planteamiento general de la reparación y del refuerzo de ... · •ordenar el crecimiento en...
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ría s
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ica
Ramón Álvarez Cabal Dr. Ing. Industrial
ETSII, Universidad Politécnica de Madrid
INTEMAC
Planteamiento general de la reparación y del
refuerzo de edificios
Implic
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¡ya no quedan parcelas así en las ciudades!
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El urbanismo salvaje y su empeño por no dejar a salvo ni un
centímetro cuadrado del litoral también ha sido clave en los apuros
en que puso la riada a un centenar de vecinos de las urbanizaciones
de Les Marines,… (EL PAÍS 12 de octubre de 2009)
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Responsabilidades de la Administración:
• Ordenar el crecimiento en función de los riesgos
• Elaborar protocolos de actuación en caso de sismo
• Asegurar las estructuras esenciales en coherencia con los protocolos
(comunicaciones –puentes-, abastecimiento -gas, agua-, atención
médica -hospitales,…)
• Elaborar estudios de microzonificación
¿Se puede pedir al promotor de una vivienda que se gaste en sondeos
más de lo que cuesta la casa?
• …
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Grandes
masas
Heterogeneidad
de materiales
Los forjados no
son continuos
No existe traba
Degradación
previa
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Implic
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ría s
ísm
ica
0 5 10 15 20 25 300.4
0.2
0
0.2
0.4ACELEROGRAMA LORCA
tiempo (segundos)
ace
lera
ció
n (%
de
g)
0,367
(frente a 0,15 previsto para edificios normales sobre suelo tipo III)
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 40.04
0.02
0
0.02
0.04TERREMOTO DE LORCA
Tiempo (segundos)
Des
pla
zam
ien
to (
m)
Implic
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Implic
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ísm
ica
SaEC ag tipo T
S 1
TB 0.05
TC 0.25
tipo "A"if
S 1.35
TB 0.05
TC 0.25
tipo "B"if
S 1.5
TB 0.1
TC 0.25
tipo "C"if
S 1.8
TB 0.1
TC 0.3
tipo "D"if
S 1.6
TB 0.05
TC 0.25
tipo "E"if
TD 1.2
max10
50.55
ag S 1T
TB2.5 1 T TBif
ag S 2.5 TB T TCif
ag S 2.5TC
TTC T TDif
ag S 2.5TC TD
T2
otherwise
otherwise
otherwise
0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 30
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
TerremotoSuelo I
Suelo IISuelo III
Suelo IV
ESPECTRO TERREMOTO DE LORCA
Período (s)
Pse
ud
oac
eler
ació
n (
norm
aliz
ad
o a
g)
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5 10 15 20 25 300.4
0.2
0
0.2
0.4ACELEROGRAMA EL CENTRO
tiempo (segundos)
ace
lera
ció
n (%
de
g)
0 5 10 15 20 25 300.4
0.2
0
0.2
0.4ACELEROGRAMA LORCA
tiempo (segundos)
ace
lera
ció
n (%
de
g)
0,367
0,348
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ica
0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 30
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
LORCA (5%)EL CENTRO (5%)
ESPECTRO DE DESPLAZAM IENTOS
Período (s)
Pse
udoa
cele
raci
ón
(n
orm
aliz
ado
a g
)
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Pórtico de 8 alturas de luces medias (5m
en cada dirección), masas las prescritas
por el CTE y escuadrías ajustadas a las
cargas gravitatorias
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Pórtico de 8 alturas de luces medias (5m
en cada dirección), masas las prescritas
por el CTE y escuadrías ajustadas a las
cargas gravitatorias
0 0.25 0.5 0.75 1 1.25
2.81
5.61
8.42
11.22
14.03
16.83
19.64
22.44
25.25DEFORMADA MODAL
DESPLAZAMIENTO
AL
TU
RA
(m
)
la frecuencia correspondiente será:
0T
K
0 6.38046939
T02
0
T=0,985s
0 1 2 3 4 51500
1000
500
0
500
1000
1500
Cortante Es tructura
Cortante Fábrica
Cortante Total
CORTANTE EN LA BASE
Tiempo (segundos)
Co
rtante
(k
N)
1308 kN
Implic
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Pórtico de 8 alturas de luces medias (5m
en cada dirección), masas las prescritas
por el CTE y escuadrías ajustadas a las
cargas gravitatorias
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ica
Pórtico de 8 alturas de luces medias (5m
en cada dirección), masas las prescritas
por el CTE y escuadrías ajustadas a las
cargas gravitatorias
0 0.25 0.5 0.75 1 1.25
2.81
5.61
8.42
11.22
14.03
16.83
19.64
22.44
25.25DEFORMADA MODAL
DESPLAZAMIENTO
AL
TU
RA
(m
)
T=0,396s
0 1 2 3 4 54000
2000
0
2000
4000
6000
Cortante Es tructura
Cortante Fábrica
Cortante Total
CORTANTE EN LA BASE
Tiempo (segundos)
Co
rtante
(k
N)
4095 kN
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Pórtico de 8 alturas de luces medias (5m
en cada dirección), masas las prescritas
por el CTE y escuadrías ajustadas a las
cargas gravitatorias
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Pórtico de 8 alturas de luces medias (5m
en cada dirección), masas las prescritas
por el CTE y escuadrías ajustadas a las
cargas gravitatorias
0 0.25 0.5 0.75 1 1.25
2.81
5.61
8.42
11.22
14.03
16.83
19.64
22.44
25.25DEFORMADA MODAL
DESPLAZAMIENTO
AL
TU
RA
(m
)
T=0,664s 3.4. CORTANTE EN LA BASE
0 1 2 3 4 52000
1000
0
1000
2000
3000
Cortante Es tructura
Cortante Fábrica
Cortante Total
CORTANTE EN LA BASE
Tiempo (segundos)
Co
rtante
(k
N)
2574 kN
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0 0.25 0.5 0.75 1 1.25
2.81
5.61
8.42
11.22
14.03
16.83
19.64
22.44
25.25DEFORMADA MODAL
DESPLAZAMIENTO
AL
TU
RA
(m
)
0 0.25 0.5 0.75 1 1.25
2.81
5.61
8.42
11.22
14.03
16.83
19.64
22.44
25.25DEFORMADA MODAL
DESPLAZAMIENTOA
LT
UR
A (
m)
PLANTA DÉBIL
Incrementa los desplazamientos de las plantas inferiores
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0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 30
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1ESPECTRO TERREMOTO DE LORCA
Período (s)
Pse
udo
acel
erac
ión (
no
rmal
izad
o a
g)
0.396 0.985
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T=0,3s
T=0,6s
Estructura 0,56s→1,22s
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– No podemos actuar sobre los aspectos
realmente determinantes
– No sabemos muy bien a qué nos
enfrentamos
– Tampoco sabemos mucho del
comportamiento de nuestros edificios
– … ¿es suficiente con reparar?
El papel de los Técnicos:
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0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 30
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
Amortiguamiento 5%Amortiguamiento 10%
Amortiguamiento 20%
ESPECTRO TERREMOTO DE LORCA
Período (s)
Pse
ud
oac
eler
ació
n (
norm
aliz
ado
a g
)
3. RESPUESTA DEL EDIFICIO
¡Ojo! Esta fuerza no “desaparece”
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Sa
CA
2.5·CA
Cv/T
TA TS
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Seismic assessment and retrofit of reinforced concrete buildings. FIB
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ica
Exigen otras muchas actuaciones
sobre el edificio (rigidizar forjados en
su plano, disponer colectores,…)
Han de ser muy rígidos (si se
pretende reducir daños en albañilería)
Reducen el período y, por tanto,
aumentan las cargas
Exigen cimentaciones muy potentes
Poco dúctiles (en general)
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Pórtico de 8 alturas de luces medias (5m
en cada dirección), masas las prescritas
por el CTE y escuadrías ajustadas a las
cargas gravitatorias
0 0.25 0.5 0.75 1 1.25
1
2
3
4
5
6
7
8
9DEFORMADA MODAL
DESPLAZAMIENTO
PL
AN
TA
T=0,44s
Sa ab T C K abC
1.25ab 0.1gif
C
1.253.33
ab
g0.1 1
C
1.25ab 0.4gif
1 otherwise
otherwise
TAK C
10
TB 4 TA
1 1.5T
TAT TAif
2.5 TA T TBif
K C
Totherwise
otherwise
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
1
2
3
4
5
Suelo Tipo I
Suelo Tipo IISuelo Tipo III
Suelo Tipo IV
ESPECTRO NCSE-02 LORCA
Período (s)A
cele
raci
ón
(m
/s/s
)
3,5m/s2
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Bloque de 8 alturas (4,25m baja y 3 m las restantes).
Planta de 20x20mxm.
Masas:
• permanentes forjado: 500 kg/m2
• sobrecargas forjado: 60kg/m2
• fachadas: 600kg/m
t224m400t560 2.
t48m80mt60.
≈275 t
/pla
nta
'
4.25
25.25
7.25
25.25
10.25
25.25
13.25
25.25
16.25
25.25
19.25
25.25
22.25
25.25
25.25
25.25
0 0.25 0.5 0.75 1
5
10
15
20
25
30DEFORMADA MODAL
DESPLAZAMIENTO
AL
TU
RA
DE
LA
PL
AN
TA
(m
)
la frecuencia correspondiente será:
0T
K
0 14.329543
T02
0
T0 0.438478
Se adopta un único modo, triangular
4.25
25.25
7.25
25.25
10.25
25.25
13.25
25.25
16.25
25.25
19.25
25.25
22.25
25.25
25.25
25.25
4.25
25.25
27.25
25.25
210.25
25.25
213.25
25.25
216.25
25.25
219.25
25.25
222.25
25.25
225.25
25.25
2
1.406
Fi masai i Sa
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ica
Supongamos 2 pantallas de 40x400 cm
Cada una estaría sometida a un cortante de ≈3200 kN
y a un momento de ≈57000kN·m
4m
caraylmpor128
m
cm16mm6400
mm
N500
N3E3200A
22
2
s ..
2577mm38000
mm
N500
N3E19000A
kN19000m03
mkN57000U
2
2
s
s,
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Única posibilidad cuando no existe estructura
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Paulay,T; Priestly, M.J.N. “Seismic design of reinforced concrete and masonry buildings”. Wiley1992
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Reforzar, a veces, es debilitar …
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0 1 2 3 4 5
1
0.5
0.5
1
aceleración suelo
aceleración azotea
ACELERACIONES LORCA
Tiempo (segundos)
Ace
lera
ción
(no
rmali
zado
a g
)
0 1 2 3 4 5
1
0.5
0.5
1
aceleración sueloaceleración azotea
ACELERACIONES LORCA
Tiempo (segundos)
Ace
lera
ción
(no
rmali
zado
a g
)
0,95g
Edificio de 8 plantas con T=0,86s
Comparación entre aceleraciones
en suelo y azotea
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0 1 2 3 4 5
1
0.5
0.5
1
aceleración suelo
aceleración azotea
ACELERACIONES LORCA
Tiempo (segundos)
Ace
lera
ción
(no
rmali
zado
a g
)
0,95g
Acel
(m/s2)T
1.055 10.89
0.861 9.60
0.746 10.035
0.667 13.4
0.52 15.3
0.497 14.9
INTEMAC Im
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acio
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ísm
ica
0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 30
0.5
1
1.5
2
2.5
3
AZOTEASUELO
ESPECTROS LORCA
Período (s)
Pse
ud
oac
eler
ació
n (
norm
aliz
ado a
g)
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Momento debido al peso:
mkN412
m21mkN15m1m130
2
hqM
232
,,,
Momento debido a la carga CTE:
mkN882m21kN6151hPM Q ,,,,
Momento admisible CTE:
mkN17071
6
m130m1mkN100
6
ebf
WfM
2
2
M
2
u
M
uRd ,
,
,
La solicitación debida al sismo es la mitad de la estática (CTE) pero 8
veces la resistencia..
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… “Al menos doce niños y dos maestras han muerto y un número indeterminado de personas han resultado heridas al derrumbarse una escuela infantil en la localidad de San Giuliano di Puglia tras un terremoto que ha afectado al centro y sur de Italia. Además, una mujer ha muerto en la misma localidad tras desplomarse su vivienda. No se descarta que haya más víctimas, pues en el momento del sismo, 57 niños se encontraban en el edificio, en el que siguen las tareas de rescate”… … “El edificio derrumbado se encuentra en la localidad de San Giuliano di Puglia, en Campobasso, el epicentro del seísmo de 5,4 grados en la escala Richter que se ha dejado sentir en el centro y el sur de Italia” ...