33 1.92

4.50 a 4.95 2.25 2.25 3.58 2.17

Page 25: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

14

3.3 EVALUACIÓN DEL CONCRETO

Con el propósito de conocer las propiedades mecánicas del concreto que conforma los elementos

estructurales en los edificios evaluados, se realizaron los siguientes ensayos:

- Ubicación del acero de refuerzo, para determinar el diámetro de las varillas de acero de

refuerzo, su espaciamiento y el espesor de recubrimiento de los elementos estructurales.

- Martillo de Rebote, para conocer la homogeneidad del concreto en los elementos

evaluados.

- Pulso Ultrasónico, para evaluar la calidad relativa del concreto, a través de la

determinación de la velocidad de pulso, y la determinación el módulo de elasticidad

dinámico.

- Potencial de corrosión, que es un indicativo que permite conocer si la estructura presenta

algún grado de corrosión, o altas probabilidades que se esté generando este fenómeno en

el acero de refuerzo.

- Extracción de núcleos, obteniendo especímenes con diámetros de aproximadamente 3

pulgadas, los cuales fueron ensayados para conocer la resistencia a compresión del

concreto.

- Profundidad de carbonatación, a partir del cual se determina la pérdida de alcalinidad en

el concreto, que propicia la acción de corrosión en el acero de refuerzo.

El detalle de los resultados obtenidos a partir de los ensayos descritos numeral anteriormente, se

presentan a continuación:

3.3.1 Ubicación de acero de refuerzo.

La ubicación del acero de refuerzo se llevó a cabo en los elementos estructurales

(columnas, vigas y losa) que conforman cada uno de los edificios evaluados, utilizando el

equipo Profometer 5+. En el Anexo 8 se encuentran los resultados de los elementos

evaluados.

Page 26: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

15

3.3.2 Martillo de Rebote (ASTM C805)

Se realizó un total de 34 ensayos para determinación de la homogeneidad del concreto,

distribuyéndose en todos los edificios evaluados. El análisis estadístico correspondiente se realizó

a partir de los resultados obtenidos, los cuales se muestran en la tabla siguiente:

Tabla 4. Resultados promedio de Número de Rebote

Edificio Elemento evaluado

Cantidad de ensayos

Número de rebote del concreto endurecido

1 Columna 11 44

Viga 4 47

Administrativo Columna 2 41

Viga 1 39

2 Columna 11 39

3 Columna 5 36

Con base en valores mostrados en la tabla anterior, y tomando en cuenta los registros de cada uno

de los ensayos de martillo de rebote realizados (ver Anexo 8), se determinó que de acuerdo con

los criterios establecidos en el ACI 228.1 (Métodos In Situ para la determinación de la resistencia

del concreto) Y ACI 228.2 (Ensayos no destructivos para la evaluación del concreto en obras), el

concreto que conforma los elementos estructurales de las edificaciones evaluadas no es

homogéneo, ya que los resultados de número de rebote obtenidos presentan variaciones

promedio en el orden de 9% a 18%.

3.3.3 Pulso Ultrasónico (ASTM C597)

Se realizó la medición en campo de la velocidad de pulso ultrasónico en un total de 26 elementos

estructurales (vigas y columnas); adicionalmente, se realizó la medición en laboratorio a las

muestras (núcleos) extraídos.

En las tablas que se muestran a continuación, se presenta el resultado obtenido en los elementos

estructurales de cada uno de los edificios evaluados.

Page 27: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

16

Edificio 1

Tabla 5. Resultados del ensayo de pulso ultrasónico - Edificio 1.

Tal como se muestra en la tabla 5, la calidad relativa del concreto en los elementos estructurales

del edificio 1 es predominantemente pobre.

Edificio Administrativo

Tabla 6. Resultados del ensayo de pulso ultrasónico - Edificio Administrativo.

Los valores obtenidos del edificio administrativo corresponden a una calidad relativa de concreto

pobre a ligeramente bueno.

Ensayo Velocidad Calidad Relativa

N° (m/s) del Concreto

1 COLUMNA-1A 2.52 NTN 2508 Pobre

2 COLUMNA-1A 1.49 NTN 4681 Muy bueno

3 COLUMNA-1C 2.50 NPT 3041 Ligeramente bueno

4 COLUMNA-1C 1.60 NPT 3258 Bueno

5 COLUMNA-2E 2.58 NPT 2800 Pobre

6 COLUMNA-2E 1.71 NPT 2900 Pobre

7 COLUMNA-1H 2.25 NPT 2804 Pobre

8 COLUMNA-1H 1.63 NPT 2759 Pobre

9 COLUMNA-2L 2.26 NPT 3468 Ligeramente bueno

10 VIGA 1E - 2E 3627 Bueno

11 VIGA 2E - 1E 2900 Pobre

12 VIGA 1C-2C 2901 Pobre

13 VIGA 1B-2B 3073 Ligeramente bueno

Elemento Ubicación

Ensayo Velocidad Calidad Relativa

N° (m/s) del Concreto

14 COLUMNA-2O 1.84 NPT 3001 Ligeramente bueno

15 VIGA 2P-1P 2503 Pobre

Elemento Ubicación

Page 28: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

17

Edificio 2

Tabla 7. Resultados del ensayo de pulso ultrasónico - Edificio 2.

En el edificio 2, los resultados obtenidos muestran que la calidad relativa del concreto que

predomina es pobre.

Edificio 3

Tabla 8. Resultados del ensayo de pulso ultrasónico - Edificio 2.

Los resultados obtenidos en el edificio 3 corresponden a una calidad relativa del concreto

predominantemente pobre.

En general, con base en los resultados obtenidos en campo, se considera que el concreto que

compone los elementos estructurales que conforman el edificio, tiene características no

homogéneas, y posee una calidad pobre.

Ensayo Velocidad Calidad Relativa

N° (m/s) del Concreto

16 COLUMNA-2F 1.95 NPT 2530 Pobre

17 COLUMNA-2P 1.40 NPT 2690 Pobre

18 COLUMNA-2M 2.06 NPT 2075 Pobre

19 COLUMNA-2A 2.45 NPT 3188 Ligeramente bueno

20 COLUMNA-C2I 1.70 NPT 2337 Pobre

21 COLUMNA-C1N 1.20 NPT 2533 Pobre

22 COLUMNA-C1E 1.30 NPT 3571 Bueno

23 COLUMNA-C1E 2.00 NPT 1578 Muy pobre

Elemento Ubicación

Ensayo Velocidad Calidad Relativa

N° (m/s) del Concreto

24 VIGA 1G - 2G 2621 Pobre

25 COLUMNA-2G 2.00 NPT 1929 Pobre

26 COLUMNA-1D 1.30 NPT 2941 Pobre

Elemento Ubicación

Page 29: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

18

Núcleos de concreto extraídos

Tabla 9. Resultados de ensayo de pulso ultrasónico – Núcleos extraídos.

Los resultados de velocidad de pulso ultrasónico obtenidos en los núcleos extraídos muestran que

la calidad relativa del concreto es de ligeramente buena a buena.

Es importante mencionar que existe una mejora sustancial de la calidad relativa, respecto a los

resultados obtenidos en los ensayos realizados en campo, lo cual muy probablemente está

relacionado con la configuración del ensayo (transmisión directa).

A partir de los resultados obtenidos en laboratorio, se considera que el concreto que compone los

elementos estructurales que conforman el edificio, tiene características no homogéneas, y posee

una calidad de ligeramente buena a buena.

Ensayo Velocidad Calidad Relativa

N° (m/s) del Concreto

1 Columna ( 2-E) Edificio 1 3291 Ligeramente bueno

2 Columna ( 1-A) Edificio 1 3187 Ligeramente bueno

3 Columna ( 1-C) Edificio 1 3914 Bueno

4 Columna ( 2-O) Edificio Administrativo 3299 Ligeramente bueno

5 Columna (3-P) Edificio Administrativo 3593 Bueno

6 Columna ( 1-A) Edificio 2 3564 Bueno

7 Columna ( 1-S) Edificio 2 3354 Ligeramente bueno

8 Columna ( 1-N) Edificio 2 3294 Ligeramente bueno

9 Columna ( 2-G) Edificio 3 3000 Ligeramente bueno

10 Columna ( 1-D) Edificio 3 3893 Bueno

11 Columna ( 1-I) Edificio 3 3586 Bueno

Elemento Ubicación

Page 30: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

19

3.3.4 Potencial de Corrosión

El ensayo de potencial de corrosión se realizó estratégicamente en 13 puntos, reportando los

resultados que se muestran en la tabla 10.

Tabla 10. Resultados de potencial de corrosión en elementos estructurales.

EDIFICIO 1

Ubicación Presencia de Corrosión Valor Determinante

Columna 2E (1.20m NPT) No -0.055

Columna 2E (2.50m NPT, nudo) Si -0.372

Viga 2E No -0.057

Viga 1C No -0.144

Losa entre ejes B - C Probable -0.288

Viga 1B No -0.163

EDIFICIO ADMINISTRATIVO

Columna 2Q (1.70m NPT) No -0.101

Columna 3P (1.70m NPT) No -0.099

EDIFICIO 2

Columna 1N (1.70m NPT) No -0.085

Columna 2E (1.70m NPT) No -0.090

EDIFICIO 3

Columna 1K (1.20m NPT) Probable -0.278

Columna 1K (2.50m NPT) Probable -0.250

Viga 2I No -0.033

Con base en lo indicado en la norma ASTM C876, los valores mayores (menos negativos) que -0.20

indican que más del 90% de las barras de refuerzo no tienen problemas de corrosión, entre -0.20 y

-0.35 la corrosión es incierta, sin embargo que puede estarse desarrollando, y valores más

negativos que -0.20 indican que más del 90% de las barras de refuerzo tienen problemas de

corrosión.

Page 31: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

20

3.3.5 Resistencia a la Compresión

Se llevó a cabo el ensayo de resistencia a la compresión en los núcleos de concreto de los

elementos seleccionados previamente. Los resultados obtenidos se muestran a continuación en la

tabla 11.

Tabla 11. Cuadro resumen del ensayo de resistencia a compresión en núcleos.

Con base en los resultados obtenidos, se observa que en general la resistencia del concreto de los

elementos en los edificios evaluados es variable, lo cual podría deberse a la diferencia de edad de

las construcciones. Sin embargo, para efectos de realizar un modelo estructural de cada uno de los

edificios, se considerarán las resistencias que se describen a continuación en la tabla 12.

Tabla 12. Resistencia a la compresión del concreto en los edificios evaluados.

Edificio Resistencia a la compresión del concreto (kg/cm2)

1 180

Administrativo 170

2 280

3 160

Núcleo Ubicación Diámetro ÁreaAltura

CabeceadaRelación Factor de Carga Esfuerzo

Esfuerzo

Corregido

No. (cm) (cm2) (cm) L/D Corrección (kg) (Kg/cm

2) (kg/cm²)

1 2-E 7.03 38.8 14.3 2.03 1.00 7200 185 185

2 1-A 7.03 38.8 14.6 2.08 1.00 5870 151 151

3 1-C 7.06 39.1 14.2 2.01 1.00 14510 371 371

4 2-O 7.02 38.7 14.3 2.04 1.00 6660 172 172

5 3-P 7.02 38.7 9.2 1.31 0.94 17790 460 432

6 1.A 7.06 39.1 13.3 1.88 1.00 12150 310 310

7 1-S 7.03 38.8 14.2 2.02 1.00 10980 283 283

8 1-N 4.55 16.3 9.0 1.98 1.00 4960 305 305

9 2-G 7.05 39.0 14.0 1.99 1.00 6520 167 167

10 1-D 7.01 38.6 8.7 1.24 0.93 4000 104 96

11 1-I 7.00 38.5 14.2 2.03 1.00 8500 221 221

E D I F I C I O 1

E D I F I C I O A D M I N I S T R A T I V O

E D I F I C I O 2

E D I F I C I O 3

Page 32: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

21

3.3.6 Profundidad de Carbonatación

La carbonatación fue realizada a los núcleos extraídos, aplicando inicialmente humedad al

espécimen, posteriormente se aplicó solución de fenolftaleína para observar la reacción de ésta

ante la alcalinidad del cemento. Los núcleos que presentaron color rosado o magenta indican que

no existe carbonatación; los que no presentaron coloración alguna, indican que el elemento está

carbonatado, en estos casos se procedió a medir el espacio que no está coloreado.

En la tabla 13 se muestran las profundidades de carbonatación registradas.

Tabla 13. Profundidades de carbonatación del concreto de núcleos taladrados.

Núcleo UbicaciónProfundidad

Extraccion

Espesor

Repello

Profundidad

Carbonatación

No. (cm) (cm) (cm)

1 2-E 22.30 0.0 6.1

2 1-A 22.20 0.0 4.4

3 1-C 20.50 0.0 5.9

4 2-O 25.50 0.0 4.1

5 3-P 16.20 2.0 2.0

6 1.A 17.00 2.9 1.3

7 1-S 25.20 2.0 2.0

8 1-N 9.70 0.0 6.0

9 2-G 18.20 0.8 7.0

10 1-D 14.00 1.7 5.0

11 1-I 17.20 1.4 4.6

E D I F I C I O 1

E D I F I C I O A D M I N I S T R A T I V O

E D I F I C I O 2

E D I F I C I O 3

Page 33: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

22

4 ANÁLISIS EDIFICIO 1.

4.1 Descripción del sistema estructural.

El edificio 1 es una estructura de un nivel compuesta por dos módulos, un módulo poniente con 7

marcos de concreto y un módulo oriente con 8 marcos de concreto, ambos con 2 marcos en la

dirección Sur-Norte, el módulo Poniente tienen 28m de largo por 10.55m de ancho y una altura

de 2.70m en su parte más baja. El módulo Oriente tiene 24m de largo por 10.55m de ancho y una

altura de 2.7m en su parte más baja

El edificio 1 se clasifica en base a su sistema resistente de cargas laterales como de marcos de

concreto con detallado ordinario (ya que no se cuenta con planos de diseño original, se asume que

el detallado será ordinario). El edificio se encuentra apoyado mediante un sistema de zapatas

aisladas bajo cada columna de dimensiones 2.10 m x 2.10 m con una cota de desplante de al

menos 1.95 m, cuenta con tensores en la dirección corta y está apoyado directamente sobre el

terreno.

El techo está compuesto por losas de bovedilla con una sobrecapa de concreto, las cuales por sus

características se pueden considerar como diafragmas semi-rígidos; las paredes exteriores e

interiores del edificio son de mampostería con ladrillo de barro, no se encuentran desligadas de la

estructura principal por lo que se utilizó la metodología propuesta por Bazán (1980) idealizando

los muros confinados como una diagonal equivalente en compresión dentro del marco.

Según la Norma Técnica para Diseño por Sismo de la República de el salvador, el edifico se

caracteriza como un sistema tipo A, es decir estructuras formadas por marcos no arriostrados que

soportan la totalidad de las cargas laterales y gravitacionales, el edificio en su elevación y en

planta es catalogado como regular.

La obra fue construida en 1973, ha soportado los terremotos 1986 y 2001, con al menos 41 años

de estar en servicio.

Page 34: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

23

4.2 Cargas de análisis.

Actualmente el edificio 1 módulo Poniente está en uso para actividades diversas, mientras que el

módulo Oriente sirve como bodega, las losas de techo no tienen sobrecargas de relevancia, en

general la estructura está sometida básicamente a las cargas propias del peso de la misma.

Las principales cargas utilizadas en el análisis se listan a continuación (el peso propio de los

elementos estructurales ha sido considerado automáticamente en el análisis):

4.2.1 Cargas Gravitacionales:

Peso volumétrico del concreto 2255 kg/m3

Peso volumétrico del acero 7850 kg/m3

Peso volumétrico de la mampostería 1200 kg/ m3

4.2.2 Cargas Vivas:

Gravitacional de azotea 150 kg/m2

Sismo de entrepiso 150 kg/m2

4.3 Resistencia de materiales.

Los valores de los materiales utilizados en el análisis son los mismos para cada uno del os módulos

del edificio 1.

Relacionando los resultados de los núcleos de concreto extraídos, así como

los valores de Numero de Rebote y Velocidades de Pulso en el concreto, se ha

estimado la resistencia del concreto como fc’=180 kg/cm2, con un módulo de

elasticidad estático de 125,579 kg/cm2

Al no existir información del acero de refuerzo, se ha asumido una resistencia

fy=2800 kg/cm2 (Grado 40) con un esfuerzo último de fluencia de fu=4200

kg/cm².

Page 35: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

24

De acuerdo a los resultados del Reporte de Investigación Geofísica, se ha

utilizado un Suelo S3 de acuerdo a la “Norma Técnica de Diseño por Sismo de

la Republica de El Salvador” y un suelo tipo D según el IBC (International

Building Code 1996) en base a la velocidad de onda determinada mediante la

prospección sísmica.

4.4 Elementos estructurales.

Las dimensiones y ubicación de los principales elementos estructurales de vigas y columnas, y su

respectivo acero de refuerzo necesarios para los alcances de la presente sección, se detallan en los

planos del anexo 8.

4.5 Periodos modales de vibración.

Para la determinación de los periodos de vibración del edificio, se ha utilizado el método de

cálculo de Vectores Ritz. A continuación se detallan los resultados y resaltan los periodos

fundamentales en las direcciones “X” y “Y” del edificio 1, tanto para el módulo Oriente como para

el Módulo Poniente.

Tabla 14. Índice de participación modal de las masas del edificio 1. Módulo Oriente, en las direcciones ortogonales principales.

Índices de Participación Modal de Masas

Caso Análisis

Tipo de paso

Modo de vibración Periodo UX UY SumUX SumUY

Sec

MODAL Mode 1 0.549625 0.000000164 0.977 0.000000164 0.977

MODAL Mode 2 0.336102 0.004637 0.0006956 0.004637 0.978

MODAL Mode 3 0.328219 0.00004879 0.0005089 0.004686 0.978

MODAL Mode 4 0.312862 0.02 0.0002968 0.024 0.979

MODAL Mode 5 0.202595 0.045 0.00001864 0.069 0.979

MODAL Mode 6 0.2001 0.86 0.000003273 0.929 0.979

MODAL Mode 7 0.198897 0.013 0.00005885 0.942 0.979

MODAL Mode 8 0.152286 0.00002177 0.000001136 0.942 0.979

MODAL Mode 9 0.090931 0.0001971 0.000006992 0.942 0.979

MODAL Mode 10 0.089287 0.0003676 0.00005144 0.943 0.979

MODAL Mode 11 0.08172 0.00006334 0.0004526 0.943 0.979

MODAL Mode 12 0.080448 0.0004245 0.000441 0.943 0.98

Page 36: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

25

Tabla 15. Índice de participación modal de las masas del edificio 1, módulo Poniente, en las direcciones ortogonales principales.

Índices de Participación Modal de Masas

Caso Análisis

Tipo de paso

Modo de vibración Periodo UX UY SumUX SumUY

Sec

MODAL Mode 1 0.545777 2.776E-07 0.97 2.776E-07 0.97

MODAL Mode 2 0.328212 0.0004764 0.002225 0.0004766 0.972

MODAL Mode 3 0.306006 0.019 0.0001593 0.019 0.973

MODAL Mode 4 0.303127 0.018 0.00004971 0.038 0.973

MODAL Mode 5 0.237628 0.00166 0.008187 0.039 0.981

MODAL Mode 6 0.205219 0.906 0.000002396 0.945 0.981

MODAL Mode 7 0.172128 0.001798 0.000002561 0.947 0.981

MODAL Mode 8 0.125767 0.0002562 0.0001203 0.947 0.981

MODAL Mode 9 0.083829 0.000126 0.0001491 0.947 0.981

MODAL Mode 10 0.081299 0.0004224 0.001594 0.948 0.983

MODAL Mode 11 0.079859 0.00007866 0.002946 0.948 0.986

MODAL Mode 12 0.079074 0.00007878 0.00001832 0.948 0.986

Los periodos fundamentales de vibración son:

Edificio 1, módulo Oriente

Tx 0.20 s

Ty 0.56 s

Edificio 1, módulo Poniente

Tx: 0.21 s

Ty: 0.55 s

Page 37: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

26

4.6 Cortante sísmico VSFi – NTDS.

El Cortante Sísmico VSFi, se ha calculado para cada módulo de acuerdo a la fórmula de análisis

estático recomendada en la “Norma Técnica de Diseño por Sismo de la Republica de El Salvador”:

Dónde:

Cs coeficiente sísmico que afecta el peso del edificio

W=255 Ton. Peso del edificio para el cálculo del cortante sísmico

Wp=217 Ton.

A = 0.40 factor de zonificación para Zona I

I = 1.0 factor de importancia III (Ocupación normal)

C0 = 3.00 y T0 = 0.60 factor de sitio (Suelo tipo S2)

R = 5 factor de modificación de respuesta del edificio

Edificio 1, Oriente

Tx= 0.200 seg. Período fundamental de vibración en la dirección “X”

Ty= 0.550. seg. Período fundamental de vibración en la dirección “Y”

T0 < TX,Y < 6 T0 NTDS 4.2.1 (usar T=0.6s)

Page 38: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

27

Edificio 1, Poniente

Tx= 0.205 seg. Período fundamental de vibración en la dirección “X”

Ty= 0.546. seg. Período fundamental de vibración en la dirección “Y”

T0 < TX,Y < 6 T0 NTDS 4.2.1 (usar Tx=0.5)

4.7 Cortante Sísmico VSFi – Pushover.

El criterio de aceptación de formación de una Rótula Plástica se toma de acuerdo a la curvatura del

material

CRITERIO DE ACEPTACION DE ROTULAS PLASTICAS.

La definición de los Cortantes Sísmicos VSFy para las direcciones “X” y “Y” producto del análisis de

Pushover, se resumen a continuación (Ver apartado “modelos matemáticos y resultados del

análisis” de la presente sección para detalles):

Page 39: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

28

EDIFICIO 1, Módulo Oriente Dirección X

VSFi= 61.2 (Ton)

Δ= 6 (cm)

VSFY 405.33 (Ton)

ΔFy= 1.95 (cm)

VSFu 581.07 (Ton)

ΔFu= 3.02 (cm)

CE = 6.62

ID = 1.55

Δx V

cm Ton A - B Bt - IO IO - LS LS - CP CP - C C - D D - E >E Total

0 0.00 0.00 124 0 0 0 0 0 0 0 124

1 0.44 98.80 124 0 0 0 0 0 0 0 124

2 0.90 197.68 124 0 0 0 0 0 0 0 124

3 1.31 284.50 122 2 0 0 0 0 0 0 124

4 1.95 405.33 110 12 2 0 0 0 0 0 124

5 2.47 494.15 103 12 9 0 0 0 0 0 124

6 3.02 581.07 99 11 9 4 0 0 1 0 124

7 3.02 601.88 98 12 9 4 0 0 1 0 124

8 3.52 701.27 87 23 9 4 0 0 1 0 124

9 4.10 792.45 68 42 9 4 0 0 1 0 124

10 4.27 815.78 65 43 11 3 0 0 2 0 124

11 4.27 803.45 60 48 11 3 0 0 2 0 124

12 4.81 902.89 56 51 12 3 0 0 2 0 124

13 5.41 1005.65 53 54 9 6 0 0 2 0 124

14 5.56 1030.46 52 54 10 4 1 0 3 0 124

15 5.56 1037.67 51 54 10 5 1 0 3 0 124

16 5.57 1039.42 51 54 10 5 1 0 3 0 124

CURVA PUSHOVER, EDIFICIO 1 MÓDULO ORIENTE DIRECCIÓN X

N T D S (1994)

E L Á S T I C O

P O S T - E L A S T I C O

PASOCRIETERIO DE ACEPTACIÓN (RÓTULAS PLÁSTICAS)

0.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1,000.00

1,200.00

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00

V (

Ton

)

Δx cm

Page 40: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

29

EDIFICIO 1, Módulo Oriente Dirección Y

VSFi= 57.46 (Ton)

Δ= 6 (cm)

VSFY 61.40 (Ton)

ΔFy= 1.60 (cm)

VSFu 97.04 (Ton)

ΔFu= 3.46 (cm)

CE = 1.07

ID = 2.17

Δx V

cm Ton A - B Bt - IO IO - LS LS - CP CP - C C - D D - E >E Total

0 -0.8827 0.00 124 0 0 0 0 0 0 0 124

1 -0.416 12.58 124 0 0 0 0 0 0 0 124

2 0.0507 25.17 124 0 0 0 0 0 0 0 124

3 0.5173 37.76 124 0 0 0 0 0 0 0 124

4 0.7049 42.82 122 2 0 0 0 0 0 0 124

5 1.5969 61.40 116 7 1 0 0 0 0 0 124

6 2.0636 70.33 116 0 8 0 0 0 0 0 124

7 2.5303 79.24 116 0 8 0 0 0 0 0 124

8 2.9969 88.15 116 0 8 0 0 0 0 0 124

9 3.4636 97.04 116 0 4 4 0 0 0 0 124

10 3.9303 105.93 116 0 0 8 0 0 0 0 124

11 4.1668 110.43 113 3 0 7 0 0 1 0 124

12 4.1668 114.13 114 2 0 7 0 0 1 0 124

13 4.7173 126.02 107 9 0 7 0 0 1 0 124

CURVA PUSHOVER, EDIFICIO 1 MÓDULO ORIENTE DIRECCIÓN Y

N T D S (1994)

E L Á S T I C O

P O S T - E L A S T I C O

PASOCRIETERIO DE ACEPTACIÓN (RÓTULAS PLÁSTICAS)

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

0 1 2 3 4 5

V (

Ton

)

Δx cm

Page 41: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

30

EDIFICIO 1, Módulo Poniente Dirección X

VSFi= 52.19 (Ton)

Δ= 6 (cm)

VSFY 338.27 (Ton)

ΔFy= 2.13 (cm)

VSFu 460.02 (Ton)

ΔFu= 3.15 (cm)

CE = 6.48

ID = 1.48

Δx V

cm Ton A - B Bt - IO IO - LS LS - CP CP - C C - D D - E >E Total

0 -0.0281 0.00 108 0 0 0 0 0 0 0 108

1 0.4386 76.39 108 0 0 0 0 0 0 0 108

2 0.9053 152.84 108 0 0 0 0 0 0 0 108

3 1.3719 229.35 108 0 0 0 0 0 0 0 108

4 1.4527 242.61 105 3 0 0 0 0 0 0 108

5 2.1283 338.27 99 7 2 0 0 0 0 0 108

6 2.6494 401.84 90 11 7 0 0 0 0 0 108

7 3.1507 460.02 85 13 9 1 0 0 0 0 108

8 3.38 485.57 84 13 7 3 0 0 1 0 108

9 3.3801 507.80 80 17 7 3 0 0 1 0 108

10 3.8844 579.18 71 26 7 3 0 0 1 0 108

11 4.3679 634.95 62 35 6 4 0 0 1 0 108

12 4.9333 686.03 59 34 9 4 1 0 1 0 108

13 5.0071 692.24 59 33 10 3 0 0 3 0 108

14 5.0072 707.75 55 36 11 3 0 0 3 0 108

15 5.5719 785.24 50 38 13 4 0 0 3 0 108

CURVA PUSHOVER, EDIFICIO 1 MÓDULO PONIENTE DIRECCIÓN X

N T D S (1994)

E L Á S T I C O

P O S T - E L A S T I C O

PASOCRIETERIO DE ACEPTACIÓN (RÓTULAS PLÁSTICAS)

0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

700.00

800.00

900.00

0 1 2 3 4 5 6

V (

Ton

)

Δx cm

Page 42: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

31

EDIFICIO 1, Módulo Poniente Dirección Y

VSFi= 57.46 (Ton)

Δ= 6 (cm)

VSFY 464.53 (Ton)

ΔFy= 1.09 (cm)

VSFu 813.22 (Ton)

ΔFu= 3.13 (cm)

CE = 8.08

ID = 2.87

Δx V

cm Ton A - B Bt - IO IO - LS LS - CP CP - C C - D D - E >E Total

0 -0.8572 0 108 0 0 0 0 0 0 0 108

1 -0.3906 111.3754 108 0 0 0 0 0 0 0 108

2 0.0761 222.7649 108 0 0 0 0 0 0 0 108

3 0.5428 334.1674 108 0 0 0 0 0 0 0 108

4 1.0094 445.5829 107 1 0 0 0 0 0 0 108

5 1.091 464.526 105 3 0 0 0 0 0 0 108

6 1.7263 577.363 101 7 0 0 0 0 0 0 108

7 2.1929 656.0655 101 0 7 0 0 0 0 0 108

8 2.6596 734.6858 101 0 7 0 0 0 0 0 108

9 3.1263 813.2246 101 0 7 0 0 0 0 0 108

10 3.5929 891.6822 101 0 7 0 0 0 0 0 108

11 4.0596 970.0593 101 0 0 7 0 0 0 0 108

12 4.5263 1048.356 100 1 0 6 0 0 1 0 108

13 4.5263 1109.656 100 1 0 6 0 0 1 0 108

14 4.7428 1151.027 95 6 0 6 0 0 1 0 108

CURVA PUSHOVER, EDIFICIO 1 MÓDULO ORIENTE DIRECCIÓN Y

N T D S (1994)

E L Á S T I C O

P O S T - E L A S T I C O

PASOCRIETERIO DE ACEPTACIÓN (RÓTULAS PLÁSTICAS)

0.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1,000.00

1,200.00

1,400.00

0 1 2 3 4 5

V (

Ton

)

Δx cm

Page 43: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

32

La Capacidad Estructural (CE) en las direcciones “X” y “Y”, se resume a continuación:

Edificio 1, Módulo Oriente.

El Índice de Ductilidad (ID) en las direcciones “X” y “Y”, se resume a continuación:

∆Fu: Desplazamiento post-elástico, en el momento que se tiene de

un número suficiente de rotulas plásticas o se forma un

mecanismo de falla en el edificio.

∆Fy: Desplazamiento elástico de fluencia, en el momento en que se

forma la primera rótula plástica.

Page 44: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

33

Edificio 1, Módulo Poniente.

El Índice de Ductilidad (ID) en las direcciones “X” y “Y”, se resume a continuación:

∆Fu: Desplazamiento post-elástico, en el momento que se tiene de

un número suficiente de rotulas plásticas o se forma un

mecanismo de falla en el edificio.

∆Fy: Desplazamiento elástico de fluencia, en el momento en que se

forma la primera rótula plástica.

Page 45: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

34

4.8 Modelos matemáticos y resultados de análisis.

A continuación se detallan los modelos utilizados en los Análisis Modal y Estático No Lineal de

Pushover, principalmente:

- Modelos matemáticos.

- Modelos de Análisis Modales con Vectores Ritz.

- Curvas Cortante – Deformación de Pushover.

- Secuencia y ubicación de Rotulas Plásticas.

El modelo matemático empleado para el análisis de las cargas estáticas, cargas modales, cargas

sísmicas estáticas y cargas sísmicas estáticas no lineales, se realizó en el software SAP2000 v14.2.4

Advanced.

Page 46: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

35

EDIFICIO 1 – MÓDULO ORIENTE

Figura 7. Edificio 1, Módulo Oriente Modelo SAP

Page 47: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

36

EDIFICIO 1 – MÓDULO ORIENTE

SECUENCIA DE ROTULACIONES CRÍTICA

Figura 8. Mecanismo de Rotulación Plástica para un estado de análisis estático no lineal en la dirección X, para el módulo Oriente del Edificio 1.

Page 48: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

37

EDIFICIO 1 – MÓDULO ORIENTE

SECUENCIA DE ROTULACIONES CRÍTICA

Figura 9. Mecanismo de Rotulación Plástica para un estado de análisis estático no lineal en la dirección Y, para el módulo Oriente del Edificio 1.

Page 49: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

38

EDIFICIO 1 – MÓDULO ORIENTE

CURVA PUSHOVER X

Figura 10. Curva Carga Lateral vs Deformación, Pushover X.

Page 50: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

39

EDIFICIO 1 – MÓDULO ORIENTE

CURVA PUSHOVER Y

Figura 11. Curva Carga Lateral vs Deformación, Pushover Y.

Page 51: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

40

EDIFICIO 1 – MÓDULO PONIENTE

Figura 12. Edificio 1, Módulo Poniente Modelo SAP

Page 52: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

41

EDIFICIO 1 – MÓDULO PONIENTE

SECUENCIA DE ROTULACIONES CRÍTICA

Figura 13. Secuencia de Rotulación Plástica para un estado del Análisis Estático No Lineal en la dirección X.

Page 53: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

42

EDIFICIO 1 – MÓDULO PONIENTE

SECUENCIA DE ROTULACIONES CRÍTICA

Figura 14. Secuencia de rotulación Plástica debido a la carga estática nolineal en la dirección Y, para el módulo Poniente del Edificio 1.

Page 54: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

43

EDIFICIO 1 – MÓDULO PONIENTE

CURVA PUSHOVER X

Figura 15. Curva Carga Lateral vs Deformación, Pushover X.

Page 55: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

44

EDIFICIO 1 – MÓDULO PONIENTE

CURVA PUSHOVER Y

Figura 16. Curva Carga Lateral vs Deformación, Pushover Y.

Page 56: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

45

4.9 Análisis e interpretación de resultados

En base a los resultados de los modelos matemáticos generados se presenta a continuación la

interpretación de los resultados obtenidos.

a) En la dirección “X” se ha obtenido una Capacidad Estructural (CE) ante la formación

de las primeras rotulas plásticas en vigas y columnas de 6.62 y 6.48 para las módulos

oriente y poniente, respectivamente, en la dirección “Y” el CE es de 1.07 y 8.08

Comparado con el valor mínimo fijado de 1.40, el módulo Poniente del edificio

cuenta con la capacidad estructural ante cargas por sismo esperada para este

típico de estructuras de marcos de concreto, sin embargo el módulo Oriente no

cuenta con Capacidad estructural más allá del rango elástico. El valor descrito

representa el porcentaje de corte sísmico arriba del descrito por la NTDS-94.

El valor mínimo fijado de 1.40 es lo recomendado para este tipo de estructuras, el

no alcanzarlo indica que el factor de seguridad es menor.

b) Los Índices de Ductilidad (ID) son de 1.55, 2.16, 1.48 y 2.17. Se espera que para este

tipo de estructuras se alcance al menos un ID de 2.4, esto se debe a que para la

fecha de construcción del edificio, todavía se empleaba el método de diseño de

esfuerzos permisibles, el cual dimensiona los elementos para trabajar dentro del

rango elástico, lo que se puede apreciar claramente en las gráficas de pushover en

ambos sentidos, sin embargo esta metodología no consideraba la ductilidad de la

edificación, lo que se puede apreciar en los agrietamientos en los nudos.

c) El análisis estructural muestra en general que el edificio 1 y especialmente el

módulo oriente, tienen una deficiencia estructural en el sentido corto “Y”,

presentando una gran cantidad de rotulaciones en las conexiones viga-columna,

luego de analizar la calidad de materiales, detallados estructural y

comportamientos, se puede concluir que el edificio 1, no está en condiciones de uso

sin que se realicen acciones que disminuyan la fragilidad de la estructura.

Page 57: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

46

d) Las fundaciones de la estructura se encuentra en muy buen estado, no hay

presencia de asentamientos, ni fallas en el lugar de apoyo, las zapatas aisladas

tienen la capacidad suficiente de mantener estable la estructura, los análisis

geotécnicos muestran un estrato uniforme, con humedades altas pero con una

capacidad de carga adecuada para la estructura.

e) Se recomienda realizar un reforzamiento de la estructura en el área de los nudos,

mediante inyección epóxica, fibra de vidrio o la inserción de elementos confinantes

que provean de ductilidad a la conexión viga columna, además deberá generarse

una junta de aislamiento entre las paredes y las columnas para evitar daños tipo

“columna corta”, se recomienda el uso de arriostramientos metálicos en la dirección

“Y”, para minimizar el efecto de corte sobre los nudos.

Page 58: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

47

5 ANÁLISIS EDIFICIO 2

5.1 Descripción del sistema estructural.

El edificio 2 es una estructura de un nivel compuesta por dos módulos, un módulo poniente con 11

marcos de concreto y un módulo oriente con 5 marcos de concreto, la configuración estructural de

este edificio consiste en marcos compuestos por dos columnas, unidas mediante una viga

horizontal a 2.6m del nivel de piso en la dirección corta, además de 2 voladizos de 1.4m. En la

dirección larga cada uno de estos marcos está unido entre sí por la losa de techo y una viga

longitudinal que está 30cm bajo el nivel de la losa pero sin conectarse con ella.

El edificio 2 se clasifica como un sistema de marcos de concreto con detallado ordinario (ya que

no se cuenta con planos de diseño original, se asume que el detallado será ordinario). El edificio se

encuentra apoyado mediante un sistema de soleras corridas, en las exploraciones no se

encontraron zapatas.

La losa de techo se identificó como una losa densa de concreto hidráulico de 10cm de espesor,

que carga en la dirección “Y” (dirección corta), con claros de 3 metros. Esta losa se apoya

completamente en las vigas de amarre de las columnas. De la misma forma que en el edificio 1 las

paredes exteriores e interiores del edificio son de mampostería con ladrillo de barro y no se

encuentran desligadas de la estructura principal por lo que se utilizó la metodología propuesta por

Bazán (1980) para idealizar las paredes de mampostería como diagonales equivalentes a

compresión dentro del marco.

Según la Norma Técnica para Diseño por Sismo de la República de el salvador, el edifico se

caracteriza como un sistema tipo A, es decir estructuras formadas por marcos no arriostrados que

soportan la totalidad de las cargas laterales y gravitacionales, el edificio en su elevación y en

planta es catalogado como regular.

La obra fue construida entre 1980 y 1990, ha soportado los terremotos 2001, tiene

aproximadamente entre 20 años y 30 años de funcionamiento, el estado general del edificio es

bueno, pero presenta grandes niveles de corrosión en las porciones en voladizo de la losa.

Page 59: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

48

5.2 Cargas de análisis.

El edificio 2, está dividido en dos módulos el oriente y poniente, actualmente funcionan como

oficinas. Las losas de techo no tienen sobrecargas de relevancia, en general la estructura está

sometida básicamente a las cargas propias del peso de la misma.

Las principales cargas utilizadas en el análisis se listan a continuación (el peso propio de los

elementos estructurales ha sido considerado automáticamente en el análisis):

5.2.1 Cargas gravitacionales:

Peso volumétrico del concreto 2230 kg/m3

Peso volumétrico del acero 7850 kg/m3

Peso volumétrico de la mampostería 1200 kg/ m3

5.2.2 Cargas vivas:

Gravitacional de azotea actual 150 kg/m2

Gravitacional de azotea uso futuro 275 kg/m2

Sismo de entrepiso 150 kg/m2

5.3 Resistencia de materiales.

Las características empleadas en los materiales es la misma para los módulos del edificio 2, ya que

son resultado de la auscultación realizada.

Relacionando los resultados de los núcleos de concreto extraídos, así como

los valores de Numero de Rebote y Velocidades de Pulso en el concreto, se ha

estimado la resistencia del concreto como fc’=280 kg/cm2, con un módulo de

elasticidad estático de 127,725 kg/cm2, valores superiores a los encontrados

en el edificio 1, además de encontrarse más uniforme el concreto.

Page 60: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

49

Al no existir información del acero de refuerzo, se ha asumido una resistencia

fy=2800 kg/cm2 (Grado 40) con un esfuerzo último de fluencia de fu=4200

kg/cm².

De acuerdo a los resultados del Reporte de Investigación Geofísica, se ha

utilizado un Suelo S3 de acuerdo a la “Norma Técnica de Diseño por Sismo de

la Republica de El Salvador” y un suelo tipo D según el IBC (International

Building Code 1996) en base a la velocidad de onda determinada mediante la

prospección sísmica.

5.4 Elementos estructurales.

Las dimensiones y ubicación de las vigas principales, vigas secundarias y columnas, y su respectivo

acero de refuerzo necesarios para los alcances de la presente sección, se detallan en los planos del

anexo 8.

5.5 Periodos modales de vibración.

Para la determinación de los periodos de vibración del edificio, se ha utilizado el método de

cálculo de Vectores Ritz. A continuación se detallan los resultados y resaltan los periodos

fundamentales en las direcciones “X” y “Y” del edificio 2, tanto para el módulo Oriente como para

el Módulo Poniente.

Page 61: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

50

Tabla 16. Índice de participación modal de las masas del edificio 2, módulo Oriente, en las direcciones ortogonales principales.

Índices de Participación Modal de Masas

Caso Análisis

Tipo de paso

Modo de vibración Periodo UX UY SumUX SumUY

Sec

MODAL Mode 1 0.549625 0.000000164 0.977 0.000000164 0.977

MODAL Mode 2 0.336102 0.004637 0.0006956 0.004637 0.978

MODAL Mode 3 0.328219 0.00004879 0.0005089 0.004686 0.978

MODAL Mode 4 0.312862 0.02 0.0002968 0.024 0.979

MODAL Mode 5 0.202595 0.045 0.00001864 0.069 0.979

MODAL Mode 6 0.2001 0.86 0.000003273 0.929 0.979

MODAL Mode 7 0.198897 0.013 0.00005885 0.942 0.979

MODAL Mode 8 0.152286 0.00002177 0.000001136 0.942 0.979

MODAL Mode 9 0.090931 0.0001971 0.000006992 0.942 0.979

MODAL Mode 10 0.089287 0.0003676 0.00005144 0.943 0.979

MODAL Mode 11 0.08172 0.00006334 0.0004526 0.943 0.979

MODAL Mode 12 0.080448 0.0004245 0.000441 0.943 0.98

Tabla 17. Índice de participación modal de las masas del edificio 2, módulo Poniente, en las direcciones ortogonales principales

Índices de Participación Modal de Masas

Caso Análisis

Tipo de paso

Modo de vibración

Periodo UX UY SumUX SumUY

Sec

MODAL Mode 1 0.377458 0.807 0.000808 0.807 0.000808

MODAL Mode 2 0.36332 0.001149 0.54 0.808 0.541

MODAL Mode 3 0.304281 0.000001511 0.001657 0.808 0.542

MODAL Mode 4 0.30379 4.987E-08 0.064 0.808 0.606

MODAL Mode 5 0.30088 0.00001192 1.467E-08 0.808 0.606

MODAL Mode 6 0.293494 0.000002832 0.00000639 0.808 0.606

MODAL Mode 7 0.279989 0.0000456 0.000003935 0.809 0.606

MODAL Mode 8 0.27142 9.957E-07 0.007518 0.809 0.614

MODAL Mode 9 0.266457 0.000001319 0.002623 0.809 0.616

MODAL Mode 10 0.261406 0.00004553 0.002503 0.809 0.619

MODAL Mode 11 0.260657 0.000002778 0.144 0.809 0.763

MODAL Mode 12 0.253927 2.111E-07 0.001163 0.809 0.764

Page 62: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

51

MODAL Mode 13 0.250389 7.736E-07 0.149 0.809 0.913

MODAL Mode 14 0.240468 0.00004866 0.016 0.809 0.929

MODAL Mode 15 0.239942 0.000747 0.001072 0.809 0.93

MODAL Mode 16 0.230274 0.000002367 0.009902 0.809 0.94

MODAL Mode 17 0.219548 0.00002969 0.000004546 0.809 0.94

MODAL Mode 18 0.217575 0.000001575 0.0008067 0.809 0.941

MODAL Mode 19 0.207185 2.934E-08 0.004214 0.809 0.945

MODAL Mode 20 0.201091 0.0004415 8.716E-08 0.81 0.945

MODAL Mode 21 0.198606 0.000001473 0.0002663 0.81 0.945

MODAL Mode 22 0.193346 0.000001907 0.006211 0.81 0.951

MODAL Mode 23 0.191936 0.000003188 0.00007758 0.81 0.951

MODAL Mode 24 0.183227 0.000002735 6.295E-07 0.81 0.951

MODAL Mode 25 0.165956 0.00003784 6.427E-09 0.81 0.951

MODAL Mode 26 0.15121 0.00001286 0.00000111 0.81 0.951

MODAL Mode 27 0.141541 0.000002166 1.693E-07 0.81 0.951

MODAL Mode 28 0.126951 0.033 0.000009413 0.843 0.951

MODAL Mode 29 0.09176 0.038 0.000002607 0.881 0.951

MODAL Mode 30 0.091491 0.002129 0.0001376 0.883 0.952

Los periodos fundamentales de vibración son:

Edificio 2, módulo Oriente

Tx 0.550 s

Ty 0.200 s

Edificio 2, módulo Poniente

Tx: 0.377 s

Ty: 0.363 s

Page 63: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

52

5.6 Cortante sísmico VSFi – NTDS.

El Cortante Sísmico VSFi, se ha calculado para cada módulo de acuerdo a la fórmula de análisis

estático recomendada en la “Norma Técnica de Diseño por Sismo de la Republica de El Salvador”:

Dónde:

Cs coeficiente sísmico que afecta el peso del edificio

WOriente=50.99 Ton. Peso del edificio para el cálculo del cortante sísmico

WPoniente=151.52 Ton.

A = 0.40 factor de zonificación para Zona I

I = 1.0 factor de importancia III (Ocupación normal)

C0 = 3.00 y T0 = 0.60 factor de sitio (Suelo tipo S3)

R = 5 factor de modificación de respuesta del edificio

Edificio 1, Oriente

Tx= 0.205 seg. Período fundamental de vibración en la dirección “X”

Ty= 0.546. seg. Período fundamental de vibración en la dirección “Y”

T0 < TX,Y < 6 T0 NTDS 4.2.1 (usar T=0.6)

Page 64: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

53

Edificio 2, Poniente

Tx= 0.377 seg. Período fundamental de vibración en la dirección “X”

Ty= 0.363. seg. Período fundamental de vibración en la dirección “Y”

T0 < TX,Y < 6 T0 NTDS 4.2.1 (usar T =0.6)

5.7 Cortante Sísmico VSFi – Pushover.

El criterio de aceptación de formación de una Rótula Plástica se toma de acuerdo a la curvatura del

material

CRITERIO DE ACEPTACION DE ROTULAS PLASTICAS.

La definición de los Cortantes Sísmicos VSFy para las direcciones “X” y “Y” producto del análisis de

Pushover, se resumen a continuación (Ver apartado “modelos matemáticos y resultados del

análisis” de la presente sección para detalles):

EDIFICIO 2, Módulo Oriente Dirección X

Page 65: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

54

VSFi= 12.24 (Ton)

Δ= 4.2 (cm)

VSFY 20.43 (Ton)

ΔFy= 1.47 (cm)

VSFu 37.73 (Ton)

ΔFu= 3.11 (cm)

CE = 1.67

ID = 2.11

Δx V

cm Ton A - B Bt - IO IO - LS LS - CP CP - C C - D D - E >E Total

0 0.0993 0 52 4 0 0 0 0 0 0 56

1 0.3326 3.54402 52 4 0 0 0 0 0 0 56

2 0.8343 11.07709 52 4 0 0 0 0 0 0 56

3 1.4726 20.43743 50 4 2 0 0 0 0 0 56

4 1.9393 26.10744 50 2 4 0 0 0 0 0 56

5 2.4199 31.41358 47 4 5 0 0 0 0 0 56

6 2.913 36.26765 42 8 6 0 0 0 0 0 56

7 3.1083 37.73168 38 12 5 0 0 0 1 0 56

8 3.1084 38.34509 37 13 5 0 0 0 1 0 56

9 3.6116 43.16903 33 16 6 0 0 0 1 0 56

10 4.4716 49.36586 30 13 11 1 0 0 1 0 56

11 4.9382 52.52387 30 12 12 1 0 0 1 0 56

12 5.0704 53.41842 30 12 11 0 1 0 2 0 56

13 5.0705 54.46549 30 12 11 0 1 0 2 0 56

14 5.5371 58.8631 30 10 12 1 1 0 2 0 56

15 5.6993 60.37658 30 10 12 1 1 0 2 0 56

CURVA PUSHOVER, EDIFICIO 2 MÓDULO ORIENTE DIRECCIÓN X

N T D S (1994)

E L Á S T I C O

P O S T - E L A S T I C O

PASOCRIETERIO DE ACEPTACIÓN (RÓTULAS PLÁSTICAS)

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

0 1 2 3 4 5 6

V (

Ton

)

Δx cm

Page 66: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

55

EDIFICIO 2, Módulo Oriente Dirección Y

VSFi= 11.73 (Ton)

Δ= 4.2 (cm)

VSFY 18.25 (Ton)

ΔFy= 0.61 (cm)

VSFu 63.67 (Ton)

ΔFu= 2.26 (cm)

CE = 1.56

ID = 3.72

Δx V

cm Ton A - B Bt - IO IO - LS LS - CP CP - C C - D D - E >E Total

0 -0.0025 0.000 52 4 0 0 0 0 0 0 56

1 0.4308 12.922 52 4 0 0 0 0 0 0 56

2 0.6088 18.245 51 3 2 0 0 0 0 0 56

3 1.0422 31.195 51 3 2 0 0 0 0 0 56

4 1.6673 48.738 45 8 3 0 0 0 0 0 56

5 2.1424 60.761 42 9 4 1 0 0 0 0 56

6 2.2618 63.667 42 9 4 0 0 0 1 0 56

7 2.2619 62.204 40 8 5 0 2 0 1 0 56

8 2.7035 74.167 39 8 3 1 3 0 2 0 56

9 2.7036 73.862 38 8 4 1 3 0 2 0 56

10 3.1099 84.078 37 9 3 1 4 0 2 0 56

11 3.1099 87.649 38 8 3 1 4 0 2 0 56

12 3.5398 99.454 37 9 3 1 3 0 3 0 56

13 3.5399 73.957 37 9 3 1 3 0 3 0 56

14 3.6495 76.218 37 9 3 1 3 0 2 1 56

15 3.6496 97.711 37 9 3 1 3 0 2 1 56

16 4.1473 110.584 36 10 3 1 3 0 2 1 56

17 4.7181 123.916 35 8 5 2 3 0 2 1 56

18 5.1975 134.664 33 8 7 1 4 0 2 1 56

CURVA PUSHOVER, EDIFICIO 2 MÓDULO ORIENTE DIRECCIÓN Y

N T D S (1994)

E L Á S T I C O

P O S T - E L A S T I C O

PASOCRIETERIO DE ACEPTACIÓN (RÓTULAS PLÁSTICAS)

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

160.00

0 1 2 3 4 5 6

V (

Ton

)

Δx cm

Page 67: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

56

EDIFICIO 2, Módulo Poniente Dirección X

VSFi= 36.36 (Ton)

Δ= 4.2 (cm)

VSFY 40.00 (Ton)

ΔFy= 1.00 (cm)

VSFu 81.22 (Ton)

ΔFu= 2.35 (cm)

CE = 1.10

ID = 2.35

Δx V

cm Ton A - B Bt - IO IO - LS LS - CP CP - C C - D D - E >E Total

0 0.044 0 96 4 16 0 0 0 0 0 116

1 0.0526 0.34257 96 4 16 0 0 0 0 0 116

2 0.0526 0.34075 96 4 16 0 0 0 0 0 116

3 0.0527 0.339 96 4 16 0 0 0 0 0 116

4 0.0528 1.2589 96 4 16 0 0 0 0 0 116

5 0.6601 25.45109 96 2 18 0 0 0 0 0 116

6 1.3519 52.06158 96 0 20 0 0 0 0 0 116

7 1.9576 70.00848 81 15 20 0 0 0 0 0 116

8 2.3528 81.22488 79 17 11 6 0 0 3 0 116

9 2.3529 80.12596 79 17 11 6 0 0 3 0 116

10 3.4491 118.1433 78 18 11 6 0 0 3 0 116

11 4.0761 140.4915 76 20 8 6 3 0 3 0 116

12 4.3453 149.9421 76 20 7 6 3 0 4 0 116

13 4.3454 148.6587 76 20 7 6 3 0 4 0 116

14 4.529 155.0197 76 20 6 5 4 0 5 0 116

15 4.529 150.1413 76 20 6 5 4 0 5 0 116

16 5.0524 167.0197 75 21 4 1 9 0 6 0 116

17 5.0525 159.4541 75 21 4 1 9 0 6 0 116

18 5.8615 184.3472 74 22 3 0 11 0 6 0 116

19 5.9785 187.4604 74 22 2 0 11 0 7 0 116

20 5.9785 181.2225 74 22 2 0 11 0 7 0 116

21 6.044 183.229 74 22 2 0 11 0 7 0 116

CURVA PUSHOVER, EDIFICIO 2 MÓDULO PONIENTE, DIRECCIÓN X

N T D S (1994)

E L Á S T I C O

P O S T - E L A S T I C O

PASOCRIETERIO DE ACEPTACIÓN (RÓTULAS PLÁSTICAS)

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

160.00

180.00

200.00

0 1 2 3 4 5 6 7

V (

Ton

)

Δx cm

Page 68: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

57

EDIFICIO 2, Módulo Poniente Dirección Y

VSFi= 36.36 (Ton)

Δ= 4.2 (cm)

VSFY 33.23 (Ton)

ΔFy= 0.68 (cm)

VSFu 38.49 (Ton)

ΔFu= 0.80 (cm)

CE = 0.91

ID = 1.17

Δx V

cm Ton A - B Bt - IO IO - LS LS - CP CP - C C - D D - E >E Total

0 -0.0033 0 96 4 16 0 0 0 0 0 116

1 0.1167 5.91397 96 4 16 0 0 0 0 0 116

2 0.2367 11.82978 96 3 17 0 0 0 0 0 116

3 0.3567 17.74732 96 2 18 0 0 0 0 0 116

4 0.469 23.29101 94 4 18 0 0 0 0 0 116

5 0.6802 33.23956 87 11 17 1 0 0 0 0 116

6 0.7957 38.49812 84 14 17 0 0 0 1 0 116

7 0.7957 38.4511 81 17 12 1 4 0 1 0 116

8 0.9225 44.13376 76 22 10 1 6 0 1 0 116

9 1.1187 52.44978 74 24 10 1 6 0 1 0 116

10 1.3085 60.39029 73 23 11 1 7 0 1 0 116

11 1.4365 65.69822 72 21 13 1 8 0 1 0 116

12 1.5565 70.60376 72 19 15 1 8 0 1 0 116

13 1.6765 75.53229 72 19 15 1 8 0 1 0 116

14 1.7437 78.28158 72 17 17 1 7 0 2 0 116

15 1.7438 78.87296 72 15 19 1 7 0 2 0 116

16 1.7772 80.29365 72 15 19 1 7 0 1 1 116

17 1.7772 80.7729 71 16 19 1 7 0 1 1 116

18 1.9099 86.67396 70 16 20 1 7 0 1 1 116

19 1.9967 90.27291 70 15 21 1 6 0 2 1 116

20 1.9968 90.42887 70 15 21 1 6 0 2 1 116

21 2.1358 96.06512 70 12 23 1 7 0 2 1 116

22 2.2073 98.88632 70 12 23 0 7 0 3 1 116

23 2.2073 98.42388 70 12 23 0 7 0 3 1 116

24 2.3809 105.5721 69 11 25 0 7 0 3 1 116

25 2.5248 111.4977 69 8 28 0 7 0 3 1 116

26 2.649 116.6006 68 9 28 0 5 0 5 1 116

27 2.6491 92.86391 69 8 28 0 5 0 5 1 116

28 2.8657 100.181 69 8 28 0 5 0 5 1 116

29 3.0287 105.5867 69 7 29 0 5 0 5 1 116

30 3.1802 110.5211 69 6 30 0 5 0 5 1 116

31 3.3682 116.5029 69 5 31 0 5 0 5 1 116

32 3.5175 121.2674 68 6 30 1 5 0 5 1 116

33 3.6764 126.4681 66 7 30 2 5 0 5 1 116

34 3.8209 131.2167 65 8 28 4 5 0 5 1 116

35 3.8675 132.7423 65 7 29 4 5 0 5 1 116

CURVA PUSHOVER, EDIFICIO 2 MÓDULO PONIENTE, DIRECCIÓN Y

N T D S (1994)

E L Á S T I C O

P O S T - E L A S T I C O

PASOCRIETERIO DE ACEPTACIÓN (RÓTULAS PLÁSTICAS)

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

0 1 2 3 4 5

V (

Ton

)

Δx cm

Page 69: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

58

La Capacidad Estructural (CE) en las direcciones “X” y “Y”, se resume a continuación:

Edificio 2, Módulo Oriente.

El Índice de Ductilidad (ID) en las direcciones “X” y “Y”, se resume a continuación:

∆Fu: Desplazamiento post-elástico, en el momento que se tiene de

un número suficiente de rotulas plásticas o se forma un

mecanismo de falla en el edificio.

∆Fy: Desplazamiento elástico de fluencia, en el momento en que se

forma la primera rótula plástica.

Page 70: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

59

Edificio 2, Módulo Poniente.

El Índice de Ductilidad (ID) en las direcciones “X” y “Y”, se resume a continuación:

∆Fu: Desplazamiento post-elástico, en el momento que se tiene de

un número suficiente de rotulas plásticas o se forma un

mecanismo de falla en el edificio.

∆Fy: Desplazamiento elástico de fluencia, en el momento en que se

forma la primera rótula plástica.

Page 71: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

60

5.8 Modelos matemáticos y resultados de análisis.

A continuación se detallan los modelos utilizados en los Análisis Modal y Estático No Lineal de

Pushover, principalmente:

- Modelos matemáticos.

- Modelos de Análisis Modales con Vectores Ritz.

- Curvas Cortante – Deformación de Pushover.

- Secuencia y ubicación de Rotulas Plásticas.

El modelo matemático empleado para el análisis de las cargas estáticas, cargas modales, cargas

sísmicas estáticas y cargas sísmicas estáticas no lineales, se realizó en el software SAP2000 v14.2.4

Advanced.

Page 72: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

61

EDIFICIO 2 – MÓDULO ORIENTE

Figura 17. Modelo de Módulo Oriente, Edificio 2 en SAP

Page 73: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

62

EDIFICIO 2 – MÓDULO ORIENTE

SECUENCIA DE ROTULACIONES CRÍTICA

Figura 18. Esquema de rotulación plástica para un estado del análisis no lineal en la dirección X

Page 74: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

63

EDIFICIO 2 – MÓDULO ORIENTE

SECUENCIA DE ROTULACIONES CRÍTICA

Figura 19. Esquema de rotulación plástica para un estado del análisis no lineal en la dirección Y

Page 75: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

64

EDIFICIO 1 – MÓDULO ORIENTE

CURVA PUSHOVER X – ATC-40

Figura 20. Curva de Desempeño ATC dirección X.

Page 76: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

65

EDIFICIO 1 – MÓDULO ORIENTE

CURVA PUSHOVER Y – ATC -40

Figura 21. Curva de Desempeño ATC dirección Y.

Page 77: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

66

EDIFICIO 2 – MÓDULO PONIENTE

Figura 22. Modelo de módulo Poniente, edificio 2, en SAP.

Page 78: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

67

EDIFICIO 2 – MÓDULO PONIENTE

SECUENCIA DE ROTULACIONES CRÍTICA

Figura 23. Modelo de rotulación plástica en análisis no lineal en la dirección X.

Page 79: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

68

EDIFICIO 2 – MÓDULO PONIENTE

SECUENCIA DE ROTULACIONES CRÍTICA

Figura 24. Modelo de rotulación en análisis no lineal en la dirección Y.

Page 80: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

69

EDIFICIO 2 – MÓDULO PONIENTE

CURVA PUSHOVER X ATC-40

Figura 25. Curva de desempeño ATC-40 dirección X

Page 81: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

70

EDIFICIO 1 – MÓDULO PONIENTE

CURVA PUSHOVER Y ATC-40

Figura 26. Curva de desempeño ATC-40 dirección Y

Page 82: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

71

5.9 Análisis e interpretación de resultados

En base a los resultados de los modelos matemáticos generados se presenta a continuación la

interpretación de los resultados obtenidos.

f) En la dirección “X” se ha obtenido una Capacidad Estructural (CE) ante la formación

de las primeras rotulas plásticas en vigas y columnas de 1.67 y 1.10 para las módulos

oriente y poniente, respectivamente, en la dirección “Y” el CE es de 1.07 y 0.91

Comparando con el valor mínimo fijado de 1.40, el módulo Oriente del edificio

cuenta con una adecuada capacidad estructural ante cargas por sismo, sin embargo

el módulo Poniente muestra una capacidad estructural en la dirección “X” muy

cerca de 1, y en la dirección “Y” la capacidad es menor que la requerida por la

normativa sísmica de El Salvador.

El valor mínimo fijado de 1.40 es lo recomendado para este tipo de estructuras, el

no alcanzarlo indica que el factor de seguridad es menor.

g) Los Índices de Ductilidad (ID) son de 2.11, 2.16, 2.35 y 1.17. Se espera que para este

tipo de estructuras se alcance al menos un ID de 2.4, la baja ductilidad aparente se

debe a que las columnas ante cargas sísmicas tendrán una rápida formación de

rotulaciones debido a que las dimensiones de su sección transversal son muy

esbeltas

h) El módulo Oriente tiene un punto de desempeño de 32.7 Ton, 2.6 cm en la

dirección X y de 39.6 Ton, 1.3cm en la dirección Y, este comportamiento se debe a la

presencia de paredes de corte en el edificio, las paredes que se encuentra paralelas

a la dirección corta del módulo oriente rigidizan lateralmente la estructura, mientras

que las paredes a media altura de la dirección larga contribuyen a la generación de

rotulaciones por columna corta, esta estructura tiene un desempeño bastante

bueno bajo las condiciones actuales ya que las demandas de cortante sísmico de la

Page 83: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

72

NTDS ( 12.24 Ton en X y 11.7 Ton en Y) están por debajo del punto de desempeño

óptimo de la estructura.

i) El módulo Poniente tiene un punto de desempeño en la dirección X de 80.46 Ton ,

2.35 cm y en la dirección Y de 39.62 Ton, 1.3cm, y las demandas en base a la NTDS

son de 36.4 Ton en ambas direcciones, con un desplazamiento máximo de 4.2cm, el

desplazamiento máximo para un nivel de seguridad humana es de 6cm y el máximo

desplazamiento lateral es de 0.33*(36.4 Ton)/(151.52 Ton)*(3.0m)= 23cm, por lo

que el módulo poniente cumple lo requerido por la NTDS.

j) Las fundaciones de la estructura se encuentra en buen estado, no hay presencia de

asentamientos, ni fallas en el lugar de apoyo, la solera encontrada posee la

capacidad de soportar las paredes y las columnas, no se encontraron zapatas bajo

las columnas, los análisis geotécnicos muestran un estrato uniforme, con

humedades altas pero con una capacidad de carga adecuada para la estructura.

k) Además de los análisis presentados se ha evaluado la opción de utilizar la azotea

como área de esparcimiento, se puede siempre no se apoye ninguna estructura

sobre la losa superior, y la carga máxima debe restringirse a 150 kg/m2.

l) El edificio 2, tiene una condición general estable, su capacidad sísmica es adecuado

para lo solicitado por la NTDS pero tendrá bastante daño, los niveles de rotulaciones

se dan aún para deformaciones pequeñas, por lo que se recomienda arriostrar los

elementos verticales o realizar un reforzamiento de las columnas.

m) Una condición preocupante es el avanzado estado de corrosión presente en la losa

el cual puede extenderse hacia las vigas y columnas, debe limpiarse completamente

el acero corroído y restablecer una cobertura para el mismo.

Page 84: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

73

6 ANÁLISIS EDIFICIO 3

6.1 Descripción del sistema estructural.

El edificio 3 es una estructura de un nivel compuesta por tres módulos similares, de

aproximadamente 14 m de largo cada uno y , la configuración estructural de estos módulos

consisten en un sistema mixto de paredes de mampostería sólida de barro con nervios y soleras de

concreto con detallado ordinario, apoyado sobre un sistema de soleras corridas bajo paredes y

columnas..

El techo está estructurado mediante polines y vigas macomber que soportan la cubierta del techo

que es de fibro-cemento para el análisis de la estructura se ha utilizado la metodología propuesta

por Bazán (1980) para modelar las paredes de mampostería como diagonales equivalentes a

compresión dentro del marco de concreto.

Según la Norma Técnica para Diseño por Sismo de la República de el salvador, el edifico se

caracteriza como un sistema tipo C, es decir estructuras formadas por paredes de mampostería de

barro con marcos de concreto que soportan en forma conjunta la totalidad de las cargas laterales

y gravitacionales, el edificio en su elevación y en planta es catalogado como regular.

La obra fue construida antes del 2000, por lo que ha soportado los terremotos del 2001, tiene

aproximadamente entre 20 años de funcionamiento, el estado general del edificio es bueno

6.2 Cargas de análisis.

El edificio 3, actualmente funcionan como bodegas. La estructura no tiene sobrecargas de

relevancia, en general la estructura está sometida únicamente a las cargas propias del peso de la

misma. Las principales cargas utilizadas en el análisis se listan a continuación (el peso propio de los

elementos estructurales ha sido considerado automáticamente en el análisis):

Page 85: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

74

6.2.1 CARGAS GRAVITACIONLES:

Peso volumétrico del concreto 2070 kg/m3

Peso volumétrico del acero 7850 kg/m3

Peso volumétrico de la mampostería 1200 kg/ m3

6.2.2 CARGAS VIVAS:

Gravitacional de estructura de techo 70 kg/m2

6.3 Resistencia de materiales.

Las características empleadas en los materiales del edificio 3, resultado de la auscultación

realizada son:

Relacionando los resultados de los núcleos de concreto extraídos, así como

los valores de Numero de Rebote y Velocidades de Pulso en el concreto, se ha

estimado la resistencia del concreto como fc’=160 kg/cm2, con un módulo de

elasticidad estático de 90,907.17 kg/cm2. La resistencia asumida es debido a

la variabilidad de los resultados obtenidos.

Al no existir información del acero de refuerzo, se ha asumido una resistencia

fy=2800 kg/cm2 (Grado 40) con un esfuerzo último de fluencia de fu=4200

kg/cm².

De acuerdo a los resultados del Reporte de Investigación Geofísica, se ha

utilizado un Suelo S3 de acuerdo a la “Norma Técnica de Diseño por Sismo de

la Republica de El Salvador” y un suelo tipo D según el IBC (International

Building Code 1996) en base a la velocidad de onda determinada mediante la

prospección sísmica.

Page 86: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

75

6.4 Elementos estructurales.

Las dimensiones y ubicación de las vigas principales, vigas secundarias y columnas, y su respectivo

acero de refuerzo necesarios para los alcances de la presente sección, se detallan en los planos del

anexo 8.

Tabla 18. Factores de equivalencia en paredes de Mampostería utilizado en el análisis.

FACTORES DE EQUIVALENCIA PAREDES DE MAMPOSTERÍA EDIFICIO 3

EQ. 1 EQ. 2 EQ. 3 EQ. 4 EQ. 5 EQ. 6

lm [m] 2.75 0.9 3 2.4 1.5 2.75

t [cm] 14 14 14 14 14 14

Ac [cm²] 529 529 529 529 529 529

Am [cm²] 3850 1260 4200 3360 2100 3850

Ec [kg/cm²] 90907 90907 90907 90907 90907 90907

Gm [kg/cm²] 2400 2400 2400 2400 2400 2400

H [m] 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 1.25

λ 5.20 15.90 4.77 5.96 9.54 5.20

w 1.11 1.68 1.09 1.15 1.34 0.58

ζ 1.15 0.38 1.25 1.00 0.63 2.20

Ω 1,728.6 1,601.2 1,733.7 1,710.5 1,624.7 1,107.8

6.5 Periodos modales de vibración.

Para la determinación de los periodos de vibración del edificio, se ha utilizado el método de

cálculo de Vectores Ritz. A continuación se detallan los resultados y resaltan los periodos

fundamentales en las direcciones “X” y “Y” del edificio 3.

Page 87: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

76

Tabla 19. Índice de participación modal de las masas del edificio 2, módulo Oriente, en las direcciones ortogonales principales.

Índices de Participación Modal de Masas

Caso Análisis

Tipo de paso

Modo de vibración

Periodo UX UY SumUX SumUY

Sec

MODAL Mode 1 0.210019 0.68 0.000006597 0.68 6.6E-06

MODAL Mode 2 0.183207 2.161E-08 0.0001358 0.68 0.000142

MODAL Mode 3 0.170674 0.0009463 0.00000632 0.681 0.000149

MODAL Mode 4 0.169047 0.000002117 0.000006532 0.681 0.000155

MODAL Mode 5 0.167622 0.000113 6.231E-07 0.681 0.000156

MODAL Mode 6 0.16716 0.000004576 8.65E-08 0.681 0.000156

MODAL Mode 7 0.129702 0.038 7.026E-07 0.719 0.000157

MODAL Mode 8 0.107544 0.002387 0.8 0.721 0.8

MODAL Mode 9 0.105349 0.007851 0.135 0.729 0.935

MODAL Mode 10 0.090891 0.0000074 0.0001513 0.729 0.935

MODAL Mode 11 0.090006 0.003712 0.00004493 0.733 0.935 MODAL Mode 12 0.089717 0.00002146 0.00002473 0.733 0.935

Los periodos fundamentales de vibración son:

Tx 0.210 s

Ty 0.107 s

Page 88: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

77

6.6 Cortante sísmico VSFi – NTDS.

El Cortante Sísmico VSFi, se ha calculado para cada módulo de acuerdo a la fórmula de análisis

estático recomendada en la “Norma Técnica de Diseño por Sismo de la Republica de El Salvador”:

Dónde:

Cs coeficiente sísmico que afecta el peso del edificio

W=53.85 Ton. Peso del edificio para el cálculo del cortante sísmico

A = 0.40 factor de zonificación para Zona I

I = 1.0 factor de importancia III (Ocupación normal)

C0 = 3.00 y T0 = 0.60 factor de sitio (Suelo tipo S3)

R = 7 factor de modificación de respuesta del edificio

Edificio 1, Oriente

Tx= 0.210 seg. Período fundamental de vibración en la dirección “X”

Ty= 0.107. seg. Período fundamental de vibración en la dirección “Y”

T0 < TX,Y < 6 T0 NTDS 4.2.1 (usar TX=0.6 y Tx=0.6)

Page 89: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

78

6.7 Cortante Sísmico VSFi – Pushover.

El criterio de aceptación de formación de una Rótula Plástica se toma de acuerdo a la curvatura del

material

CRITERIO DE ACEPTACION DE ROTULAS PLASTICAS.

La definición de los Cortantes Sísmicos VSFy para las direcciones “X” y “Y” producto del análisis de

Pushover, se resumen a continuación (Ver apartado “modelos matemáticos y resultados del

análisis” de la presente sección para detalles):

EDIFICIO 3, Dirección X

VSFi= 9.15 (Ton)

Δ= 6 (cm)

VSFY 54.69 (Ton)

ΔFy= 2.41 (cm)

VSFu 60.26 (Ton)

ΔFu= 3.60 (cm)

CE = 5.98

ID = 1.50

Δx V

cm Ton A - B Bt - IO IO - LS LS - CP CP - C C - D D - E >E Total

0 -0.01057 0 166 0 0 0 0 0 0 0 166

1 1.189428 36.3243 166 0 0 0 0 0 0 0 166

2 1.295647 39.5426 165 1 0 0 0 0 0 0 166

3 1.762083 49.4555 148 18 0 0 0 0 0 0 166

4 2.406752 54.687 136 21 9 0 0 0 0 0 166

5 3.603601 60.26 129 15 14 7 0 0 1 0 166

6 3.603721 73.2692 121 21 16 7 0 0 1 0 166

7 4.810455 87.4878 90 48 20 7 0 0 1 0 166

8 5.599234 93.753 87 38 31 8 0 0 2 0 166

9 5.599354 91.3084 87 32 34 8 3 0 2 0 166

10 5.857913 93.7181 85 26 40 10 3 0 2 0 166

CURVA PUSHOVER, EDIFICIO 3, DIRECCIÓN Y

N T D S (1994)

E L Á S T I C O

P O S T - E L A S T I C O

PASOCRIETERIO DE ACEPTACIÓN (RÓTULAS PLÁSTICAS)

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

0 1 2 3 4 5 6 7

V (

Ton

)

Δx cm

Page 90: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

79

EDIFICIO 3, Dirección Y

La Capacidad Estructural (CE) en las direcciones “X” y “Y”, se resume a continuación:

VSFi= 9.15 (Ton)

Δ= 6 (cm)

VSFY 127.64 (Ton)

ΔFy= 1.24 (cm)

VSFu 194.08 (Ton)

ΔFu= 2.00 (cm)

CE = 13.95

ID = 1.61

Δx V

cm Ton A - B Bt - IO IO - LS LS - CP CP - C C - D D - E >E Total

0 -0.01 0 166 0 0 0 0 0 0 0 166

1 1.19 122.67 165 1 0 0 0 0 0 0 166

2 1.24 127.64 160 6 0 0 0 0 0 0 166

3 2.00 194.08 142 18 3 0 0 0 3 0 166

4 2.00 142.13 142 10 8 0 3 0 3 0 166

5 2.04 144.63 142 8 9 0 3 0 4 0 166

6 2.04 120.62 142 4 6 2 7 0 5 0 166

7 2.19 128.64 141 4 7 2 7 0 5 0 166

8 2.23 124.79 139 6 5 2 7 0 7 0 166

9 2.23 209.45 122 21 4 1 8 0 10 0 166

10 2.47 230.79 114 29 3 1 9 0 10 0 166

11 2.47 225.14 117 25 3 1 10 0 10 0 166

12 3.05 275.57 105 37 3 1 10 0 10 0 166

13 3.05 239.03 102 40 1 2 9 0 12 0 166

14 3.44 269.44 101 41 1 2 8 0 13 0 166

15 3.44 262.77 101 41 1 2 8 0 13 0 166

16 3.53 269.15 101 41 1 2 8 0 13 0 166

CURVA PUSHOVER, EDIFICIO 3, DIRECCIÓN Y

N T D S (1994)

E L Á S T I C O

P O S T - E L A S T I C O

PASOCRIETERIO DE ACEPTACIÓN (RÓTULAS PLÁSTICAS)

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00

V (

Ton

)

Δx cm

Page 91: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

80

El Índice de Ductilidad (ID) en las direcciones “X” y “Y”, se resume a continuación:

∆Fu: Desplazamiento post-elástico, en el momento que se tiene de

un número suficiente de rotulas plásticas o se forma un

mecanismo de falla en el edificio.

∆Fy: Desplazamiento elástico de fluencia, en el momento en que se

forma la primera rótula plástica.

6.8 Modelos matemáticos y resultados de análisis.

A continuación se detallan los modelos utilizados en los Análisis Modal y Estático No Lineal de

Pushover, principalmente:

- Modelos matemáticos.

- Modelos de Análisis Modales con Vectores Ritz.

- Curvas Cortante – Deformación de Pushover.

- Secuencia y ubicación de Rotulas Plásticas.

El modelo matemático empleado para el análisis de las cargas estáticas, cargas modales, cargas

sísmicas estáticas y cargas sísmicas estáticas no lineales, se realizó en el software SAP2000 v14.2.4

Advanced.

Page 92: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

81

EDIFICIO 3

Figura 27. Modelo de Edificio 3

Page 93: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

82

EDIFICIO 3

SECUENCIA DE ROTULACIONES CRÍTICA.

Figura 28. Deformación bajo condición máxima de deformación, dirección X.

Page 94: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

83

EDIFICIO 3

SECUENCIA DE ROTULACIONES CRÍTICA

Figura 29. Deformación máxima para carga lateral en dirección Y

Page 95: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

84

EDIFICIO 3

CURVA PUSHOVER X

Figura 30. Curva Fuerza Lateral / Deformación, dirección X

Page 96: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

85

EDIFICIO 3

CURVA PUSHOVER Y

Figura 31. Curva Carga Lateral / deformación, dirección Y

Page 97: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

86

6.9 Análisis e interpretación de resultados

En base a los resultados de los modelos matemáticos generados se presenta a continuación la

interpretación de los resultados obtenidos.

n) El edificio 3, tiene una capacidad estructural superior a la demandada por la NTDS,

5.98 Y 13.95 en las direcciones X y Y respectivamente, lo que indica que la

estructura tiene un muy buen desempeño estructural al soportar cargas laterales.

o) Los Índices de Ductilidad (ID) son de 1.5 y 1.61 valores normales para estructuras de

mampostería reforzada.

p) El comportamiento de la mampostería atiende a mantener los esfuerzos dentro del

rango elástico y normalmente no muestran ductilidad, pero el margen dentro del

rango elástico es bastante alto, los puntos de desempeño del edificio son: en la

dirección X (28.0 Ton, 0.9 cm)en la dirección Y (35.8 Ton, 0.3 cm)

q) El edificio 3, tiene una condición estable, su capacidad sísmica es adecuado para lo

solicitado por la NTDS, los niveles de rotulaciones se dan para cargas tres veces

superiores a las solicitadas en la normativa técnica.

Page 98: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

87

7 ANÁLISIS EDIFICIO ADMINISTRATIVO

7.1 Descripción del sistema estructural.

El edificio 4 es una estructura de un dos niveles, con columnas de concreto en el nivel 1 y paredes

de mampostería confinada en el primero y segundo nivel, las paredes tienen un espesor de 15cm

en el nivel uno y en el dos.

La NTDS clasifica a la estructura como irregular en geometría vertical e irregular en planta, esto

debido a la distribución de masas, la altura del nivel 1 es de 2.80m y el nivel 2 tiene una altura de

3.00, el entrepiso es flexible del tipo vigueta y bovedilla.

El techo está estructurado mediante que soportan la cubierta del techo que es de fibro-cemento

para el análisis de la estructura se ha utilizado la metodología propuesta por Bazán (1980) para

modelar las paredes de mampostería como diagonales equivalentes a compresión dentro del

marco de concreto, no se tiene registro de la fecha de construcción de la estructura.

7.2 Cargas de análisis.

El edificio administrativo, actualmente funcionan como oficina, la estructura no tiene sobrecargas

de relevancia, en general la estructura está sometida únicamente a las cargas propias del peso de

la misma. Las principales cargas utilizadas en el análisis se listan a continuación (el peso propio de

los elementos estructurales ha sido considerado automáticamente en el análisis):

7.2.1 Cargas gravitacionales:

Peso volumétrico del concreto 2070 kg/m3

Peso volumétrico del acero 7850 kg/m3

Peso volumétrico de la mampostería 1200 kg/ m3

7.2.2 Cargas vivas:

Gravitacional de estructura de techo 70 kg/m2

Carga de entrepiso 150 kg/m²

Page 99: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

88

7.3 Resistencia de materiales.

Las características empleadas en los materiales del edificio administrativo, resultado de la

auscultación realizada son:

Relacionando los resultados de los núcleos de concreto extraídos, así como

los valores de Numero de Rebote y Velocidades de Pulso en el concreto, se ha

estimado la resistencia del concreto como fc’=170 kg/cm2, con un módulo de

elasticidad estático de 125,579 kg/cm2. La resistencia asumida es debido a la

variabilidad de los resultados obtenidos.

Al no existir información del acero de refuerzo, se ha asumido una resistencia

fy=2800 kg/cm2 (Grado 40) con un esfuerzo último de fluencia de fu=4200

kg/cm².

De acuerdo a los resultados del Reporte de Investigación Geofísica, se ha

utilizado un Suelo S3 de acuerdo a la “Norma Técnica de Diseño por Sismo de

la Republica de El Salvador” y un suelo tipo D según el IBC (International

Building Code 1996) en base a la velocidad de onda determinada mediante la

prospección sísmica.

7.4 Elementos estructurales.

Las dimensiones y ubicación de las vigas principales, vigas secundarias y columnas, y su respectivo

acero de refuerzo necesarios para los alcances de la presente sección, se detallan en los planos del

anexo 8.

Tabla 20. Factores de Equivalencia en Paredes

FACTORES DE EQUIVALENCIA PAREDES DE MAMPOSTERÍA EDIFICIO 4

EQ. 1 EQ. 2

Gm [kg/cm] 2400 2400

lm [m] 7 4.4

h [m] 2.8 2.4

t [cm] 14 14

λ 2.42 0.00

Ac [cm2] 625 0

w 1.13 0.84

Am [cm] 9800 6160

ζ 2.50 1.83

Ec [kg/cm] 90907 90907

Ω 1,387.4 924.0

Page 100: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

89

7.5 Periodos modales de vibración.

Para la determinación de los periodos de vibración del edificio, se ha utilizado el método de

cálculo de Vectores Ritz. A continuación se detallan los resultados y resaltan los periodos

fundamentales en las direcciones “X” y “Y” del edificio 3.

Tabla 21. Índices de participación modal

Índices de Participación Modal de Masas

Caso Análisis

Tipo de paso

Modo de vibración

Periodo UX UY SumUX SumUY

Sec

MODAL Mode 1 1.278001 0.741 0.00006992 0.741 6.99E-05

MODAL Mode 2 0.660309 0.0006374 0.361 0.742 0.361

MODAL Mode 3 0.412395 0.25 0.0005084 0.991 0.362

MODAL Mode 4 0.370648 0.006815 0.0001658 0.998 0.362

MODAL Mode 5 0.27718 0.00002138 0.59 0.998 0.952

MODAL Mode 6 0.251831 0.0006326 0.00002353 0.999 0.952

MODAL Mode 7 0.247306 0.0006719 0.001914 0.999 0.954

MODAL Mode 8 0.205298 0.0004945 0.000004806 1 0.954

MODAL Mode 9 0.158419 0.00008528 0.00002812 1 0.954

MODAL Mode 10 0.125253 1.001E-07 0.012 1 0.966

MODAL Mode 11 0.100021 6.555E-07 0.034 1 1

MODAL Mode 12 0.052252 3.082E-09 0.00006718 1 1

Los periodos fundamentales de vibración son:

Tx 1.278 s

Ty 0.277 s

Page 101: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

90

7.6 Cortante sísmico VSFi – NTDS.

El Cortante Sísmico VSFi, se ha calculado para cada módulo de acuerdo a la fórmula de análisis

estático recomendada en la “Norma Técnica de Diseño por Sismo de la Republica de El Salvador”:

Dónde:

Cs coeficiente sísmico que afecta el peso del edificio

W= 35.95 Ton. Peso del edificio para el cálculo del cortante sísmico

A = 0.40 factor de zonificación para Zona I

I = 1.0 factor de importancia III (Ocupación normal)

C0 = 3.00 y T0 = 0.60 factor de sitio (Suelo tipo S3)

R = 7 factor de modificación de respuesta del edificio

Edificio 1, Oriente

Tx= 1.278 seg. Período fundamental de vibración en la dirección “X”

Ty= 0.277 seg. Período fundamental de vibración en la dirección “Y”

T0 < TX,Y < 6 T0 NTDS 4.2.1 (usar Tx=0.6)

Page 102: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

91

7.7 Cortante Sísmico VSFi – Pushover.

El criterio de aceptación de formación de una Rótula Plástica se toma de acuerdo a la curvatura del

material

CRITERIO DE ACEPTACION DE ROTULAS PLASTICAS.

La definición de los Cortantes Sísmicos VSFy para las direcciones “X” y “Y” producto del análisis de

Pushover, se resumen a continuación (Ver apartado “modelos matemáticos y resultados del

análisis” de la presente sección para detalles):

EDIFICIO ADMINISTRATIVO, Dirección X

VSFi= 3.595 (Ton)

Δ= 8.7 (cm)

VSFY 3.31 (Ton)

ΔFy= 12.64 (cm)

VSFu 4.66 (Ton)

ΔFu= 19.24 (cm)

CE = 0.92

ID = 1.52

Δx V

cm Ton A - B Bt - IO IO - LS LS - CP CP - C C - D D - E >E Total

0 0.620189 0 33 2 1 0 0 0 0 0 36

1 1.754203 0.4225 32 3 1 0 0 0 0 0 36

2 7.352147 2.4107 25 10 1 0 0 0 0 0 36

3 12.64462 3.3132 24 3 6 3 0 0 0 0 36

4 13.70332 3.4488 22 5 5 3 0 0 1 0 36

5 13.70382 3.5304 22 4 6 3 0 0 1 0 36

6 19.23849 4.6583 18 5 9 2 1 0 1 0 36

7 19.56673 4.7044 18 5 8 3 0 0 2 0 36

8 19.56723 4.0945 18 5 8 3 0 0 2 0 36

9 21.28221 4.4557 18 5 8 2 0 0 3 0 36

10 21.28271 3.7363 18 5 8 1 1 0 3 0 36

11 22.13378 3.8751 18 5 8 1 0 0 4 0 36

CURVA PUSHOVER, EDIFICIO ADMINISTRATIVO, DIRECCIÓN X

N T D S (1994)

E L Á S T I C O

P O S T - E L A S T I C O

PASOCRIETERIO DE ACEPTACIÓN (RÓTULAS PLÁSTICAS)

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

0 5 10 15 20 25

V (

Ton

)

Δx cm

Page 103: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

92

EDIFICIO ADMINISTRATIVO, Dirección Y

La Capacidad Estructural (CE) en las direcciones “X” y “Y”, se resume a continuación:

VSFi= 6.11 (Ton)

Δ= 8.7 (cm)

VSFY 6.63 (Ton)

ΔFy= 2.68 (cm)

VSFu 8.98 (Ton)

ΔFu= 5.49 (cm)

CE = 1.08

ID = 2.05

Δx V

cm Ton A - B Bt - IO IO - LS LS - CP CP - C C - D D - E >E Total

0 0.01931 0 33 2 1 0 0 0 0 0 36

1 0.517715 1.3086 31 4 1 0 0 0 0 0 36

2 1.717715 4.4029 31 4 1 0 0 0 0 0 36

3 2.679269 6.6247 29 6 1 0 0 0 0 0 36

4 3.879269 7.7608 29 3 4 0 0 0 0 0 36

5 5.491371 8.981 28 3 4 0 0 0 1 0 36

6 5.491491 8.1881 27 4 4 0 0 0 1 0 36

7 7.564004 10.951 26 4 5 0 0 0 1 0 36

8 8.966316 12.5344 25 4 4 0 2 0 1 0 36

9 10.54064 13.3844 25 3 5 0 1 0 2 0 36

10 10.54076 10.6471 25 2 6 0 1 0 2 0 36

11 11.74076 11.8474 25 2 6 0 1 0 2 0 36

12 12.01931 12.128 25 2 6 0 1 0 2 0 36

CURVA PUSHOVER, EDIFICIO ADMINISTRATIVO, DIRECCIÓN Y

N T D S (1994)

E L Á S T I C O

P O S T - E L A S T I C O

PASOCRIETERIO DE ACEPTACIÓN (RÓTULAS PLÁSTICAS)

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

0 2 4 6 8 10 12 14

V (

Ton

)

Δx cm

Page 104: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

93

El Índice de Ductilidad (ID) en las direcciones “X” y “Y”, se resume a continuación:

∆Fu: Desplazamiento post-elástico, en el momento que se tiene de

un número suficiente de rotulas plásticas o se forma un

mecanismo de falla en el edificio.

∆Fy: Desplazamiento elástico de fluencia, en el momento en que se

forma la primera rótula plástica.

7.8 Modelos matemáticos y resultados de análisis.

A continuación se detallan los modelos utilizados en los Análisis Modal y Estático No Lineal de

Pushover, principalmente:

- Modelos matemáticos.

- Modelos de Análisis Modales con Vectores Ritz.

- Curvas Cortante – Deformación de Pushover.

- Secuencia y ubicación de Rotulas Plásticas.

El modelo matemático empleado para el análisis de las cargas estáticas, cargas modales, cargas

sísmicas estáticas y cargas sísmicas estáticas no lineales, se realizó en el software SAP2000 v14.2.4

Advanced.

Page 105: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

94

EDIFICIO ADMINISTRATIVO

Figura 32. Modelo de Edificio administrativo

Page 106: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

95

EDIFICIO ADMINISTRATIVO

SECUENCIA DE ROTULACIONES CRÍTICA.

Figura 33. Deformación bajo condición máxima de deformación, dirección X.

Page 107: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

96

EDIFICIO ADMINISTRATIVO

SECUENCIA DE ROTULACIONES CRÍTICA

Figura 34. Deformación máxima para carga lateral en dirección Y

Page 108: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

97

EDIFICIO ADMINISTRATIVO

CURVA PUSHOVER X

Figura 35. Curva Fuerza Lateral / Deformación, dirección X

Page 109: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

98

EDIFICIO 3

CURVA PUSHOVER Y

Figura 36. Curva Carga Lateral / deformación, dirección Y

Page 110: Estudio Capacidad Estructural CAM La Chacra

99

7.9 Análisis e interpretación de resultados

En base a los resultados de los modelos matemáticos generados se presenta a continuación la

interpretación de los resultados obtenidos.

r) El edificio administrativo, tiene una capacidad estructural respecto a la demandada

por la NTDS de: 0.92 y 1.08 en las direcciones X y Y respectivamente, lo que indica

que la estructura tiene está actualmente en un nivel límite para soportar el sismo de

diseño, esto quiere decir que es susceptible a sufrir daños durante eventos sísmicos

considerables, las fundaciones al igual que la del resto de edificios están en

condiciones adecuadas.

s) Las altas deformaciones y los daños debido a sismo se deben principalmente a la

irregularidad en planta de la estructura la que genera altos niveles de torsión,

haciendo que las columnas del costado poniente sean las más críticas, esta área

debe reforzarse mediante un arriostramiento con una diagonal metálica o con una

pared confinante de mampostería.

t) Los Índices de Ductilidad (ID) son de 1.52 y 2.05 son valores normales para

estructuras de mampostería reforzada con nervios de concreto.

u) El comportamiento de la mampostería atiende a mantener los esfuerzos dentro del

rango elástico y normalmente no muestran ductilidad, tampoco se tiene un margen

amplio para el rango inelástico este comportamiento es exhibido por el edificio, por

lo que el que esté en el límite de lo requerido pone en riesgo la seguridad

estructural de la edificación.

v) El edificio administrativo, puede estar sujeto a daños durante un evento sísmico.