EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

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PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS DEL CENTRO DE BOGOTÁ UTILIZANDO EL MÉTODO DEL ÍNDICE DE VULNERABILIDAD Presentado por: ANDRÉS MAURICIO QUIROGA MEDINA Trabajo de grado para optar por el título Ingeniero Civil BOGOTÁ D.C. ENERO DE 2013

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PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL

EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD

ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS DEL CENTRO DE

BOGOTÁ UTILIZANDO EL MÉTODO DEL ÍNDICE DE

VULNERABILIDAD

Presentado por:

ANDRÉS MAURICIO QUIROGA MEDINA

Trabajo de grado para optar por el título Ingeniero Civil

BOGOTÁ D.C.

ENERO DE 2013

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Presentado por:

ANDRÉS MAURICIO QUIROGA MEDINA

C.C.: 1.136.879.946 de Bogotá

Director:

JOSE ANTONIO MAGALLÓN GUDIÑO

I.C., M.S.C.

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL

BOGOTÁ D.C.

ENERO DE 2013

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TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................... 3

2. MARCO TEÓRICO ............................................................................................ 6

2.1 Vulnerabilidad sísmica ................................................................................. 6

2.2 Método del índice de vulnerabilidad ........................................................... 7

2.3 Conceptos involucrados en el método del índice de vulnerabilidad ....... 8

2.3.1 Índice de vulnerabilidad ........................................................................... 8

2.3.2 Riesgo sísmico ........................................................................................ 9

2.3.3 Sismo resistencia .................................................................................. 10

2.3.4 Sistemas estructurales .......................................................................... 10

2.3.5 Tipos de sistemas estructurales (NSR, 2010) ....................................... 10

2.3.6 Resistencia al cortante proporcionada por el concreto en elementos no

preesforzados (NSR, 2010) .............................................................................. 12

2.3.7 Cortante sísmico en la base, para las fuerzas sísmicas (NSR, 2010) ... 12

2.3.8 Periodo de vibración fundamental aproximado (NSR, 2010) ................. 13

2.3.9 Irregularidades en planta y altura (NSR, 2010) ..................................... 13

2.3.9.1 Irregularidades en planta ............................................................ 14

2.3.9.2 Irregularidades en altura ............................................................. 16

3. ZONA DE ESTUDIO Y MÉTODO .................................................................... 19

3.1 Método del Índice de Vulnerabilidad adaptado a la Norma Sismo

Resistente, 2010 (NSR-10). ..................................................................... 24

I. Organización del sistema resistente ........................................... 27

II. Calidad del sistema resistente .................................................... 33

III. Cálculo de la resistencia convencional ....................................... 34

IV. Influencia del terreno y la cimentación ........................................ 41

V. Losas .......................................................................................... 42

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VI. Configuración en planta .............................................................. 42

VII. Configuración en elevación ......................................................... 46

VIII. Conexiones elementos críticos ................................................... 49

IX. Elementos con baja ductilidad .................................................... 51

X. Elementos no estructurales ........................................................ 52

XI. Estado de conservación ............................................................. 53

4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ........................................................................ 54

4.1 Edificio UGI ................................................................................ 54

4.2 Edificio de la Procuraduría ......................................................... 55

4.3 Edificio de la Contraloría ............................................................ 56

4.4 Edificio Internacional .................................................................. 57

4.5 Edificio World Service ................................................................ 59

4.6 Edificio Giraldo ........................................................................... 60

4.7 Edificio del SENA ....................................................................... 61

4.8 Edificio Hotel Tequendama ........................................................ 62

4.9 Resumen resultados .................................................................. 63

5. CONCLUSIONES ............................................................................................ 72

6. RECOMENDACIONES .................................................................................... 75

7. REFERENCIAS ............................................................................................... 76

8. ANEXOS .......................................................................................................... 78

9. ÍNDICE DE FIGURAS ...................................................................................... 79

10. ÍNDICE DE TABLAS........................................................................................ 82

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1. INTRODUCCIÓN

Los efectos que tiene un sismo sobre la estructura de una edificación y los distintos

métodos constructivos para disminuir los daños generados, han sido motivo de

estudio por varios años en el área de la ingeniería civil. Parámetros como la

configuración de elementos estructurales, estado y calidad de los materiales, tipo de

suelo, cimentación, irregularidades en planta y elevación, entre otros, son los que

definen el comportamiento de una estructura frente a un sismo. Debido a esto se

crearon normas sismo resistentes como la NSR-10 para disminuir la vulnerabilidad

estructural de las edificaciones ante un sismo. Para el estudio de este

comportamiento se han creado métodos cuantitativos y cualitativos los cuales

analizan varios parámetros y determinan la reacción y comportamiento de la

estructura y su vulnerabilidad.

Existen diferentes métodos cualitativos como el ATC-21, el método Hirosawa, el

método del ISTC, el método del índice de vulnerabilidad (M.I.V.), entre otros, sus

diferencias radican en los parámetros y la profundidad de la evaluación que estos

plantean. El método del índice de vulnerabilidad es un método muy utilizado debido a

la evaluación estructural que realiza, se desarrolló en Italia a partir del año 1976

producto de estudios post terremoto e identifica los parámetros más importantes que

dictan el comportamiento y el daño de una edificación en un sismo. El método

consiste en evaluar 11 parámetros asignando un valor a cada uno según sea

estimada su vulnerabilidad (alta, media o baja) para lo cual se deben cumplir unos

requerimientos planteados en la evaluación. El resultado de la suma ponderada de

estos valores, es el índice de vulnerabilidad cuyo valor determina que tan vulnerable

es la estructura según estos parámetros (Benedetti et al, 1982).

En el mundo se han realizado diversos estudios donde se usan métodos cualitativos

para evaluar el posible comportamiento de una estructura en un sismo, como es el

caso de un estudio realizado en Ate, distrito de la provincia de Lima, Perú, donde se

evaluaron un total de 210 viviendas con el método del índice de vulnerabilidad. En el

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que se clasifico por el nivel de vulnerabilidad las distintas zonas del distrito,

evidenciando que este método es adecuado para ser usado en grandes ciudades

debido a la eficiencia para obtener información determinante para detectar

irregularidades estructurales (Ríos, 2003). Un parámetro importante que se estudia en

los métodos cualitativos es la irregularidad que se presenta en planta y en altura, ya

que en muchos casos debido a esta configuración los daños ocasionados en un

evento de sismo pueden llegar a ser irreparables y catastróficos. Por lo que se hace

de suma importancia la evaluación de la edificación en este aspecto en una forma

preventiva, ya que las estructuras irregulares tienen un pobre desempeño en un

evento de sismo y requieren mayores fuerzas de diseño (Padilla, 2010).

Se ha encontrado información acerca de estudios realizados en ciudades de

Colombia como Barranquilla, Cali, Bogotá y Sincelejo, donde se han adaptado

métodos como el índice de vulnerabilidad para la evaluación de viviendas de

mampostería no estructural y edificios de hormigón armado. Referenciando el trabajo

realizado en la ciudad de Sincelejo de donde se recopila una gran cantidad de

información de estructuras estudiadas y se comparan varios métodos cualitativos.

Concluyendo que el método implementado tiene ventajas económicas, de eficiencia y

puede ser usado por las entidades de defensa civil en los proyectos de mitigación de

desastres ya que este detecta puntos débiles de la edificación, que pueden ser causa

de un daño irreparable en un evento de sismo (Caballero, 2007). En la ciudad de

Barranquilla se realizó un estudio similar en el cual se evaluó un grupo de viviendas

del barrio la Paz, donde se evidencio que la mayor parte de las viviendas de

mampostería no reforzada tienen vulnerabilidad alta. El resultado de este estudio se

determinó por medio del análisis de cada parámetro de este método (Ahumada et al,

2011).

La ciudad de Bogotá pese a no tener una actividad sísmica alta como otras zonas del

País, tiene un alto riesgo debido a que algunas edificaciones fueron construidas hace

varios años. Por este motivo, la incertidumbre de los daños que se pueden generar en

un evento de sismo se debe disminuir con estudios que sirvan para obtener más

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información acerca del comportamiento de las estructuras. Un ejemplo de esto se

presenta con un estudio realizado por el FOPAE (Fondo de Prevención y Atención a

Emergencias) él en cual se generó una base de datos de los índices de vulnerabilidad

promedio de las localidades de la ciudad de Bogotá, mostrando como localidades

críticas a Santa fé, Tunjuelito y Candelaria (FOPAE, 2011). Para la metodología de

este estudio se aplicó el método del índice de vulnerabilidad, el cual comprende 11

parámetros con criterios de evaluación que analizan la configuración estructural y

algunas variables que afectan el comportamiento de una edificación ante un evento

de sismo. A pesar de esto se requieren ajustes para hacer de estos criterios de

evaluación más precisos, con el fin de obtener datos que muestren con más exactitud

la vulnerabilidad y el riesgo que presenta la estructura (Aguiar, 2006). De igual forma

se requiere una adaptación de este método a lo planteado por la NSR-10 para que

pueda ser implementado en la actualidad a nivel local, por lo que un estudio que

genere y plantee esta adaptación sería de gran ayuda para estas entidades de riesgo

y para su manejo de atención a emergencias.

Debido a lo anterior se realiza este trabajo el cual tiene como fin evaluar la

vulnerabilidad de 8 edificios ubicados en la zona centro de la ciudad de Bogotá, los

cuales fueron seleccionados por su irregularidad en planta o altura, y por la cantidad

de personas que estos albergan. Esta evaluación fue hecha con el método del índice

de vulnerabilidad, que gracias al estudio de los 11 parámetros se determina el estado

actual de la estructura y su probabilidad de soportar un sismo.

Este documento contiene la información que se obtuvo al llevar a cabo la evaluación

de vulnerabilidad a los ocho edificios que más adelante se describirán, el documento

se divide en cuatro capítulos como lo son el Marco teórico, en donde se describen

conceptos utilizados en la evaluación, Zona de estudio y Método, en el cual se

mencionan los edificios y se describe la zona de estudios y adicionalmente se

describe el método utilizado con los cambios realizados para su adaptación. Seguido

de esto se presentan los resultados obtenidos con la aplicación del método y se

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realiza un análisis de estos, por último se presentan las conclusiones y

recomendaciones a las que se llego según los resultados obtenidos.

2. MARCO TEÓRICO

2.1 Vulnerabilidad sísmica

Gracias a la información que se ha recopilado posteriormente a los sismos

presentados a través de los años en distintas partes del mundo, se ha percibido que

estructuras de la misma tipología presentan un nivel de daño diferente. Este nivel de

daño depende de la vulnerabilidad sísmica de la edificación, la cual posee variables

que determinan el comportamiento del sistema (Caballero, 2007).

La vulnerabilidad sísmica ya sea de una estructura, grupo de estructuras o de una

zona urbana, se define, como la predisposición a sufrir daño ante la ocurrencia de un

movimiento sísmico y está relacionada directamente con las características físicas y

estructurales de la edificación (Bonett, 2003).

El concepto de vulnerabilidad sísmica es indispensable en estudios sobre riesgo

sísmico y para la mitigación de desastres por terremotos. Se entiende por riesgo

sísmico, el grado de perdidas esperadas que sufren las estructuras durante un lapso

de tiempo que transcurre en la exposición a un evento de sismo. Por otra parte la

mitigación de los desastres a nivel de ingeniería, tiene como fin mejorar el

comportamiento sísmico de los edificios de una zona, con el objetivo de reducir costos

causados por los daños presentados en un terremoto (Barbat, 1998). Por lo

presentado es evidente que para mitigar el riesgo sísmico de una zona, es necesario

reducir la amenaza, la vulnerabilidad y el costo de reparación de las edificaciones

afectadas. El conocimiento de la amenaza sísmica existente permite considerar un

adecuado diseño de las nuevas estructuras y el sitio donde pueden ser construidas.

Sin embargo, poco puede hacerse para reducir la amenaza a la que están expuestas

las estructuras existentes, por lo que si el objetivo es disminuir el riesgo, se requiere

una intervención directa sobre la vulnerabilidad (Bonett, 2003).

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El nivel de vulnerabilidad está regido por parámetros como el tipo de irregularidad

estructural (planta o elevación), tipo de sistema resistente, influencia del terreno,

estado de conservación, entre otros. El estudio de estos parámetros contribuye a la

predicción del comportamiento de una estructura en un evento de sismo, el

conocimiento de este comportamiento permite establecer las medidas requeridas para

reducir los efectos negativos que tiene el movimiento del terreno. Esto ha llevado a

mejorar las normas para que los nuevos sistemas constructivos garanticen el buen

desempeño de todos los elementos que en estos trabajan (Bonett, 2003).

La medición de la vulnerabilidad se realiza por medio de métodos analíticos y

cualitativos, los cuales tienen un distinto nivel de profundidad y exactitud pero cada

uno estudia conceptos que determinan la capacidad sísmica de la estructura. Como

ejemplo de esto existe el método del índice de vulnerabilidad que por los once

parámetros que evalúa cubre varios conceptos que ayudan a estudiar si la

configuración de la estructura es adecuada para resistir un sismo.

2.2 Método del índice de vulnerabilidad

Este método identifica los parámetros más importantes que afectan el

comportamiento de la estructura en un evento de sismo y por tanto su vulnerabilidad

sísmica. La clasificación de estos parámetros se hace mediante un valor el cual es

llamado el índice de vulnerabilidad, que determina en grado de probabilidad en sufrir

un daño por un sismo del sistema estudiado. El método tiene una ventaja sobre otros

métodos ya que califica diversos aspectos de las edificaciones separando las

diferencias que existen en una misma de tipología mientras que métodos como el

ATC-13, EMS-98, MSK, entre otros clasifican las construcciones por tipologías,

material y año de construcción (Mena, 2002). Los aspectos planteados en esta

metodología son: configuración en planta y elevación, el sistema de organización

resistente, estado de conservación, tipo de suelo de la zona del edificio, resistencia de

la edificación, entre otras.

La ventaja de este método es la posible aplicación para edificios de mampostería y

hormigón armado, tipologías presentadas en países de Latino América, para cada

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tipología se evalúan once parámetros los cuales tienen un valor por su peso de

importancia y un valor que determina cuan vulnerable es la estructura. La suma

ponderada de estos valores tiene como resultado un número el cual es el índice de

vulnerabilidad, que según un rango que se plantea determina el nivel de

vulnerabilidad (Caballero, 2007).

2.3 Conceptos involucrados en el método del índice de vulnerabilidad

En este subcapítulo se presentan algunos conceptos que constituyen el método del

índice de vulnerabilidad, por lo que se hace pertinente definirlos para poder entender

el proceso que se llevó a cabo en este trabajo.

2.3.1 Índice de vulnerabilidad

El índice de vulnerabilidad contempla parámetros que permiten cuantificar la

susceptibilidad de una edificación de sufrir daños. Tiene como ventaja que permite

comparar diferentes edificaciones de una misma tipología, con los mismos factores de

evaluación. Existen diversos índices de vulnerabilidad que dependen del método y de

los parámetros que se planteen. Con estos índices se obtiene una medida relativa de

la vulnerabilidad sísmica con la desventaja que son limitados para comparar

edificaciones de diferentes tipos, como mampostería y hormigón armado, esto es

ocasionado por los distintos factores considerados en la evaluación (Safina, 2002).

Las metodologías de estos índices se basan en la inspección de los principales

componentes de un edificio tanto estructurales como no estructurales, y según la

identificación y caracterización de las deficiencias sísmicas en el diseño sismo

resistente y calidad de la estructura, se determina un valor para el índice de

vulnerabilidad el cual es el resultado de la calificación de diversos parámetros. Se ha

implementado en estudios de edificios de mampostería y de hormigón armado, con

mayor desarrollo en el primer tipo debido a sus orígenes en Europa donde

predominaba esta tipología. Estos métodos son considerados subjetivos ya que la

vulnerabilidad se determina por medio de observación de características físicas y en

algunos casos de cálculos simples (Safina, 2002).

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2.3.2 Riesgo sísmico

Según varios comités y trabajos científicos como el Instituto de Investigaciones de

Ingeniería sísmica (EERI), la Asociación Europea de Ingeniería Sísmica (EAEE), la

Comisión de Seguridad Sísmica de California (CSSC), el Servicio Geológico de los

E.U. (USGS), definen el Riesgo Sísmico como “las consecuencias sociales y

económicas potenciales provocadas por un terremoto, como resultado de la falta de

estructuras cuya capacidad resistente fue excedida por el terremoto” (Caballero,

2007).

Los estudios de riesgo sísmico a partir del análisis de los daños provocados por

terremotos han aumentado desde los años 80, lo que ha dado origen a proyectos,

seminarios e investigaciones en todo el mundo, resultado de lo cual se llegó a un

consenso sobre las definiciones de los parámetros que intervienen en los estudios de

riesgo (Yépez et al, 1995). El riesgo sísmico se enmarca dentro los siguientes

conceptos:

La peligrosidad sísmica, que representa la probabilidad de ocurrencia, dentro de

un periodo específico y dentro de un área, de un movimiento sísmico del terreno

de una intensidad determinada.

La vulnerabilidad sísmica de una estructura o grupo de estructuras, definida

como el grado de daño debido a la ocurrencia de un movimiento sísmico del

terreno de una intensidad determinada.

El riesgo sísmico específico representa la probabilidad de que una estructura o

grupo de estructuras en riesgo, sufra uno o varios grados de daño durante un

tiempo de exposición dado.

Este concepto se define entonces como el grado esperado de pérdidas sufridas

por una estructura o grupo de estructuras en riesgo, durante el periodo de

exposición considerado.

Se puede determinar que el riesgo sísmico específico depende tanto de la

vulnerabilidad de la estructura como de la peligrosidad del sitio de ubicación de la

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estructura. Por otro lado el riesgo sísmico, depende del riesgo específico y el costo o

valor de la estructura de la estructura o del elemento en riesgo (Caballero, 2007).

2.3.3 Sismo resistencia

La sismo resistencia es una propiedad o atributo con la que se dota a una edificación,

mediante la aplicación de técnicas de diseño de su configuración geométrica y la

incorporación en su constitución física, de componentes estructurales especiales que

la capacitan para resistir las fuerzas que presentan durante un movimiento sísmico.

Lo que se traduce en protección de la vida de los ocupantes y de la integridad del

edificio mismo.

Aunque se presentan daños, en el caso de un sismo muy fuerte, una edificación

sismo resistente no colapsará y contribuirá a que no haya pérdida de vidas ni pérdida

total de la propiedad.

La capacidad de resistir los temblores se obtiene dotando a la construcción de unas

características fundamentales que están establecidas en detalle en la Norma Sismo

Resistente NSR-10 (SENA, 2003).

2.3.4 Sistemas estructurales

Los sistemas estructurales están en función de la distribución y localización de sus

elementos resistentes a cargas verticales y laterales por sismo, como lo son muros,

columnas, losas, núcleos de escaleras, entre otros. Los distintos tipos de sistemas

estructurales se enuncian a continuación.

2.3.5 Tipos de sistemas estructurales (NSR, 2010)

Se reconocen cuatro tipos generales de sistemas estructurales de resistencia sísmica,

los cuales se definen a continuación. Cada uno de ellos se subdivide según los tipos

de elementos verticales utilizados para resistir las fuerzas sísmicas y el grado de

capacidad de disipación de energía del material estructural empleado. Los sistemas

estructurales de resistencia sísmica son los siguientes:

Sistema de muros de carga: Es un sistema estructural que no dispone de un

pórtico esencialmente completo y en el cual las cargas verticales son resistidas

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por los muros de carga y las fuerzas horizontales son resistidas por muros

estructurales o pórticos con diagonales.

Sistema combinado: Es un sistema estructural, en el cual: 1. Las cargas

verticales son resistidas por un pórtico no resistente a momentos, esencialmente

completo o pórticos con diagonales, o 2. Las cargas verticales y horizontales son

resistidas por un pórtico resistente a momentos, esencialmente completo,

combinado con muros estructurales o pórticos con diagonales. Y que no cumple

con los requisitos de un sistema dual.

Sistema de pórtico: Es un sistema estructural compuesto por un pórtico espacial,

resistente a momentos, esencialmente completo, sin diagonales, que resiste

todas las cargas verticales y fuerzas horizontales.

Sistema dual: Es un sistema estructural que tiene un pórtico espacial resistente a

momentos y sin diagonales, combinado con muros estructurales o pórticos con

diagonales. Para que el sistema estructural se pueda clasificar como el sistema

dual se deben cumplir con los siguientes requisitos: 1. El pórtico espacial

resistente a momentos, sin diagonales esencialmente completo, debe ser capaz

de soportar las cargas verticales. 2. Las fuerzas horizontales son resistidas por

la combinación de muros estructurales o pórticos con diagonales, con el pórtico

resistente a momentos, el cual puede ser un pórtico de capacidad especial de

disipación de energía (DES), cuando se trata de concreto reforzado o acero

estructural, un pórtico con capacidad moderada de disipación de energía (DMO)

de concreto reforzado, o en pórtico con capacidad mínima de disipación energía

(DMI) de acero estructural. El pórtico resistente a momentos, actuando

independientemente, debe diseñarse para que sea capaz de resistir como

mínimo el 25 por ciento del cortante sísmico en la base. 3. Los dos sistemas

deben diseñarse de tal manera que en conjunto sean capaces de resistir la

totalidad del cortante sísmico en la base, en proporción a sus rigideces relativas,

considerando la interacción del sistema dual en todos los niveles de la

edificación, pero en ningún caso la responsabilidad de los muros estructurales, o

de los pórticos con diagonales, puede ser menor del 75 por ciento del cortante

sísmico en la base.

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2.3.6 Resistencia al cortante proporcionada por el concreto en

elementos no preesforzados (NSR, 2010)

La resistencia al cortante en este caso, es proporcionada por elementos estructurales

como muros y columnas, esta fuerza es resistida por el concreto y el acero. Para fines

de calcular esta resistencia se presenta la siguiente ecuación:

𝑽𝒄 = 𝟎,𝟏𝟕 𝟏 +𝑵𝒖

𝟏𝟒𝑨𝒈 𝝀 𝒇´𝒄𝒃𝒘𝒅 Ecuación 1

Donde:

Vc: Resistencia nominal al cortante proporcionada por el concreto, N.

Nu: Carga axial mayorada normal a la sección transversal, N.

Ag: Área bruta de la sección de concreto. Para una sección con vacios, Ag es el

área del concreto solo y no incluye el área de los vacios, 𝑚𝑚2.

λ: Factor de modificación que tiene en cuenta las propiedades mecánicas reducidas del concreto de peso liviano.

f´c: resistencia especificada a la compresión del concreto, MPa.

bw: ancho del alma o diámetro de la sección circular, mm.

d: distancia desde la fibra extrema en compresión hasta el centroide del refuerzo

del refuerzo longitudinal en tracción, mm.

2.3.7 Cortante sísmico en la base, para las fuerzas sísmicas (NSR,

2010)

El cortante sísmico en la base, Vs, equivalente a la totalidad de los efectos inerciales

horizontales producidos por los movimientos sísmicos de diseño, el cual es calculado

con la siguiente ecuación:

𝑉𝑠 = 𝑆𝑎𝑔𝑀 Ecuación 2

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Donde:

Vs: Cortante sísmico en la base, para las fuerzas sísmicas, N.

Sa: Valor del espectro de aceleraciones de diseño para un periodo de vibraciones

dado. Máxima aceleración horizontal de diseño, expresada como una fracción de la

aceleración del a gravedad, para un sistema de un grado de libertad con un periodo

de vibración T.

g: aceleración debida a la gravedad, 𝑚 𝑠2 .

M: masa total del edificio, kg.

2.3.8 Periodo de vibración fundamental aproximado (NSR, 2010)

El período fundamental de una estructura es el tiempo que se toma en dar un ciclo

completo cuando experimenta vibración no forzada. Su determinación es primordial

porque de él depende la magnitud de la fuerza sísmica que experimenta la estructura.

El periodo se calcula con la siguiente ecuación:

𝑇𝑎 = 𝐶𝑡𝑕∝ Ecuación 3

Donde:

Ta: Período de vibración fundamental aproximado.

Ct: Coeficiente utilizado para calcular el periodo máximo permisible de la estructura.

h: Altura en metros, medida desde la base del nivel.

α: Exponente para ser utilizado en el cálculo del período aproximado Ta.

2.3.9 Irregularidades en planta y altura (NSR, 2010)

La distribución irregular de la estructura lleva a concebir formas las cuales son

perjudiciales para el comportamiento de la estructura en un evento de sismo, por lo

que se han estudiado con el fin de plantear una solución estructural que reduzca el

riesgo al colapso en un movimiento de tierras. Estas irregularidades se clasifican en 2

tipos de planta y altura, como se muestra a continuación:

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2.3.9.1 Irregularidades en planta

Irregularidad torsional: La irregularidad torsional existe cuando en una edificación

con diafragma rígido, la máxima deriva de piso de un extremo de la estructura,

calculada incluyendo la torsión accidental y medida perpendicularmente a un eje

determinado, es más de 1.2 y menor o igual a 1.4 veces la deriva promedio de

los dos extremos de la estructura, con respecto al mismo eje de referencia.

Figura 1. Irregularidad torsional (NSR, 2010)

Retrocesos excesivos en las esquinas: La configuración de una estructura se

considera irregular cuando ésta tiene retrocesos excesivos en sus esquinas. Un

retroceso en una esquina se considera excesivo cuando las proyecciones de la

estructura, a ambos lados del retroceso, son mayores que el 15 por ciento de la

dimensión de la panta de la estructura en la dirección del retroceso.

Figura 2. Retroceso excesivo en la esquina (NSR, 2010)

Discontinuidad en el diafragma: Cuando el diafragma tiene discontinuidades

apreciables o variaciones en su rigidez, incluyendo las causadas por aberturas,

entrada, retrocesos o huecos con áreas mayores al 50 por ciento del área bruta

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del diafragma o existen cambios en la rigidez efectiva del diafragma de más del

50 por ciento, entre niveles consecutivos, la estructura se considera irregular.

Figura 3. Discontinuidad en el diafragma (NSR, 2010)

Desplazamientos del plano de acción de elementos verticales: La estructura se

considera irregular cuando existen discontinuidades en las trayectorias de las

fuerzas inducidas por los efectos sísmicos, tales como cuando se traslada el

plano que contiene a un grupo de elementos verticales del sistema de

resistencia sísmica, en una dirección perpendicular a él, generando un nuevo

plano.

Figura 4. Desplazamientos del plano de acción de elementos verticales (NSR, 2010)

Sistemas no paralelos: Cuando las direcciones de acción horizontal de los

elementos verticales del sistema de resistencia sísmica no son paralelas o

simétricas con respecto a los ejes ortogonales horizontales principales del

sistema de resistencia sísmica, la estructura se considera irregular.

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Figura 5. Sistemas no paralelos (NSR, 2010)

2.3.9.2 Irregularidades en altura

Piso flexible: Cuando la rigidez ante fuerzas horizontales de un piso es menor

del 70 por ciento pero superior o igual al 60 por ciento de la rigidez del piso

superior o menor del 80 por ciento pero superior o igual al 70 por ciento del

promedio de la rigidez de los tres pisos superiores, la estructura se considera

irregular. Se puede apreciar a continuación este caso en el piso C el cual es piso

flexible.

Figura 6. Piso flexible (NSR, 2010)

Irregularidad en la distribución de las masas: Cuando la masa, de cualquier piso

es mayor que 1.5 veces la masa de uno de los pisos contiguos, la estructura se

considera irregular. Se exceptúa el caso de cubiertas que sean más livianas que

el piso de abajo.

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Figura 7. Irregularidad en la distribución de las masas (NSR, 2010)

Irregularidad geométrica: Cuando la dimensión horizontal del sistema de

resistencia sísmica en cualquier piso es mayor que 1.3 veces la misma

dimensión en un piso adyacente, la estructura se considera irregular. Se

exceptúa el caso de los altillos solo en un piso.

Figura 8. Irregularidad Geométrica (NSR, 2010)

Desplazamiento dentro del plano de acción: La estructura se considera irregular

cuando existen desplazamientos en el alineamiento de los elementos verticales

del sistema de resistencia sísmica, dentro del mismo plano que los contiene, y

estos desplazamientos son mayores que la dimensión horizontal del elemento.

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Cuando los elementos desplazados solo sostienen la cubierta de la edificación

sin otras cargas adicionales de tanques o equipos, se eximen de esta

consideración de irregularidad.

Figura 9. Desplazamiento dentro del plano de acción (NSR, 2010)

Piso débil: Cuando la resistencia del piso es menor del 80 por ciento de la del

piso inmediatamente superior o igual al 65 por ciento, entendiendo la resistencia

del piso como la suma de las resistencias de todos los elementos que comparten

el cortante del piso para la dirección considerada irregular.

Figura 10. Piso débil (NSR, 2010)

Page 21: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

19

3. ZONA DE ESTUDIO Y MÉTODO

La evaluación que se realizó en este trabajo, se llevó a cabo en la zona centro y

chapinero de la ciudad de Bogotá, donde se concentran gran cantidad de edificios con

varios años de construcción que albergan una importante cantidad de gente y

presentan irregularidades estructurales. Esta zona tiene un tipo de suelo clasificado

en la NSR-10 como C (roca blanda, rocas arcillosas y limo).

En esta evaluación se prueba el método del índice de vulnerabilidad por las

dimensiones de los edificios, irregularidades estructurales presentadas, estado de

conservación de las edificaciones, entre otros. Los edificios que se evaluaron se

presentan a continuación:

I. Edificio UGI

Figura 11. Edificio UGI, tomada de http://www.skyscrapercity.com/showthread.php?t=937814, consultada por

última vez 02/11/12.

Figura 12. Planta edificio UGI, tomada de Google Earth, consultada por última vez 02/11/12.

Page 22: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

20

II. Edificio de la Procuraduría

Figura 13. Edificio de la Procuraduría, tomada por el autor.

Figura 14. Planta edificio de la Procuraduría, tomada de Google Earth, consultada por última vez 02/11/12.

III. Edificio de la Contraloría

Figura 15. Edificio de la Contraloría tomada de http://www.google.com.co/imgres?start=47&num=10&um=1&hl, consultada por

última vez 02/22/12.

Page 23: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

21

Figura 16. Planta edificio tomada de Google Earth, consultada por última vez 02/11/12.

IV. Edificio Internacional

Figura 17. Edificio Internacional tomada de http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Edificio_Corficolombiana.jpg,

consultada por última vez 02/11/12.

Figura 18. Planta edificio Internacional tomada de Google Earth, consultada por última vez 02/11/12.

Page 24: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

22

V. Edificio World Service

Figura 19. Edificio World Service, tomada por el autor.

Figura 20. Planta edificio World Service, tomada de Google Earth consultada por última vez 02/11/12.

VI. Edificio Gabriel Giraldo

Figura 21. Edificio Gabriel Giraldo tomada de http://www.skyscrapercity.com/showthread.php?p=22179173, consultada por

última vez 02/11/12.

Page 25: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

23

Figura 22. Planta del edificio Giraldo tomada de Google Earth, consultada por última vez 02/11/12.

VII. Edificio del Sena (sede calle 13)

Figura 23. Edificio del Sena, Figura 24. Columnas irregulares del edifico del Sena, tomadas por el autor.

VIII. Edificio Hotel Tequendama

Figura 25. Edificio Hotel Tequendama, tomada por el autor.

Figura 26. Planta edificio Hotel Tequendama tomada de Google Earth, consultada por última vez 02/11/12.

Page 26: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

24

3.1 Método del Índice de Vulnerabilidad adaptado a la Norma

Sismo Resistente, 2010 (NSR-10).

El método original fue planteado en Italia en el año 1976 por expertos en el tema de

vulnerabilidad sísmica, este método ha permitido identificar cuáles son las variables

que tienen un mayor efecto en la vulnerabilidad sísmica de las edificaciones. Estas

variables han sido agrupadas en algunos parámetros los cuales están recopilados en

un formulario de levantamiento de datos, el cual es implementado en Italia desde el

año 1982 por el organismo gubernamental de protección civil (Gruppo Nazionale per

la Difesa dei Terremoti, GNDT), y cuyo fin es determinar de una forma rápida y

sencilla la vulnerabilidad de una edificación.

Los autores originales del método fueron Benedetti y Petrini con el fin de evaluar

estructuras antes de un sismo, por lo que se ha implementado en diversos países

para estudios de vulnerabilidad sísmica antes y después de un sismo. El método fue

planteado en su inicio para ser aplicado a edificaciones de mampostería por la

tipología estructural que se evidenciaba en esa época en Italia, sin embargo ha sido

adaptado para edificaciones de hormigón armado a medida que se ha implementado

el método.

En este trabajo se presenta una adaptación del método del índice de vulnerabilidad,

donde se modificaron algunos parámetros con el fin de evaluar la vulnerabilidad de las

edificaciones siguiendo lo planteado por la NSR-10. A continuación se presentan dos

tablas donde se enuncian los parámetros del método original y adaptado con el que

se llevó a cabo esta evaluación.

Como en su versión el método evalúa 11 parámetros, los cuales se califican de

acuerdo a su vulnerabilidad en tres grupos: A, B y C, siendo más seguro A y más

vulnerable C. La calificación determina que a menor valor el parámetro es más

seguro. Cada parámetro tiene su peso. El índice de vulnerabilidad IV se evalúa con la

siguiente ecuación:

Page 27: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

25

𝐼𝑉 = 𝐾𝑖𝑊𝑖

11

𝑖=1

Ecuación 4

Donde:

Ki: calificación de cada parámetro

Wi: peso de cada parámetro

A continuación se muestran dos tablas (tabla 1 y 2) donde se enuncian los

parámetros, su calificación y su peso. Adicionalmente se pueden apreciar los cambios

realizados a la adaptación del método en la tabla 2, los cuales posteriormente serán

explicados.

Tabla 1. Parámetros del método del índice de vulnerabilidad original.

PARÁMETRO CLASE Ki

Wi A B C

1. Organización del sistema resistente 0 6 12 1

2. Calidad del sistema resistente 0 6 12 0,5

3. Cálculo de la Resistencia Convencional 0 11 22 1

4. Influencia del terreno y la cimentación 0 2 4 0,5

5. Losas 0 3 6 1

6. Configuración en planta 0 3 6 0,5

7. Configuración en elevación 0 3 6 1

8. Conexiones elementos críticos 0 3 6 0,75

9. Elementos con baja ductilidad 0 3 6 1

10. Elementos no estructurales 0 4 10 0,25

11. Estado de conservación 0 10 20 1

Page 28: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

26

Tabla 2. Parámetros del método del índice de vulnerabilidad adaptado.

PARÁMETRO CLASE Ki

Wi A B C

1. Organización del sistema resistente 0 6 12 0,5

2. Calidad del sistema resistente 0 6 12 0,5

3. Cálculo de la Resistencia Convencional 0 8 16 2

4. Influencia del terreno y la cimentación 0 2 4 0,5

5. Losas 0 2 4 0,5

6. Configuración en planta 0 3 6 0,5

7. Configuración el elevación 0 3 6 1

8. Conexiones elementos críticos 0 3 6 0,75

9. Elementos con baja ductilidad 0 3 6 1

10. Elementos no estructurales 0 5 9 0,25

11. Estado de conservación 0 10 20 1

El valor de 0 para el índice de vulnerabilidad corresponde a una estructura

sumamente segura, mientras que el valor de 90 indica que la estructura es vulnerable

frente a un sismo. La clasificación del índice de vulnerabilidad se realiza de la

siguiente forma:

Tabla 3. Clasificación del índice de vulnerabilidad.

Clasificación del índice de vulnerabilidad

A 0-30 Estructura segura

B 31-60 Estructura medianamente segura

C 61-90 Estructura vulnerable

Para el método que se planeta en este trabajo se realiza una modificación en el peso

Wi de los parámetros 1, 3 y 5 con el fin de aumentar el valor del peso del parámetro 3,

el cual se considera de gran importancia para el análisis de vulnerabilidad de una

estructura. Este cambio se hace necesario ya que este parámetro contempla cálculos

de un mayor nivel que los realizados en los demás parámetros, requiriendo así un

mayor uso de datos propios de la estructura, ejemplo de esto es la estimación de los

cortantes actuante (Vc) y resistente (Vs). Estas variables son de suma importancia ya

que en dado caso que su relación no sea favorable será un fuerte indicador de una

alta vulnerabilidad.

Page 29: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

27

En cuanto al contenido de los parámetros se explicara a continuación cada uno de

estos y se presentaran los cambios realizados:

I. Organización del sistema resistente

En este parámetro se planteó una clasificación del sistema resistente la cual se divide

en cuatro tipos, muros de carga, combinado, pórtico y dual, cada uno de estos

sistemas plantean una clasificación interna la cual está en función del coeficiente de

capacidad de disipación de energía, R. De tal forma que a medida que aumente el

valor del coeficiente (R) disminuirá la vulnerabilidad del sistema resistente, dado que

una estructura muy rígida tendrá un comportamiento perjudicial en un evento de

sismo. Lo planteado anteriormente se muestra en la siguiente tabla:

Tabla 4. Clasificación de vulnerabilidad, sistema muros de carga en el parámetro 1.

SISTEMA DE MUROS DE CARGA Clasificación A R Clasificación B R Clasificación C R

Muros de concreto (DES-DMO) (FH-CV)

4 a 5 Muros de mampostería reforzada de bloque de perforación vertical (DES) celdas rellenas (FH-CV) 3,5

Muros de mampostería no reforzada (sin capacidad de

disipación de energía) 1

Pórticos de acero estructural con diagonales concéntricas (DES) (FH-

CV)

5

Pórticos con diagonales de concreto (DMO) (FH-CV)

Pórticos de madera con diagonales (FH-CV)

2

Paneles de cortante de madera, muros ligeros de madera laminada

(FH-CV) 3 Muros de mampostería

parcialmente reforzada con bloque de perforación vertical

(FH-CV) Muros de mampostería reforzada (DES)

(perforación vertical) (FH-CV)

4

Muros de mampostería reforzada de bloque de perforación vertical

(DMO) (FH-CV) 2,5

Muros de concreto (DMI) (FH-CV) Muros de mampostería

confinada (FH-CV)

Page 30: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

28

Tabla 5. Clasificación de vulnerabilidad, sistema combinado en el parámetro 1.

SISTEMA COMBINADO Clasificación A R Clasificación B R Clasificación C R

Pórticos de acero con diagonales

excéntricas si las conexiones con columnas son

resistentes o no a momento (FH)

Pórticos de acero

resistentes a momentos (DMI) (FV)

7

Pórticos de acero con diagonales excéntricas si el

vínculo tiene conexión resistente a momento con la

columna (FH)

Pórticos de acero

resistentes a momentos (DMI) (CV)

5

Muros de concreto

(DMI) (FH)

Pórticos de concreto

(DMI-DMO) (CV)

2.5

Pórticos de acero con diagonales excéntricas si el

vínculo no se conecta a la

columna (FH)

Pórticos de acero no

resistentes a momentos

(FV)

6 Muros de concreto

(DMO) (FH)

Pórticos de concreto

(DMO) (CV) 5

Muros de concreto (DES) (FH)

Pórticos de concreto (DES)

(CV) 7

Muros de concreto reforzado (DMI)

mixtos con elementos de acero

(FH) Pórticos de

acero resistentes o

no a momentos

(CV)

5

Muros de cortante con placa de acero

(DES)

Pórticos de acero

resistentes o no a momentos

(CV)

7

Pórticos de acero con diagonales

concéntricas (DES) (FH)

5

Muros de mampostería reforzada de

bloque de perforación

vertical (DMO) (FH)

Muros de cortante compuestos con placa de acero y

concreto (FH)

Pórticos de acero

resistentes o no a momentos

(CV)

6,5

Pórticos mixtos con diagonales

concéntricas (DES) (FH)

4 y 5

Muros de concreto reforzado mixtos con elementos de acero (DES) (FH)

Pórticos de acero

resistentes o no a momentos

CV)

6

Muros de mampostería

reforzada de bloque de perforación

vertical (DES) con todas las celdas

rellenas (FH) Pórticos de concreto

(DES-DMO) (CV)

4.5

Pórticos de acero con diagonales concéntricas restringidas a pandeo, con

conexiones a viga columna

resistentes o no a momento (FH)

Pórticos de acero no

resistentes a momentos (CV)

6

Muros de mampostería de

cavidad reforzada (DES) (FH)

4 Muros de concreto

(DMI) (FH)

Pórticos de concreto

(DMI-DMO) (CV)

2

Page 31: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

29

SISTEMA COMBINADO Clasificación A R Clasificación B R Clasificación C R

Muros de concreto

reforzado (DMI) mixtos con

elementos de acero

Pórticos de acero

resistente o no a

momentos

5.5

Muros de concreto (DMO) (FH)

Pórticos losa-columna (DMO)

(CV)

3.5

Muros de mampostería

confinada (DMO) (FH)

Pórticos de concreto

(DMI-DMO) (CV)

2

Muros de mampostería reforzada de

bloque de perforación

vertical (DMO) (FH)

Pórticos de concreto (DES-

DMO) (CV) Pórticos de

concreto con diagonales

concéntricas (DMO) (FH)

Pórticos mixtos con diagonales concéntricas (DMI) (FH)

Pórticos de acero

resistentes o no a momentos

(CV)

3

Muros de mampostería de cavidad reforzada

(DES) (FH)

Tabla 6. Clasificación de vulnerabilidad, sistema de pórticos resistente a momentos en el parámetro 1.

SISTEMA DE PÓRTICOS RESISTENTES A MOMENTO Clasificación A R Clasificación B R Clasificación C R

Pórticos resistentes a momentos de concreto,

acero o mixtos (DES) (FH-CV)

7

Pórticos resistentes a momentos (DMO) de

concreto, acero o mixtos con conexiones rígidas.(FH-CV)

5

Pórticos resistentes a momentos (DMI-DES) de concreto (FH-CV)

2.5 Pórticos losa-columna de concreto (DMO) (FH-CV)

Pórticos de acero resistentes a momento (DES) (FH-CV)

Pórticos resistentes a momentos de acero con

cerchas dúctiles (DES) (FH-CV)

6

Pórticos resistentes a momentos (DMI) de acero o

mixtos con conexiones totalmente restringidas a

momento (FH-CV)

3

Pórticos resistentes a momentos (DMI) de acero con cerchas dúctiles

(FH-CV)

1.5

Pórticos resistentes a momentos (DMI) de acero con perfiles de lámina

doblada en frio (FH-CV)

Pórticos resistentes a momentos mixtos con

conexiones parcialmente restringidas a momento

(DMI) (FH-CV)

Pórticos losa-columna de concreto (DMI) (FH-CV)

Pórticos de acero resistentes a momento (DMO) (FH-CV)

Page 32: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

30

Tabla 7. Clasificación de vulnerabilidad, sistema dual en el parámetro 1.

SISTEMA DUAL Clasificación A R Clasificación B R Clasificación C R

Muros de concreto

(DES-DMO) (FH)

Pórticos de concreto

(DES-DMO) (CV)

7 a 8

Muros de mampostería reforzada de

bloque de perforación vertical con todas las

celdas rellenas (DES) (FH)

Pórticos de concreto (DES)

5,5 Muros de

mampostería reforzada de

bloque de perforación

vertical (DMO) (FH)

Pórticos de acero

resistentes a momento

(DMO) (CV)

3,5

Pórticos de acero

resistentes a momentos

(DES-DMO) (CV)

Pórticos de acero

resistentes a momentos (DES) (CV)

Pórticos de acero con diagonales

excéntricas si las conexiones con la columna son

resistentes o no a momento (FH)

Pórticos de acero

resistentes a momento

(DES-DMO)

Pórticos mixtos con diagonales concéntricas (DES) (FH)

Pórticos de acero con

alma llena con conexiones

rígidas (DMO) (CV) Pórticos de

concreto (DMO) (CV)

Muros de cortante con

placa de acero (DES) (FH)

Pórticos de acero con

alma llena y conexiones

rígidas (DES) (CV)

6 a 7

Muros de concreto reforzado

mixtos con elementos de acero (DMI)

(FH)

Pórticos de acero con

alma llena con conexiones

rígidas (DES) (CV)

5

Muros de concreto

reforzado mixtos con elementos de acero (DES) (FH)

Pórticos de acero con diagonales

excéntricas si las conexiones

con las columnas son resistentes a

momento (FH)

Pórticos de acero

resistentes a momento

(DMO) (CV)

Pórticos con diagonales

concéntricas de acero

(DMI) (FH)

Pórticos de acero

resistentes a momento

(DMO) (CV)

3 Muros de

cortante mixtos con placa de acero (FH)

Muros de mampostería reforzada de

bloque de perforación

vertical (DMO) (FH)

Pórticos de concreto

(DES) (CV)

4,5 Pórticos de acero con diagonales

excéntricas, conexiones con las columnas resistentes a

momento (FH)

Pórticos de acero

resistentes a momentos

(DMO-DES) (CV)

6

Pórticos de acero

resistentes a momentos (DES) (CV)

Page 33: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

31

SISTEMA DUAL Clasificación A R Clasificación B R Clasificación C R

Pórticos de acero o mixtos con diagonales

concéntricas (DES) (FH)

Pórticos de acero resistentes a

momentos (DMO-DES) (CV)

6

Muros de concreto

reforzado mixtos con elementos de acero (DMI)

(FH)

Pórticos de acero con alma llena,

conexiones rígidas (DMO) (CV)

4

Pórticos con diagonales

concéntricas que resistan solo

tensión

3

Pórticos de acero con alma llena y

conexiones rígidas (DES-DMO) (CV)

Pórticos con diagonales concéntricas de concreto (DMO) (FH)

Pórticos con diagonales

concéntricas restringidas al pandeo (DES)

(FH)

Pórticos de acero con alma llena y

conexiones rígidas (DES-DMO) (CV)

7

Para la segunda parte de este parámetro se evalúan los muros de mampostería si la

estructura cuenta con estos, ya que existen edificaciones que combinan los elementos

en hormigón reforzado con mampostería. En la segunda parte del parámetro 1 se

realizó una modificación con respecto a la evaluación del área mínima de los muros

por piso, cambiando el planteamiento anterior del método original por lo plantado en la

NSR-10.

Requisitos adicionales (muros de mampostería)

El área mínima de muros confinados por nivel en cada dirección principal, se

determina por la siguiente expresión:

𝐴𝑚 =𝑁∗𝐴𝑎∗𝐴𝑝

20 Ecuación 5

Donde:

Am: área mínima de los muros del piso, que actúan en la misma dirección en planta,

dentro del parea de los muros se incluye las columnas de confinamiento, en 𝑚2.

N: número de niveles por encima del nivel considerado.

Aa: coeficiente de aceleración pico efectiva.

Ap: área del piso en el nivel considerado, en 𝑚2.

Page 34: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

32

Tabla 8. Clasificación de la vulnerabilidad de Requisitos adicionales 1.

Clasificación A Clasificación B Clasificación C

𝐴𝑚 ≥𝑁 ∗ 𝐴𝑎 ∗ 𝐴𝑝

20 𝐴𝑚 =

𝑁 ∗ 𝐴𝑎 ∗ 𝐴𝑝

20 𝐴𝑚 ≤

𝑁 ∗ 𝐴𝑎 ∗ 𝐴𝑝

20

Los muros de mampostería confinada deben tener una relación entre la altura libre

del muro y su espesor, la cual se determina con la siguiente ecuación:

𝑅𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 =𝑕

𝑒 Ecuación 6

Donde:

h: altura libre del muro

e: espesor del muro

Tabla 9. Clasificación de la vulnerabilidad de Requisitos adicionales 2.

Clasificación A Clasificación B Clasificación C

20 >𝑕

𝑒 20 ≤

𝑕

𝑒≤ 25

𝑕

𝑒> 25

La mampostería no debe sobresalir del pórtico

Figura 27. Mampostería sobresaliente del pórtico, (Aguiar, 2006)

Page 35: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

33

Tabla 10. Clasificación de la vulnerabilidad de Requisitos adicionales 3.

Clasificación A Clasificación B Clasificación C

𝑠 ≤ 0.2𝑏 𝑠 ≤ 0.3𝑏 𝑠 > 0.3𝑏

La relación entre el área transversal Ac de las columnas de hormigón armado en

𝑐𝑚2 adyacentes al muro de mampostería y el ancho de este expresado en cm.

Figura 28. Mampostería adyacente a columnas, (Aguiar, 2006)

Tabla 11. Clasificación de la vulnerabilidad Requisitos adicionales 4.

Clasificación A Clasificación B Clasificación C

𝐴𝑐 ≥ 25𝑏 𝐴𝑐 ≥ 20𝑏 𝐴𝑐 ≤ 20𝑏

II. Calidad del sistema resistente

En este parámetro se evalúa la calidad del sistema resistente, donde se observa el

estado del concreto o mortero dependiendo el elemento que se estudie, este

parámetro se mantiene igual que la versión original del método. El parámetro se

describe a continuación:

Page 36: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

34

Tabla 12. Clasificación de la vulnerabilidad Calidad del sistema resistente.

Clasificación A Clasificación B Clasificación C 1. El hormigón utilizado parece de

consistencia buena, de consistencia dura al rayarlo y con un buen terminado, sin

imperfecciones a la vista. Verificar que la resistencia sea mayor a 210 Kg/cm2

1. Edificio que no cumple con los requisitos para

clasificarse como A o C.

1. El hormigón es de baja calidad.

2. No debe existir zonas de "hormiguero" debido a una mala vibración del

hormigón.

2. Las varillas de acero son visibles, oxidadas o están eventualmente mal

distribuidas. 3. Las barras de acero utilizadas son

corrugadas y no están visibles. 3. Las juntas de construcción están

mal ejecutadas. 4. El mortero utilizado no se hace migas fácilmente, aparentemente es de buena

calidad. 4. La mampostería es de mala calidad.

5. La información disponible elimina la posibilidad de una mala calidad de

ejecución de la obra.

5. La construcción de los elementos estructurales como vigas, columnas,

losas es aparentemente de mala calidad.

III. Cálculo de la resistencia convencional

En este parámetro se determina la relación entre la resistencia nominal al cortante

proporcionada por el concreto (Vc) y la resistencia al cortante sísmico en la base, para

las fuerzas sísmicas (Vs). Se modificó este método planteando un procedimiento para

realizar el cálculo de esta relación de forma que cumpliera con lo estipulado por la

NSR-10. Este procedimiento se explica a continuación:

1. Determinación de la resistencia nominal al cortante proporcionada por el concreto

Vc. Este cálculo se lleva a cabo por medio de la siguiente ecuación enunciada

anteriormente:

𝑉𝑐 = 0,17 1 +𝑁𝑢

14𝐴𝑔 𝜆 𝑓´𝑐 𝑏𝑤𝑑 Ecuación 1

2. Se procede a determinar la resistencia al cortante sísmico en la base, para fuerzas

sísmicas Vs, el cual se llevara a cabo por medio del método de la fuerza horizontal

Page 37: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

35

equivalente, como se describe en la NSR.10. El procedimiento de este método se

describe a continuación:

Como primera medida se determina el valor del periodo fundamental aproximado

(Ta) por medio de la siguiente ecuación la cual fue presentada anteriormente:

𝑇𝑎 = 𝐶𝑡𝑕∝ Ecuación 3

Los valores Ct y α son producto de la siguiente tabla la está en función del sistema

estructural de resistencia que tenga la edificación.

Tabla 13. Valores Ct y α según el sistema estructural de resistencia sísmica

(NSR, 2010).

Sistema estructural de resistencia sísmica Ct α Pórticos resistentes a momentos de concreto reforzado que resisten la totalidad de las fuerzas sísmicas y que no están limitadas o adheridos a componentes mas rígidos, estructurales o no estructurales, que limiten los desplazamientos horizontales al verse sometidos a las fuerzas sísmicas.

0,047 0,9

Pórticos resistentes a momentos de acero estructural que resisten la totalidad de las fuerzas sísmicas y que no están limitados o adheridos a componentes más rígidos, estructurales o no estructurales, que limiten los desplazamientos horizontales al verse sometidos a las fuerzas sísmicas.

0,072 0,8

Pórticos arriostrados de acero estructural con diagonales excéntricas restringidas a pandeo.

0,073 0,75

Todos los otros sistemas estructurales basados en muros de rigidez similar o mayor a la de muros de concreto o mampostería.

0,049 0,75

Alternativamente, para estructuras que tengan muros estructurales de concreto reforzado o mampostería estructural, pueden emplearse los

siguientes parámetros Ct , α y Cw.

0,0062

𝐶𝑤 1

Si la edificación es de 12 pisos o menos y presenta alturas de piso (hp) no mayores a

3m, con un sistema estructural de resistencia sísmica compuesto por pórticos de

concreto reforzado o acero estructural, resistente a momentos. El periodo

fundamental aproximado puede ser calculado con la siguiente ecuación como lo

plantea la NSR-10:

𝑇𝑎 = 0,1𝑁 Ecuación 7

Page 38: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

36

Con el fin de obtener todos los valores necesarios de las variables involucradas en

el cálculo de la resistencia al cortante sísmico en la base, para fuerzas sísmicas Vs,

se presenta el procedimiento para determinar dichos valores. Para determinar los

valores Aa (coeficiente que representa la aceleración horizontal pico efectiva, para

diseño) y Av (coeficiente que representa la velocidad horizontal pico efectiva, para

diseño) se muestra la siguiente tabla:

Tabla 14. Valores Aa y Av según la Ciudad (NSR, 2010).

Page 39: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

37

Se clasifica el tipo de perfil según sean las características del sueño, como se

muestra en la siguiente tabla:

Tabla 15. Valores Tipo de perfil según descripción del suelo (NSR, 2010).

Obtenidos los valores de Aa, Av y tipo de perfil, se procede a determinar los valores

de Fa (coeficiente de ampliación que afecta la aceleración en la zona de periodos

cortos) y Fv (coeficiente de ampliación que afecta la aceleración en la zona de

periodos intermedios). Estos valores se obtienen con la lectura de las siguientes

gráficas:

Page 40: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

38

Figura 29. Coeficiente de ampliación Fa del suelo para la zona de periodos cortos del espectro (NSR, 2010).

Figura 30. Coeficiente de ampliación Fv del suelo para la zona de periodos intermedios del espectro (NSR, 2010).

Posteriormente se determina un valor para el coeficiente de importancia I, según

sea el grupo de uso la edificación estudiada. Para lo cual se enuncian los grupos y

una breve descripción de estos.

Page 41: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

39

Grupos de uso (NSR, 2010)

Grupo IV – Edificaciones indispensables: Son aquellas edificaciones de atención a

la comunidad que deben funcionar durante y después de un sismo, y cuya operación

no puede ser trasladada rápidamente a un lugar alterno.

Grupo III – Edificaciones de atención a la comunidad: Este grupo comprende

aquellas edificaciones y sus accesos, que son indispensables después de un temblor

para atender la emergencia y preservar la salud y la seguridad de las personas,

exceptuando las incluidas en el grupo IV.

Grupo II – Estructuras de ocupación especial: Cubre las siguientes estructuras: (a)

Edificaciones en donde se puedan reunir más de 200 personas en un mismo salón.

(b) Graderías al aire libre donde pueda haber más de 2000 personas a la vez. (c)

Almacenes y centros comerciales con más de 500 𝑚2por piso. (d) Edificaciones de

hospitales, clínicas y centros de salud. (e) Aquellas del grupo II para las que el

propietario desee contar con seguridad adicional. (f) Aquellas otras que la

administración municipal, distrital, departamental o nacional designe como tales.

Grupo I – Estructuras de ocupación normal: Todas las edificaciones cubiertas por el

alcance del reglamento NSR-10 que no se hayan incluido en los grupos II, III y IV.

Tabla 16. Coeficiente de importancia (NSR, 2010).

Grupo de uso

Coeficiente de importancia, I

IV 1,5

III 1,25

II 1,1

I 1

Se procede a la obtención del valor del espectro reuniendo el conjunto de valores

ya determinados anteriormente, dependiendo del intervalo donde se encuentre el

periodo se usara la ecuación requerida para encontrar el valor de Sa.

Page 42: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

40

Figura 31. Espectro elástico de aceleraciones de diseño como fracción de g (NSR, 2010).

Finalmente con los valores necesarios para el cálculo del cortante sísmico en la

base, para fuerzas sísmicas Vs, se continua con la aplicación de la siguiente

ecuación, ya enunciada con anterioridad:

𝑉𝑠 = 𝑆𝑎𝑔𝑀 Ecuación 2

Como último paso de este parámetro se debe obtener la relación entre los

cortantes Vc y Vs la cual se determina con la siguiente ecuación:

∝=𝑉𝑐

𝑉𝑠 Ecuación 8

Donde: Vc: resistencia nominal al cortante proporcionada por el concreto

Vs: resistencia al cortante sísmico en la base, para las fuerzas sísmicas.

Page 43: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

41

Tabla 17.Clasificación de la vulnerabilidad de la relación cortante Vs y Vc, parámetro 3.

Clasificación A Clasificación B Clasificación C

∝≥ 1,5 1 ≤∝≤ 1,5 ∝< 1

IV. Influencia del terreno y la cimentación En este parámetro se busca evaluar la influencia que tiene el tipo de suelo en el cual

se encuentra apoyada la edificación, por lo que se analiza la cimentación, la

inclinación del terreno y las fisuras en los muros las cuales indican asentamientos

diferenciales. Se introdujo la clasificación del suelo la cual influye en el

comportamiento de la estructura, esta clasificación se realiza de acuerdo al título A de

la NSR-10 (Requisitos generales de diseño y construcción sismo resistente. Esta

clasificación se realizó en el parámetro III (Cálculo de la resistencia convencional) ya

que es una variable necesaria para llevar a cabo la evaluación en ese parámetro. A

continuación se presenta la clasificación de la vulnerabilidad para el parámetro IV:

Tabla 18. Clasificación de la vulnerabilidad de la influencia en el terreno y la cimentación.

Clasificación A Clasificación B Clasificación C

Para tipos de perfiles A, B y C. Para tipo de perfil D Para tipo de perfil E

Topografía plana del terreno donde se encuentra el edificio

o con una pendiente no mayor al 20% No clasifica en A o C

Pendiente superior al 30% en el terreno donde se encuentra la edificación

No presenta fisuras en las muros.

Presenta fisuras en una cantidad considerable de

muros.

Page 44: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

42

V. Losas

En este parámetro se busca evaluar características de la losa como su rigidez

aparente, las conexiones con los elementos verticales y el área de abertura si lo hay.

Se incluyó la consideración de evaluar la continuidad de la losa con el fin de clasificar

el diafragma como rígido o flexible. La clasificación para este parámetro se muestra a

continuación:

Tabla 19. Clasificación de la vulnerabilidad de la evaluación de losas.

Clasificación A Clasificación B Clasificación C

La losa debe ser rígida y con buenas conexiones con los

elementos verticales

Edificio que no es clasificado como A o C

La losa poco rígida y mal conectadas a los elementos

verticales El área de abertura de la losa

sea menor al 30% del área total de la losa

El área de abertura de la losa sea mayor al 50% del área total de la

losa Si el área de la losa es continua se considera como un diafragma

rígido

Si el área de la losa presenta discontinuidades se considera

como diafragma flexible.

VI. Configuración en planta

Este parámetro tiene como fin evaluar la vulnerabilidad en la configuración en planta

de la estructura, por lo que se plantean varias irregularidades estructurales que

pueden llegar a presentarse en una estructura y que aumentarían su vulnerabilidad.

Se incluyeron irregularidades en planta las cuales son planteadas por la NSR-10, a

continuación se presenta la evaluación que se lleva a cabo en este parámetro:

Page 45: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

43

Relación entre el lado menor y el lado mayor del rectángulo que circunscribe la

planta del edificio.

Figura 32. Relación lados de la planta, fuente: realizada por el autor.

𝛿1 =𝑎

𝐿 Ecuación 9

Donde:

𝛿1: Relación entre el lado menor y el lado mayor del rectángulo que circunscribe la

planta del edificio

a: lado menor del rectángulo que circunscribe la planta del edificio

L: lado mayor del rectángulo que circunscribe la planta del edificio

Excentricidad, los valores altos de excentricidad implican problemas de torsión.

𝛿2 =𝑒

𝑑 Ecuación 10

Donde:

𝛿2: Relación entre excentricidad y la menor dimensión en planta

E: excentricidad del edificio

D: dimensión menor en planta del edificio

Page 46: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

44

Voladizos, a mayor longitud de voladizo mayor es la vulnerabilidad de la estructura.

Figura 33. Control longitud de voladizos, (Aguiar, 2006).

𝛿3 =∆𝑑

𝑙𝑝 Ecuación 11

Donde:

𝛿3: Relación entre la longitud del voladizo con respecto a la longitud total en la

dirección del voladizo

∆𝑑: Longitud del voladizo

lp: longitud total de la planta en dirección del voladizo

Protuberancias en la planta.

Figura 34. Relación entre las dimensiones de la protuberancia, (Aguiar, 2006).

Page 47: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

45

𝛿4 =∆𝑑

𝑙𝑝 Ecuación 12

Donde:

𝛿4: Relación entre el ancho y la longitud de la protuberancia

c: ancho de la protuberancia del cuerpo principal del edificio

b: longitud de la protuberancia del cuerpo principal del edificio

Retrocesos en las esquinas

Figura 35. Ejemplo del caso retrocesos en las esquinas (NSR, 2010).

Sistemas no paralelos

Figura 36. Ejemplo de sistemas no paralelos (NSR, 2010).

Posterior a enunciar las irregularidades que evalúa el parámetro se determina la clasificación de la vulnerabilidad como se muestra a continuación:

Page 48: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

46

Tabla 20. Clasificación de la vulnerabilidad en la configuración en planta.

Clasificación A Clasificación B Clasificación C

𝛿1 > 0,4

Edificio que no pertenece a la

clasificación A o C.

𝛿 < 0,2

𝛿2 < 0,2 𝛿2 > 0,4

𝛿3 < 0,1 𝛿3 > 0,2

𝛿4 > 0,5 𝛿5 < 0,25

Los retrocesos en las esquinas deben ser menores a 15%. A<0,15B y

C<0.15D

Los retrocesos en las esquinas son mayores al 30%. A >0,30B y C

>0.3D

La forma de la planta del edificio se asemeja a la de un cuadrado,

haciéndola regular

La forma de la planta del edificio se aleja de la forma de un cuadrado,

haciéndola irregular

Si presenta una irregularidad de

sistemas no paralelos.

VII. Configuración en elevación

En este parámetro se evalúa la vulnerabilidad con respecto a la configuración en

elevación, para lo cual se presenta una seria de casos de irregularidades

estructurales con el fin de evaluar que caso se ajusta a la edificación y si presenta

más de un caso. Se incluyeron casos de irregularidad en elevación contemplados en

la NSR-10 para ampliar el rango de evaluación en este parámetro, a continuación se

presentan los casos estudiados:

Geometría en altura

Figura 37. Caso de geometría en altura, (NSR, 2010).

Page 49: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

47

La relación entre la altura (T) de la sección con menor área en su base y la altura (H) de la sección con mayor área en la base.

Figura 38. Relación T y H, (realizada por el autor).

Piso blando: piso con diferente altura al resto, esta irregularidad genera un cambio

de rigidez lo cual es perjudicial para la vulnerabilidad sísmica de la estructura.

Figura 39. Piso blando, (Aguiar, 2006).

Distribución uniforma de masa, a mayor altura menor masa.

Figura 40. Distribución de masas, (NSR, 2010).

Page 50: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

48

Desplazamiento dentro del plano de acción.

Figura 41. Desplazamiento dentro del plano de acción, (NSR, 2010).

Piso débil.

Figura 42. Piso débil, (NSR, 2010).

Continuando con la descripción del parámetro VII se presenta a continuación la

clasificación que determina la vulnerabilidad de la edificación en esta parte de la

evaluación.

Tabla 21. Clasificación de la vulnerabilidad en la configuración en elevación.

Clasificación A Clasificación B Clasificación C

Edificio de forma regular sin variaciones en el área de la base

de cada piso 1.1b < a < 1,3b a > 1.3b o a < b

Si Si Si T/H < 0,2 o > 0,9 0,2 ≤ T/H < 0,6 0,6 ≤ T/H ≤ 0,9

Todos los pisos tienen la misma altura

La altura en un piso es diferente a la del resto de los

pisos del edificio

La altura en más de un piso es diferente a la del resto de los

pisos del edificio

Page 51: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

49

La distribución de masa en todos los pisos es uniforme y no presentan variaciones muy

grandes

Se presenta el caso de variación de masa en un piso

del edificio

Se presenta el caso de variación de masa en uno o

más pisos, uno de estos pisos puede ubicarse en las últimas

plantas.

No se presenta el caso de desplazamiento dentro del plano

de acción

Se presenta el caso de desplazamiento dentro del

plano de acción en una planta del edificio

Se presenta el caso de desplazamiento dentro del

plano de acción en más de una planta del edificio

No se presenta el caso de piso débil

Se presenta el caso de piso débil en una planta del edificio

Se presenta el caso de piso débil en más de una planta del

edificio

VIII. Conexiones elementos críticos

Este parámetro busca evaluar las conexiones entre elementos estructurales como

columnas y vigas, esto con el fin de determinar si el sistema resistente se encuentra

bien conectado y su probabilidad de resistir un sismo. A continuación se presenta los

puntos que evalúa este parámetro:

Dimensiones de las conexiones viga columna

Figura 43. Relación ancho columna (bc) y ancho viga (bv), (Aguiar, 2006).

Page 52: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

50

Excentricidad ejes vigas y columnas

Figura 44. Excentricidad eje columna viga, (Aguiar, 2006).

𝜆2 =𝑒

𝑏´ Ecuación 13

Donde:

𝜆2: Relación entre excentricidad de viga y columna con el ancho de las mismas

e: excentricidad entre los ejes de la viga y la columna

b´: menor valor del ancho de la viga o la columna

Excentricidad ejes adyacentes a la columna y ancho viga en planta

Figura 45. Excentricidad ejes adyacentes a la columna, (Aguiar, 2006).

𝜆4 =𝑒

𝑏´´ Ecuación 14

Donde:

𝜆3: Relación entre la excentricidad de los ejes adyacentes a la columna.

b´´: ancho de la viga en planta

Page 53: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

51

Altura de la viga con relación al ancho de la columna.

𝜆4 =𝑕𝑣

𝑎𝑐 Ecuación 15

Donde:

hv: altura de la viga unida a la columna

ac: ancho de la columna unida a la viga

Por último para evaluar la conexión de los elementos críticos se presenta la

clasificación de la vulnerabilidad a continuación:

Tabla 22. Clasificación de la vulnerabilidad de las conexiones de los elementos críticos.

Clasificación A Clasificación B Clasificación C 𝑏𝑣 ≤ 0,75𝑏𝑐 0,75𝑏𝑐 ≤ 𝑏𝑣 ≤ 𝑏𝑐 𝑏𝑣 ≥ 𝑏𝑐

𝜆2 = 0,2 0,2 < 𝜆2 < 0,3 𝜆2 > 0,3

𝜆3 < 0,3 0,3 < 𝜆3 < 0,4 𝜆3 > 0,4

La dimensión mínima de una columna debe ser mayor a

25cm.

el valor de la dimensión mínima de una columna está entre 20 y

25 cm.

La dimensión mínima de la columna es menor a 20cm.

𝜆4 ≤ 1,0 1,0 < 𝜆4 < 1,2 𝜆4 ≥ 1,2

IX. Elementos con baja ductilidad

En este parámetro se evalúan los elementos denominados columnas cortas, ya que

ha sido el caso más frecuente en los casos de colapso en los sismos evaluados a

través de la historia. A continuación se presenta la clasificación de la vulnerabilidad

según este caso:

Page 54: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

52

Tabla 23. Clasificación de la vulnerabilidad de los elementos cortos.

Clasificación A Clasificación B Clasificación C

Edificio que no tiene en su interior elementos cortos

Elementos de baja ductilidad (columnas bajo gradas) que

cumplan con:

𝐿

4< 𝑕 <

𝐿

2

Elementos de baja ductilidad (columnas bajo gradas) que

cumplan con:

𝑕 <𝐿

4

Elementos de elevada ductilidad que cumplan con:

𝐿

2< 𝑕 <

2

3𝐿

Elementos de elevada ductilidad que cumplan con:

𝑕 <𝐿

2

X. Elementos no estructurales

Este parámetro evalúa la vulnerabilidad que puede tener la edificación debido a los

elementos no estructurales, los cuales pueden poner en riesgo a los habitantes, a

continuación se presenta la clasificación de la vulnerabilidad para estos elementos:

Tabla 24. Clasificación de la vulnerabilidad de los elementos no estructurales.

Clasificación A Clasificación B Clasificación C

Los elementos no estructurales de la edificación no representan riesgo alguno

para los habitantes del edificio.

Los elementos no estructurales existentes en los edificios se encuentran anclados, pero su anclaje es poco confiable a

simple vista, pueden representar riesgo a los

habitantes.

Los elementos no estructurales son inestables y representan

un riesgo alto para los habitantes.

Page 55: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

53

XI. Estado de conservación

Este parámetro es de los más importantes de este método ya que el estado de

conservación de la estructura es determinante para su comportamiento en un sismo,

si la edificación no presenta un mantenimiento adecuado y sus elementos

estructurales se encuentran deteriorados es probable que presente daños irreparables

en un movimiento de tierras. Por lo que se requiere una evaluación detallada y un

recorrido minucioso para determinar la vulnerabilidad de este parámetro, la

clasificación para este caso se presenta a continuación:

Tabla 25. Clasificación de la vulnerabilidad del estado de conservación.

Clasificación A Clasificación B Clasificación C

Edificio cuyas columnas, vigas losas y elementos de

mampostería, no se encuentran fisuradas. No hay rajaduras en paredes que induzcan a pensar

en asentamientos del suelo.

Edificio que no se clasifica como A o C

Más del 30% de los elementos principales se

encuentran fisurados. Lo cual puede ser producido por la

cimentación del edificio

Page 56: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

54

4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En este capítulo se muestran los resultados obtenidos con la aplicación del método

del índice de vulnerabilidad adaptado, el cual fue utilizado para evaluar 8 edificios

ubicados en la zona centro y chapinero de la ciudad de Bogotá. Estos edificios fueron

seleccionados por la irregularidad en altura o elevación que presentan y la cantidad

de gente que albergan. En la primera parte se analiza el resultado de los índices de

vulnerabilidad de los edificios individualmente y se da explicación al valor obtenido,

posteriormente en la segunda parte de este capítulo se muestran los resultados

obtenidos gráficamente y se analiza cada parámetro. Los datos conseguidos en

campo se organizaron y se pueden ver con más detalle en el Anexo 1.

Tabla 26. Resultados de los índices de vulnerabilidad.

Edificios IV

UGI 11,25

Procuraduría 27,5

Contraloría 39,75

Internacional 57,5

World Service 18,5

Giraldo 10

Sena 12

Hotel Tequendama 45,5

4.1 Edificio UGI

Figura 46 .Resultados de vulnerabilidad obtenidos en el Edificio UGI.

00.5

00

12.5

52.25

000

III

IIIIVV

VIVII

VIIIIXX

XI

0 2.5 5

Par

ámet

ro

valor parámetroResultados vulnerabilidad edificio UGI

Page 57: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

55

El índice de vulnerabilidad del edificio UGI (11,25) indica que la estructura no es

vulnerable ante un evento de sismo pese a su irregularidad estructural en elevación,

esto se debe al estado de conservación de la estructura ya que ha sido sometida a un

proceso adecuado de mantenimiento. El alcance del método determina que la

estructura no es vulnerable, lo cual no asegura que en el caso de un movimiento de

tierras la estructura no tenga daños importantes o colapse. La estructura obtuvo una

buena calificación gracias a su buen estado de conservación, el tipo de suelo

(formaciones sedimentarias de rocas arenosas) sobre el cual se encuentra construida,

las óptimas dimensiones de los elementos estructurales, la relación de las

resistencias al cortante y al cortante sísmico en la base, entre otros parámetros.

Por otro lado la estructura es vulnerable en la configuración en planta y en elevación y

medianamente segura en la conexión de las losas y los muros de concreto ubicados

en el núcleo, de los cuales se encuentran ancladas las losas. Adicionalmente las

losas pueden considerarse como voladizos por la falta de columnas, esta

irregularidad estructural designa una posible torsión en un sismo ya que el núcleo de

muros de concreto soportaría las fuerzas de un sismo. Lo anterior tendría un

agravante y es la presencia de los tensores en el perímetro de la losa que inducirían

dicha torsión a las plantas adyacentes propagando el movimiento por la totalidad del

edificio.

4.2 Edificio de la Procuraduría

Figura 47. Resultados de vulnerabilidad obtenidos en el Edificio Procuraduría.

33

01

02.5

50

30

10

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

0 5 10

Par

ámet

ro

valor parámetroResultados dificio Procuraduría

Page 58: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

56

El índice de vulnerabilidad del edificio de la Procuraduría (27,5) indica que es una

estructura segura con un valor cercano a 30 el cual designa a un edificio como

medianamente seguro. Este valor es el resultado de evaluar diversos parámetros

como su estado de conservación el cual revela los 40 años de construcción que tiene

el edificio, adicionalmente debido al área tan grande que presenta, el proceso de

mantenimiento que se requiere para evitar daños debe ser más dispendioso. Por otra

parte esta edificación cuenta con una irregularidad en planta por su forma asimétrica y

que probablemente generará un problema de torsión en un sismo, comportamiento

que se incrementa por su irregularidad en elevación y por su falta de columnas. Estas

características afectan parámetros como su organización y calidad del sistema

resistente.

4.3 Edificio de la Contraloría

Figura 48. Resultados de vulnerabilidad obtenidos en el Edificio Contraloría.

El índice de vulnerabilidad del edificio de la Contraloría (39,75) indica que el edificio

es medianamente seguro, esto es producto en gran parte a su regular estado de

conservación y falta de mantenimiento lo que ha producido que los elementos

estructurales se vean afectados. La presencia se fisuras y zonas de humedad

incrementan la vulnerabilidad de esta edificación. Agravantes que se suman a la

irregularidad en planta que al igual que los edificios de la Procuraduría y UGI se

puede presentar un problema de torsión en un sismo. La ausencia de columnas y su

30.5

01

0.52.5

600

1.2520

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

0 10 20

Par

ámet

ro

valor parámetro

Resultados edificio la Contraloría

Page 59: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

57

irregularidad en elevación son otros dos factores que fueron castigados en la

evaluación que se llevó a cabo con el método adaptado.

Los tres edificios anteriormente nombrados tienen una distribución estructural similar,

donde presentan un núcleo de muros de concreto de grandes dimensiones que

resisten el peso del edificio. Analizando los resultados para los tres edificios del

parámetro 3, cálculo de la resistencia convencional, se concluye que pese a que la

relación entre los cortantes (resistente y actuante) fue favorable con respecto a su

vulnerabilidad. La configuración estructural de estas edificaciones representa un

riesgo alto y se debe realizar un estudio más profundo para determinar con mayor

exactitud su comportamiento.

Los edificios de la Contraloría, Procuraduría y UGI tienen en común la irregularidad

que presentan en planta y elevación, por lo que se plantea una mima solución para el

caso de la irregularidad estructural en planta que presentan estas edificaciones. Esta

solución es introducir muros pantalla de concreto ubicados en el perímetro de las

losas, estos muros serán ubicados en la mitad de la longitud de los lados. Con esta

solución se reduciría en cierta medida el problema de torsión que presentan las

estructura ayudando a mejorar el comportamiento en un sismo el cual depende de los

muros de concreto ubicados en el núcleo de de los edificios.

4.4 Edificio Internacional

Figura 49. Resultados de vulnerabilidad obtenidos en el Edificio Internacional.

33

321.5

01.5

51.5

00

10

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IXX

XI

0 16 32

Par

ámet

ro

valor parámetro

Resultados edificio Internacional

Page 60: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

58

El índice de vulnerabilidad del edificio Internacional (57,5) indica que el edificio es

medianamente seguro, pero está muy cercano a clasificarse como una estructura

vulnerable. El mayor agravante de este edificio es la relación que existe entre la

resistencia al cortante proporcionada por el concreto y la resistencia al cortante

sísmico, la cual fue calculada en el parámetro 3 del método. La clasificación para esta

relación es vulnerable y se debe a que el área de los elementos estructurales que

resisten el Vc (cortante proporcionado por el concreto) debería ser mayor dado a que

es pequeña con relación al área total del piso. La presencia de fisuras tanto en la

fachada como al interior del edificio deja abierta la posibilidad de un asentamiento

diferencial, lo cual se puede deber por el diseño de cimentación o de la ubicación de

la calle 26 que se encuentra cercana al edificio y en un nivel abajo del primer piso de

este.

Al igual que los tres edificios anteriores su irregularidad en planta aumenta la

probabilidad de presentar un comportamiento de torsión en un sismo, con la ventaja

de tener columnas las cuales causan que la estructura se comporte más

uniformemente.

Con respecto a la solución de la irregularidad presentada en este edificio tiene

relación con lo que indica el parámetro 3 el cual determina que la estructura es

vulnerable, lo cual mejoraría si el área de los elementos de concreto que resisten el

cortante Vc fuera mayor. Por lo que se plantea un aumento en el área de las

columnas de tal forma que se reduzca la vulnerabilidad en la relación que se plantea

en este parámetro.

Page 61: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

59

4.5 Edificio World Service

Figura 50. Resultados de vulnerabilidad obtenidos en el Edificio World Service.

El índice de vulnerabilidad del edificio World Service (18,5) indica que el edificio es

seguro, esto se debe en su mayor parte a su buen estado de conservación ya que no

hay presencia de fisuras ni indicios para pensar que los elementos estructurales se

encuentren en mal estado. Cumple varios de los requisitos en los parámetros para ser

una estructura segura, como la calidad del sistema resistente, la relación de las

resistencias a los cortantes Vc y Vs, entre otros. Con respecto a la configuración en

elevación esta edificación presenta una irregularidad alta la cual es vulnerable según

la evaluación del método. Esta irregularidad en altura ocasiona que el área de sus

pisos no sea igual, haciendo que el comportamiento del edificio en un evento de

sismo no sea uniforme. En este caso a pesar del buen estado de conservación de la

estructura y de su clasificación como estructura segura, el comportamiento en un

sismo puede tener un riesgo considerable por su irregularidad estructural en elevación

y planta.

000

10

15

1.500

10

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

0 5 10P

arám

etro

valor parámetro

Resultados edificio World Service

Page 62: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

60

4.6 Edificio Giraldo

Figura 51. Resultados de vulnerabilidad obtenidos en el Edificio Giraldo.

El índice de vulnerabilidad del edificio Giraldo (10) indica que el edificio es seguro, ya

que se encuentra en un muy buen estado de conservación, esto debido a un buen

proceso de mantenimiento. Esta edificación presenta una importante irregularidad en

planta ya que se encuentra en forma de L y en el caso de un evento de sismo su

comportamiento será similar a dos edificaciones independientes por lo que el método

lo clasifica como vulnerable en este aspecto. La estructura cumple con los requisititos

planteados en la mayoría de los parámetros razón por la cual se obtiene este índice

de vulnerabilidad bajo que aumenta sus probabilidades a resistir un sismo.

300

10

2.52

1.5000

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

0 1.5 3P

arám

etro

valor parámetro

Resultados edificio Giraldo

Page 63: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

61

4.7 Edificio del SENA

Figura 52. Resultados de vulnerabilidad obtenidos en el Edificio SENA.

El índice de vulnerabilidad del edificio del SENA (12) indica que el edificio es seguro,

ya que presenta un buen estado de conservación y la formación de pórticos que

presenta ayuda a su clasificación. Este edificio presenta una modificación estructural

donde se removieron los muros divisorios de mampostería en todos los pisos, con el

fin de disminuir el peso de este. Como parte negativa el edificio presenta una

variación de áreas ya que los primeros dos pisos son más pequeños que el resto, lo

que se ocasiona su irregularidad en elevación debido al recorte que se presenta para

introducir las cuatro columnas externas que sostienen parte de la edificación, esto

puede llevar a generar un comportamiento desigual en un sismo. A pesar de tener

esta configuración el edificio cumple en gran parte los requisitos para ser considerado

seguro, lo que genera una confiabilidad en los datos obtenidos.

31.5

000

15

1.5000

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

0 2.5 5P

arám

etro

valor parámetro

Resultados edificio SENA

Page 64: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

62

4.8 Edificio Hotel Tequendama

Figura 53. Resultados de vulnerabilidad obtenidos en el Edificio Hotel Tequendama.

El índice de vulnerabilidad del edificio del Hotel Tequendama (45,5) indica que el

edificio es medianamente seguro, ya que en varios de los parámetros su calificación

es vulnerable. A pesar de tener un buen estado de conservación, los datos

recolectados en campo lo castigan en varios parámetros como la configuración en

planta, relación entre Vc (la resistencia al cortante proporcionada por el concreto) y Vs

(la resistencia al cortante sísmico en la base) y riesgo por los elementos estructurales.

La estructura es vulnerable en el parámetro 3, cálculo de la resistencia convencional,

debido a que los elementos de concreto (columnas) tienen el área pequeña con

respecto al área de los pisos.

La irregularidad en planta que presenta la estructura tiene probabilidades de

comportarse en un sismo como dos edificios independientes al igual que el edificio

Giraldo, por lo que se plantea una solución a esta irregularidad de realizar juntas de

construcción para separar el edificio en 2 partes, así reducir el efecto perjudicial que

tiene este comportamiento.

31.5

321

0.52.5

30.75

01.25

0

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

0 16 32

Par

ámet

rovalor parámetro

Resultados Hotel Tequendama

Page 65: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

63

4.9 Resumen resultados

Para mostrar el comportamiento de los resultados se presenta a continuación una

serie de gráficas, las cuales permiten apreciar los valores altos y medios que puede

tener cada parámetro, las gráficas recopilan la información de cada edificio de tal

forma que se pueda llevar un análisis a cabo que cubra la totalidad de los resultados.

Figura 54. Resultados obtenidos en el parámetro I.

Para este parámetro se consideraron sistemas resistentes en su mayoría con

características DMO (capacidad moderada de disipación de energía), esto con el fin

de obtener una clasificación intermedia ya que para llegar a una mejor exactitud se

requieren cálculos no contemplados en el método. Debido a que los edificios

seleccionados están hechos en su mayoría de hormigón armado donde no se

presentan muros de mampostería, los cuales evalúa el método, para estas

edificaciones se realizó la clasificación del parámetro dependiendo del sistema

resistente que presentaban las edificaciones.

Figura 55. Resultados obtenidos en el parámetro II.

0333

0333

UGIProcuradoría

ContraloríaInternacional

World ServiceGiraldo

SenaHotel Tequendama

0 3 6

Edif

icio

valor parámetro

Resultados parámetro I

0.53

5.53

00

1.51.5

UGI

Procuradoría

Contraloría

Internacional

World Service

Giraldo

Sena

Hotel Tequendama

0 3 6

Edif

icio

valor parámetro

Resultados parámetro II

Page 66: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

64

Se evidencia que gran parte de los edificios presentan una buena calidad del sistema

resistente por el proceso de mantenimiento que se ha llevado a cabo, no existen

fisuras a la vista ni zonas de hormiguero, factores importantes que han llevado a los

edificios restantes a presentar una mayor vulnerabilidad en este aspecto. Para

conseguir una mayor exactitud en este parámetro se requiere un equipo que

determine el estado interno de los elementos en concreto, ya que la clasificación se

determina de acuerdo a la observación de los elementos expuestos de la estructura

en el momento del recorrido por la estructura.

Figura 56. Resultados obtenidos en el parámetro III.

Para el cálculo de la resistencia convencional en donde se evalúa la relación entre Vc

(resistencia nominal al cortante proporcionada por el concreto) y Vs (resistencia al

cortante sísmico en la base) se debe tener en cuenta que algunos datos fueron

estimados por la falta de información obtenida, por lo que la exactitud de estos

resultados no es del 100% en algunos casos. Los 2 edificios que muestran valores

altos en la clasificación tienen en común que el área de los elementos en concreto

que resisten el cortante (Vc) es pequeña con respecto al área total de cada piso. Lo

anterior ocasiona que el valor del cortante Vc sea inferior al Vs y genere el resultado

de una clasificación vulnerable. Los demás edificios presentan casos donde el área de

los elementos de concreto que resisten el Vc es proporcional al área de los pisos, por

lo que en ningún caso son castigados en la evaluación de este parámetro.

000

32000

32

UGI

Procuradoría

Contraloría

Internacional

World Service

Giraldo

Sena

Hotel Tequendama

0 16 32

Edif

icio

valor parámetro

Resultados parámetro III

Page 67: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

65

Figura 57. Resultados obtenidos en el parámetro IV.

En este caso se estudió el tipo de suelo, topografía y fisuras en los muros, las cuales

indican en algunos casos asentamientos diferenciales, para lo que se obtuvo el

resultado de estructuras medianamente seguras ya que en varios casos existían

determinantes como fisuras en los muros, pendientes mayores al 30% del terreno o

construcciones subterráneas que pueden llegar afectar la edificación. Todos los

edificios seleccionados se encuentran ubicados sobre un tipo de suelo clasificado en

la norma como B o C para cuales la clasificación del parámetro determina seguros.

Figura 58. Resultados obtenidos en el parámetro V.

0

1

1

1.5

1

1

0

1

UGI

Procuradoría

Contraloría

Internacional

World Service

Giraldo

Sena

Hotel Tequendama

0 1 2Ed

ific

iovalor parámetro

Resultados parámetro IV

1

0

0.5

0

0

0

0

0.5

UGI

Procuradoría

Contraloría

Internacional

World Service

Giraldo

Sena

Hotel Tequendama

0 1 2

Edif

icio

valor parámetro

Resultados parámetro V

Page 68: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

66

La mayoría de las losas que se presentan en los edificios son continuas y forman

diafragmas rígidos, son buenas las conexiones que presentan con los elementos

verticales y las aberturas son menores al 30% del área total. Todos estos factores

generan una clasificación de edificación segura como se puede evidenciar en la

gráfica.

Figura 59 Resultados obtenidos en el parámetro VI.

La configuración en planta de la mayoría de los edificios es clasificación

medianamente segura muy cercana a vulnerable, esto se debe a las variables que

contempla el método como relación entre los lados de la planta, longitud de voladizos,

protuberancias, entre otros. El resultado al medir estos factores dentro del parámetro

determina que su irregularidad genera un riesgo en un evento de sismo, a pesar que

se estudian casos que no en muchos edificios se presentan. La irregularidad que

tienen estos edificios induce un comportamiento que con modelaciones y estudios

más profundos se evidenciaría un riesgo sísmico alto. Debido este posible

comportamiento la influencia que tiene la configuración de la planta en la

vulnerabilidad debería tener un mayor peso en el método, pero dado que es una

evaluación visual de su estado de conservación y de sus elementos estructurales este

parámetro pierde peso para darle importancia al resto de consideraciones en la

evaluación.

2.5

2.5

2.5

1.5

1

2.5

1

2.5

UGI

Procuradoría

Contraloría

Internacional

World Service

Giraldo

Sena

Hotel Tequendama

0 1.5 3

Edif

icio

valor parámetro

Resultados parámetro VI

Page 69: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

67

Figura 60. Resultados obtenidos en el parámetro VII.

La evaluación de la irregularidad en elevación es muy importante en este estudio ya

que las edificaciones que se escogieron presentan una configuración en este aspecto

altamente irregular. Este parámetro clasifica varios casos de combinación estructural

los cuales se presentan en los ocho edificios que se estudiaron, por lo que en su

mayoría se “castigo” la configuración presentada teniendo como resultado una

clasificación de estructura vulnerable. El peso de este parámetro es de los más altos

del método por su incidencia en la vulnerabilidad global de la estructura, por lo que se

debe estudiar con métodos más exactos el comportamiento de las estructuras cuya

clasificación es vulnerable.

Figura 61. Resultados obtenidos en el parámetro VIII.

5

5

6

5

5

2

5

3

UGI

Procuradoría

Contraloría

Internacional

World Service

Giraldo

Sena

Hotel Tequendama

0 3 6

Edif

icio

valor parámetro

Resultados parámetro VII

2.2500

1.51.51.51.5

0.75

UGI

Procuradoría

Contraloría

Internacional

World Service

Giraldo

Sena

Hotel Tequendama

0 2.25 4.5

Edif

icio

valor parámetro

Resultados parámetro VIII

Page 70: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

68

Los elementos estructurales como vigas y columnas deben estar bien conectados de

tal forma que sus ejes estén alineados, adicionalmente en estos puntos de conexión,

el ancho y altura de las vigas debe ser menor al ancho de las columnas. Estos

factores son estudiados en este parámetro, y al ver los resultados se evidencia que

gran parte de los edificios cumple los requisitos para ser clasificados como una

estructura segura. Dado que en algunos edificios no se presentan columnas en su

sistema estructural este parámetro no podía ser evaluado con certeza, por lo que se

evalúo con las condiciones encontradas como lo fueron conexiones de vigas con

muros estructurales.

Figura 62. Resultados obtenidos en el parámetro IX.

Los elementos de baja ductilidad más conocidos como columnas cortas son

elementos que inducen un gran riesgo para las estructuras en un evento de sismo,

por lo que se evalúan en este parámetro el cual es de los que tiene más peso por el

impacto que tiene en la vulnerabilidad sísmica. A pesar de ser un parámetro

importante en los edificios estudiados no se presentó este caso, en el único edificio

que tiene columnas cortas es el de la Procuraduría en las rampas del sótano, debido

q esto se obtienen los resultados anteriormente expuestos.

03

000000

UGI

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Giraldo

Sena

Hotel Tequendama

0 3 6

Edif

icio

valor parámetro

Resultados parámetro IX

Page 71: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

69

Figura 63. Resultados obtenidos en el parámetro X.

Los elementos no estructurales están en función del riesgo que estos puedan generar

hacia los habitantes de le edificación, por lo que determinar el posible comportamiento

de estos elementos debe hacerse con este objetivo. Dependiendo de la función que el

edificio tenga se clasificara su vulnerabilidad en este parámetro. Debido a lo anterior

se explica el resultado del edificio Hotel Tequendama ya que tiene en su interior

varios objetos decorativos que representan un riesgo para los habitantes. Por otro

lado el edificio de la Contraloría tiene elementos no estructurales que debido al mal

estado de conservación se la estructura aumentan el riesgo.

Figura 64. Resultados obtenidos en el parámetro XI.

00

1.250000

1.25

UGI

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Giraldo

Sena

Hotel Tequendama

0 2Ed

ific

io

valor parámetro

Resultados parámetro X

010

201010

000

UGI

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Giraldo

Sena

Hotel Tequendama

0 10 20

Edif

icio

valor parámetro

Resultados parámetro XI

Page 72: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

70

El estado de conservación de la estructura es un parámetro muy importante en este

método ya que de este depende en gran medida el valor del índice de vulnerabilidad.

Este parámetro puede determinar la probabilidad de resistir un sismo por parte de la

estructura ya que si sus elementos estructurales presentan un mal estado de

conservación pueden inducir un comportamiento frágil. Los resultados anteriormente

mostrados indican que la mitad de los edificios presentan algunos problemas en este

aspecto, por lo general se debe a que son edificaciones antiguas las cuales no tienen

un proceso de mantenimiento y sus elementos estructurales se han visto afectados,

mostrando fisuras, zonas de humedad, hormiguero, entre otras características. Por

otro lado los edificios que obtuvieron una clasificación de estructura segura en este

parámetro no presentan ninguno de los daños anteriormente mencionados.

Por último se busca evaluar los resultados de los índices de vulnerabilidad de todos

los edificios por lo que se presenta a continuación una gráfica que muestra los

resultados obtenidos por el método:

Figura 65. Resumen índices de vulnerabilidad.

Al ver todos los resultados de los edificios se evidencia que la mayoría obtuvo una

clasificación A, estructura segura, lo que nos lleva a pensar que los edificios a pesar

de tener una irregularidad estructural riesgosa, no presentan una vulnerabilidad alta

que den la certeza de un mal comportamiento en un sismo. Los edificios con los

11.25

27.5

39.75

57.5

18.5

10

12

45.5

UGI

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Giraldo

Sena

Hotel Tequendama

0 30 60 90

Edif

icio

Índice de vulnerabilidad

Resumen índices de vulnerabilidad

Page 73: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

71

índices de vulnerabilidad bajos tienen en común que presentan un buen estado de

conservación, parámetro que es de gran importancia y que influye en una buena

clasificación. Por otro lado los edificios que obtuvieron los índices más altos son

edificios que presentan un estado regular de conservación o una diferencia perjudicial

en la relación entre Vc (resistencia al cortante proporcionada por el concreto) y Vs

(resistencia al cortante sísmico en la base).

En general los edificios a pesar de presentar irregularidades estructurales

importantes, tienen o poseen índices de vulnerabilidad bajos y en ninguno de los

casos son clasificación C, estructuras vulnerables. Al analizar el riesgo que pueden

presentar estas edificaciones en un sismo, se evidencia que este parámetro requiere

una mayor profundidad y un análisis más exacto para así determinar si la estructura

es resistente a un sismo. Con respecto al método el peso de los parámetros VI y VII

(configuración en planta y elevación respectivamente) podría ser mayor y buscar la

combinación con el fin de no reducir la importancia del resto de parámetros, los cuales

pueden ser determinantes en el comportamiento sísmico de la estructura.

Page 74: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

72

5. CONCLUSIONES

El índice de Vulnerabilidad es un valor estimado de la seguridad estructural de la

edificación debido a que la percepción, conocimientos y experiencia profesional que

tenga el evaluador, influirán en la clasificación del sistema estructural o de las

calificaciones que se le asigne a cada uno de los once parámetros. Es de vital

importancia que el evaluador tenga suficientes conocimientos y experiencia

profesional para que el índice determinado sea más real.

Se evidencio que los resultados negativos obtenidos en el parámetro 3 de los edificios

Internacional y Hotel Tequendama fueron ocasionados por la relación entre el área

transversal de los elementos verticales sismo resistentes (columnas y muros de

concreto) y el área de los entrepisos. Esta relación resulto perjudicial en estos casos

dado que el área de los elementos verticales es muy pequeña con respecto al área de

los entrepisos. Debido a esto el cortante resistente (Vc) se hace menor que el cortante

actuante (Vs) lo que afecta directamente la vulnerabilidad estructural.

El parámetro 11, estado de conservación, tiene una gran influencia sobre la

vulnerabilidad de la estructura, dado que afecta a dos parámetros mas como lo son

calidad del sistema resistente (parámetro 2) y la influencia del terreno en la

cimentación (parámetro 4), por lo que una mala calificación en este parámetro

aumentara el índice de vulnerabilidad.

Antes de empezar el estudio se tenía la proyección que los edificios por sus

irregularidades estructurales de planta y elevación obtendrían un índice de

vulnerabilidad alto, diferente a lo que en realidad se obtuvo, índices de vulnerabilidad

clase A (estructuras seguras) y clase B (estructuras medianamente seguras). Se

determino que los parámetros 6 y 7 (configuración en planta y elevación

respectivamente) deberían tener mayores consideraciones que tengan en cuenta los

efectos en el comportamiento de la estructura en un sismo, de esta forma se podría

aumentar el peso de estos parámetros que son de gran importancia si se desea

Page 75: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

73

evaluar edificios como los usados para esta evaluación que presentan una alta

irregularidad tanto en planta como en altura. En el caso donde las irregularidades

sean altas, el método debería modificarse aumentando el peso de estos parámetros y

modificando los demás parámetros de tal forma que la evaluación se mas completa y

exacta.

El método del índice de vulnerabilidad es práctico para la evaluación de factores que

determinan el comportamiento de la estructura en un sismo, identifica problemas que

aumentarían la probabilidad de riesgo sísmico con la ventaja de ser un método

económico y práctico para su aplicación. Pero tiene la desventaja de ser un método

subjetivo que requiere de estudios profundos para complementarse y generar un

veredicto mas real del edificio estudiado. La implementación de esta metodología sin

estudios complementarios aumenta la incertidumbre en los resultados.

Algunos de los resultados obtenidos pueden no ser exactos ya que en algunos casos

se tomaron valores estimativos, intentando acercarse lo más posible a la realidad,

esto se debió a que información como planos y datos necesarios para el estudio, no

fueron suministrados por las personas encargadas de los edificios, como el caso del

edificio del Sena, caso similar se presenta en el edificio del Hotel Tequendama donde

los planos estructurales estaban incompletos.

Con respecto a la adaptación de los criterios de evaluación del método a la NSR-10,

este objetivo se llevo a cabo complementando el método original generando una

evaluación más amplia, la cual determina un índice de vulnerabilidad más exacto ya

que evalúa un mayor número de factores que afectan el comportamiento de una

estructura en un sismo. Esta adaptación no se realizo en todos los parámetros ya que

la Norma Sismo Resistente plantea rangos similares o en algunos casos no plantea

las relaciones que el método plantea.

Las soluciones a los casos de irregularidades más comunes fueron planteadas

manejando los conceptos trabajados en la evaluación de la vulnerabilidad realizada,

donde se analizó los factores que más afectaban la vulnerabilidad de las estructuras,

Page 76: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

74

por lo que las soluciones son sencillas pero tienen un efecto directo en el cálculo del

índice de vulnerabilidad de los edificios.

Los resultados de los índices de vulnerabilidad se esperaban más altos por las

condiciones de las edificaciones, su irregularidad estructural (planta y elevación) y su

edad, pero después de un juicioso estudio y de una detallada aplicación del método,

los resultados obtenidos son valores pequeños del índice. Por lo anterior se llega a la

conclusión que el método requiere una adaptación previa a las condiciones de cada

edificación para así mejorar los resultados, ya que por ser un método general algunos

parámetros no podían ser evaluados en todas las edificaciones.

Page 77: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

75

6. RECOMENDACIONES

Dado que la aplicación del método requiere un criterio para determinar la clasificación

de cada parámetro y así determinar su vulnerabilidad, se recomienda que sea

realizado por más de una persona para que se tenga una visión más amplia y así

contemplar más opciones de análisis. Adicionalmente al ser un trabajo extenso

facilitaría la evaluación disminuyendo el tiempo de trabajo en campo para aumentar el

trabajo de análisis de datos.

Referente al método, se recomienda modificar los parámetros y sus pesos de acuerdo

a las condiciones de la estructura que se desee a evaluar, ya que al considerar los

factores que solo la estructura presenta el resultado será más acertado. Esto se debe

realizar siguiendo el planteamiento inicial del método para que no pierda su filosofía la

cual ya ha sido implementada varias veces por las virtudes que este tiene.

Debido a que en algunos casos las construcciones de los edificios no corresponden a

los planos del mismo, se recomienda medir los elementos estructurales

detalladamente ya que se encontró que en muchos casos lo diseñado en planos no

coincidía con lo realmente construido. Esto afectaría las relaciones que plantea el

método y los cálculos que este requiere, por ende un resultado erróneo del índice de

vulnerabilidad.

Si se desea utilizar los resultados obtenidos por el método del índice de vulnerabilidad

para estudios, se recomienda que estos sean complementados con evaluaciones mas

exactas con métodos que incluyan modelaciones o cálculos más avanzados, ya que

este método es subjetivo. Esta combinación generaría unos resultados muy

completos los cuales serian de gran ayuda para quien los desee implementar.

Page 78: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

76

7. REFERENCIAS

Ríos, J. (2003). Aplicación del sistema de información geográfica para la diagnosis de

la vulnerabilidad sísmica de las edificaciones del Distrito de Ate – Vitarte. XIV

Congreso nacional de Ingeniería Civil – IQUITOS 2003. Perú.

Benedetti, D. y Petrini, V. (1982). Sullavulnerabilitásismica di edific in muratura:

proposte di un metodo di valutazione, L´industriadelleconstruzioni Vol 149.

Italia.

Padilla G. (2010). Propuesta para considerar la irregularidad estructural en la

resistencia lateral de las estructuras en el Perú. Repositorio digital de Tesis

PUCP Pontificia Universidad Católica del Perú, Perú.

Aguiar, R. (2006). Evaluación rápida de la vulnerabilidad sísmica en edificios de

hormigón armado. XIX Jornadas Nacionales de Ingeniería Estructural.

Ecuador

Caballero, A. (2007). Determinación de la vulnerabilidad sísmica por medio del

método del índice de vulnerabilidad en las estructuras ubicadas en el centro

histórico de la ciudad de Sincelejo, utilizando la tecnología del sistema de

información geográfica. Documento de Tesis de Maestria, Colombia.

Ahumada, J. y Moreno, N. (2011). Estudio de la vulnerabilidad sísmica usando el

método del índice de vulnerabilidad en viviendas construida en el barrio La

Paz. Barranquilla Colombia, LACCEI Latin American and Caribbean

Conference (LACCEI 2011) Medellín, Colombia.

FOPAE (Fondo de Prevención y Atención a Emergencias), 2007, Escenarios de

daños en Bogotá por un sismo de la falla frontal de magnitud 7.0. Colombia.

Bonnet, R. (2003). Vulnerabilidad y riesgo Sísmico de edificios. Aplicación a entornos

urbanos en zonas de amenaza alta y moderada. Memoria de Tesis Doctoral.

Universidad Politécnica de Cataluña, España.

Page 79: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

77

Barbat, A. (1998). El riesgo sísmico en el diseño de edificios. Cuadernos Técnicos,

Centro Internacional de Métodos Númericos en Ingeniería. España.

Mena, U. (2002). Evaluación del Riesgo Sísmico en zonas urbanas. Universidad

Politécnica de Cataluña, España.

Safina, S. (2003). Vulnerabilidad sísmica de edificaciones esenciales, análisis de su

contribución al riesgo sísmico. Memoria de Tesis Doctoral, Universidad

Politécnica de Cataluña, España.

Barbat, A., Yépez, F y Canas, J. (1995). Riesgo, peligrosidad y vulnerabilidad sísmica

de edificios de mampostería. Monografías de Ingeniería Sísmica CIMNE IS-

12. España.

SENA (Servicio Nacional de Aprendizaje). (2003). Construcción de casas sismo

resistentes de uno y dos pisos. Guía de estudio. Medellín, Colombia.

NSR (Norma Sismo Resistente). (2010). Reglamento Colombiano de construcción

sismo resistente. Colombia.

Page 80: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

78

8. ANEXOS

A manera de anexos se presenta los datos recopilados en campo de los edificios y

cálculos realizados:

Anexo 1 Datos obtenidos en campo de los edificios

Anexo 2 Formulario para toma de datos

Anexo 2 Cálculos realizados en el parámetro 3

Page 81: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

79

9. ÍNDICE DE FIGURAS

FIGURA 1. IRREGULARIDAD TORSIONAL (NSR, 2010) ........................................................ 14

FIGURA 2. RETROCESO EXCESIVO EN LA ESQUINA (NSR, 2010) ........................................ 14

FIGURA 3. DISCONTINUIDAD EN EL DIAFRAGMA (NSR, 2010) ............................................. 15

FIGURA 4. DESPLAZAMIENTOS DEL PLANO DE ACCIÓN DE ELEMENTOS VERTICALES (NSR,

2010) ........................................................................................................ 15

FIGURA 5. SISTEMAS NO PARALELOS (NSR, 2010) ........................................................... 16

FIGURA 6. PISO FLEXIBLE (NSR, 2010) ........................................................................... 16

FIGURA 7. IRREGULARIDAD EN LA DISTRIBUCIÓN DE LAS MASAS (NSR, 2010) ..................... 17

FIGURA 8. IRREGULARIDAD GEOMÉTRICA (NSR, 2010) .................................................... 17

FIGURA 9. DESPLAZAMIENTO DENTRO DEL PLANO DE ACCIÓN (NSR, 2010) ........................ 18

FIGURA 10. PISO DÉBIL (NSR, 2010) .............................................................................. 18

FIGURA 11. EDIFICIO UGI, TOMADA DE

HTTP://WWW.SKYSCRAPERCITY.COM/SHOWTHREAD.PHP?T=937814,

CONSULTADA POR ÚLTIMA VEZ 02/11/12. ...................................................... 19

FIGURA 12. PLANTA EDIFICIO UGI, TOMADA DE GOOGLE EARTH, CONSULTADA POR ÚLTIMA

VEZ 02/11/12. ............................................................................................ 19

FIGURA 13. EDIFICIO DE LA PROCURADURÍA, TOMADA POR EL AUTOR. ................................ 20

FIGURA 14. PLANTA EDIFICIO DE LA PROCURADURÍA, TOMADA DE GOOGLE EARTH,

CONSULTADA POR ÚLTIMA VEZ 02/11/12. ...................................................... 20

FIGURA 15. EDIFICIO DE LA CONTRALORÍA TOMADA DE

HTTP://WWW.GOOGLE.COM.CO/IMGRES?START=47&NUM=10&UM=1&HL,

CONSULTADA POR ÚLTIMA VEZ 02/22/12. ...................................................... 20

FIGURA 16. PLANTA EDIFICIO TOMADA DE GOOGLE EARTH, CONSULTADA POR ÚLTIMA VEZ

02/11/12.................................................................................................... 21

FIGURA 17. EDIFICIO INTERNACIONAL TOMADA DE

HTTP://COMMONS.WIKIMEDIA.ORG/WIKI/FILE:EDIFICIO_CORFICOLOMBIANA.JPG,

CONSULTADA POR ÚLTIMA VEZ 02/11/12. ...................................................... 21

FIGURA 18. PLANTA EDIFICIO INTERNACIONAL TOMADA DE GOOGLE EARTH, CONSULTADA POR

ÚLTIMA VEZ 02/11/12. ................................................................................. 21

Page 82: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

80

FIGURA 19. EDIFICIO WORLD SERVICE, TOMADA POR EL AUTOR. ........................................ 22

FIGURA 20. PLANTA EDIFICIO WORLD SERVICE, TOMADA DE GOOGLE EARTH CONSULTADA

POR ÚLTIMA VEZ 02/11/12. .......................................................................... 22

FIGURA 21. EDIFICIO GABRIEL GIRALDO TOMADA DE

HTTP://WWW.SKYSCRAPERCITY.COM/SHOWTHREAD.PHP?P=22179173,

CONSULTADA POR ÚLTIMA VEZ 02/11/12. ...................................................... 22

FIGURA 22. PLANTA DEL EDIFICIO GIRALDO TOMADA DE GOOGLE EARTH, CONSULTADA POR

ÚLTIMA VEZ 02/11/12. ................................................................................. 23

FIGURA 23. EDIFICIO DEL SENA, FIGURA 24. COLUMNAS IRREGULARES DEL EDIFICO DEL

SENA, TOMADAS POR EL AUTOR. ................................................................... 23

FIGURA 25. EDIFICIO HOTEL TEQUENDAMA, TOMADA POR EL AUTOR. ................................. 23

FIGURA 26. PLANTA EDIFICIO HOTEL TEQUENDAMA TOMADA DE GOOGLE EARTH,

CONSULTADA POR ÚLTIMA VEZ 02/11/12. ...................................................... 23

FIGURA 27. MAMPOSTERÍA SOBRESALIENTE DEL PÓRTICO, (AGUIAR, 2006) ........................ 32

FIGURA 28. MAMPOSTERÍA ADYACENTE A COLUMNAS, (AGUIAR, 2006) .............................. 33

FIGURA 29. COEFICIENTE DE AMPLIACIÓN FA DEL SUELO PARA LA ZONA DE PERIODOS CORTOS

DEL ESPECTRO. ........................................................................................... 38

FIGURA 30. COEFICIENTE DE AMPLIACIÓN FV DEL SUELO PARA LA ZONA DE PERIODOS

INTERMEDIOS DEL ESPECTRO. ...................................................................... 38

FIGURA 31. ESPECTRO ELÁSTICO DE ACELERACIONES DE DISEÑO COMO FRACCIÓN DE G

(NSR, 2010). ............................................................................................. 40

FIGURA 32. RELACIÓN LADOS DE LA PLANTA, FUENTE: REALIZADA POR EL AUTOR. ............... 43

FIGURA 33. CONTROL LONGITUD DE VOLADIZOS, (AGUIAR, 2006). ..................................... 44

FIGURA 34. RELACIÓN ENTRE LAS DIMENSIONES DE LA PROTUBERANCIA, (AGUIAR, 2006). .. 44

FIGURA 35. EJEMPLO DEL CASO RETROCESOS EN LAS ESQUINAS (NSR, 2010). .................. 45

FIGURA 36. EJEMPLO DE SISTEMAS NO PARALELOS (NSR, 2010). ..................................... 45

FIGURA 37. CASO DE GEOMETRÍA EN ALTURA, (NSR, 2010). ............................................. 46

FIGURA 38. RELACIÓN T Y H, (REALIZADA POR EL AUTOR). ................................................ 47

FIGURA 39. PISO BLANDO, (AGUIAR, 2006). ..................................................................... 47

FIGURA 40. DISTRIBUCIÓN DE MASAS, (NSR, 2010). ........................................................ 47

FIGURA 41. DESPLAZAMIENTO DENTRO DEL PLANO DE ACCIÓN, (NSR, 2010). .................... 48

Page 83: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

81

FIGURA 42. PISO DÉBIL, (NSR, 2010). ............................................................................ 48

FIGURA 43. RELACIÓN ANCHO COLUMNA (BC) Y ANCHO VIGA (BV), (AGUIAR, 2006). ............ 49

FIGURA 44. EXCENTRICIDAD EJE COLUMNA VIGA, (AGUIAR, 2006)...................................... 50

FIGURA 45. EXCENTRICIDAD EJES ADYACENTES A LA COLUMNA, (AGUIAR, 2006). ............... 50

FIGURA 46 .RESULTADOS DE VULNERABILIDAD OBTENIDOS EN EL EDIFICIO UGI. ................. 54

FIGURA 47. RESULTADOS DE VULNERABILIDAD OBTENIDOS EN EL EDIFICIO PROCURADURÍA. 55

FIGURA 48. RESULTADOS DE VULNERABILIDAD OBTENIDOS EN EL EDIFICIO CONTRALORÍA.... 56

FIGURA 49. RESULTADOS DE VULNERABILIDAD OBTENIDOS EN EL EDIFICIO INTERNACIONAL. 57

FIGURA 50. RESULTADOS DE VULNERABILIDAD OBTENIDOS EN EL EDIFICIO WORLD SERVICE.

................................................................................................................. 59

FIGURA 51. RESULTADOS DE VULNERABILIDAD OBTENIDOS EN EL EDIFICIO GIRALDO. .......... 60

FIGURA 52. RESULTADOS DE VULNERABILIDAD OBTENIDOS EN EL EDIFICIO SENA. .............. 61

FIGURA 53. RESULTADOS DE VULNERABILIDAD OBTENIDOS EN EL EDIFICIO HOTEL

TEQUENDAMA. ............................................................................................ 62

FIGURA 54. RESULTADOS OBTENIDOS EN EL PARÁMETRO I. ............................................... 63

FIGURA 55. RESULTADOS OBTENIDOS EN EL PARÁMETRO II. .............................................. 63

FIGURA 56. RESULTADOS OBTENIDOS EN EL PARÁMETRO III. ............................................. 64

FIGURA 57. RESULTADOS OBTENIDOS EN EL PARÁMETRO IV. ............................................. 65

FIGURA 58. RESULTADOS OBTENIDOS EN EL PARÁMETRO V. .............................................. 65

FIGURA 59 RESULTADOS OBTENIDOS EN EL PARÁMETRO VI. .............................................. 66

FIGURA 60. RESULTADOS OBTENIDOS EN EL PARÁMETRO VII. ............................................ 67

FIGURA 61. RESULTADOS OBTENIDOS EN EL PARÁMETRO VIII. ........................................... 67

FIGURA 62. RESULTADOS OBTENIDOS EN EL PARÁMETRO IX. ............................................. 68

FIGURA 63. RESULTADOS OBTENIDOS EN EL PARÁMETRO X. .............................................. 69

FIGURA 64. RESULTADOS OBTENIDOS EN EL PARÁMETRO XI. ............................................. 69

FIGURA 65. RESUMEN ÍNDICES DE VULNERABILIDAD. ......................................................... 70

Page 84: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

82

10. ÍNDICE DE TABLAS

TABLA 1. PARÁMETROS DEL MÉTODO DEL ÍNDICE DE VULNERABILIDAD ORIGINAL. ................. 25

TABLA 2. PARÁMETROS DEL MÉTODO DEL ÍNDICE DE VULNERABILIDAD ADAPTADO. ............... 26

TABLA 3. CLASIFICACIÓN DEL ÍNDICE DE VULNERABILIDAD. ................................................. 26

TABLA 4. CLASIFICACIÓN DE VULNERABILIDAD, SISTEMA MUROS DE CARGA EN EL PARÁMETRO

1. ....................................................................................................................... 27

TABLA 5. CLASIFICACIÓN DE VULNERABILIDAD, SISTEMA COMBINADO EN EL PARÁMETRO 1. ... 28

TABLA 6. CLASIFICACIÓN DE VULNERABILIDAD, SISTEMA DE PÓRTICOS RESISTENTE A

MOMENTOS EN EL PARÁMETRO 1. .......................................................................... 29

TABLA 7. CLASIFICACIÓN DE VULNERABILIDAD, SISTEMA DUAL EN EL PARÁMETRO 1. ............ 30

TABLA 8. CLASIFICACIÓN DE LA VULNERABILIDAD DE REQUISITOS ADICIONALES 1. ............... 32

TABLA 9. CLASIFICACIÓN DE LA VULNERABILIDAD DE REQUISITOS ADICIONALES 2. ............... 32

TABLA 10. CLASIFICACIÓN DE LA VULNERABILIDAD DE REQUISITOS ADICIONALES 3. ............. 33

TABLA 11. CLASIFICACIÓN DE LA VULNERABILIDAD REQUISITOS ADICIONALES 4. .................. 33

TABLA 12. CLASIFICACIÓN DE LA VULNERABILIDAD CALIDAD DEL SISTEMA RESISTENTE......... 34

TABLA 13. VALORES CT Y Α SEGÚN EL SISTEMA ESTRUCTURAL DE RESISTENCIA SÍSMICA

(NSR, 2010). ..................................................................................................... 35

TABLA 14. VALORES AA Y AV SEGÚN LA CIUDAD (NSR, 2010). ......................................... 36

TABLA 15. VALORES TIPO DE PERFIL SEGÚN DESCRIPCIÓN DEL SUELO (NSR, 2010). .......... 37

TABLA 16. COEFICIENTE DE IMPORTANCIA (NSR, 2010). .................................................. 39

TABLA 17.CLASIFICACIÓN DE LA VULNERABILIDAD DE LA RELACIÓN CORTANTE VS Y VC,

PARÁMETRO 3. .................................................................................................... 41

TABLA 18. CLASIFICACIÓN DE LA VULNERABILIDAD DE LA INFLUENCIA EN EL TERRENO Y LA

CIMENTACIÓN. ..................................................................................................... 41

TABLA 19. CLASIFICACIÓN DE LA VULNERABILIDAD DE LA EVALUACIÓN DE LOSAS. ............... 42

TABLA 20. CLASIFICACIÓN DE LA VULNERABILIDAD EN LA CONFIGURACIÓN EN PLANTA. ......... 46

TABLA 21. CLASIFICACIÓN DE LA VULNERABILIDAD EN LA CONFIGURACIÓN EN ELEVACIÓN. .... 48

TABLA 22. CLASIFICACIÓN DE LA VULNERABILIDAD DE LAS CONEXIONES DE LOS ELEMENTOS

CRÍTICOS. ........................................................................................................... 51

TABLA 23. CLASIFICACIÓN DE LA VULNERABILIDAD DE LOS ELEMENTOS CORTOS. ................. 52

Page 85: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

83

TABLA 24. CLASIFICACIÓN DE LA VULNERABILIDAD DE LOS ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES.52

TABLA 25. CLASIFICACIÓN DE LA VULNERABILIDAD DEL ESTADO DE CONSERVACIÓN. ............ 53

TABLA 26. RESULTADOS DE LOS ÍNDICES DE VULNERABILIDAD. .......................................... 54

Page 86: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

ANEXO 1

Page 87: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

ANEXO 1. Datos obtenidos en campo de los edificios

1. Edificio UGI

Tabla 1. Datos del edificio UGI.

INDICE DE VULNERABILIDAD 11,25

Año de construcción 1973

Tipo de irregularidad planta: sistemas no paralelos - elevación: piso débil

Reformas realizadas ninguno

No. De pisos 22

Tipo de suelo Formaciones sedimentarias de rocas arenosas, duras y resistentes a la erosión, y por rocas arcillosas blandas.

Daños presentados ninguno

Tabla 2. Resultados del parámetro 1 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio UGI.

1. ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA RESISTENTE A B C Ki Wi Ki*Wi

TIPO DE SISTEMA RESISTENTE

SISTEMA DE MUROS DE CARGA - Muros de concreto

(DMO)

CUMPLE 0 0,5 0

OBSERVACIONES El sistema resistente del edificio se basa en un núcleo

hueco de muros de concreto del cual se desprenden las losas aligeradas de cada piso. Las vigas del entrepiso se

conectan con los muros. Las columnas son reemplazadas por tensores que sostienen el perímetro

de la losa y están anclados en la parte más alta del edificio.

Tabla 3. Resultados del parámetros 2 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio UGI.

2. CALIDAD DEL SISTEMA DEL RESISTENTE A B C Ki Wi Ki*Wi 1. Calidad del concreto

CUMPLE

1 0,5 0,5 OBSERVACIONES

El hormigón utilizado parece de buena consistencia, con un buen terminado, sin

imperfecciones a la vista. Resistencia

Page 88: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

2. CALIDAD DEL SISTEMA DEL RESISTENTE A B C 2. Zonas de hormigueo y varillas de acero

CUMPLE

OBSERVACIONES

No existen zonas de hormiguero, se evidencia una buena vibración del concreto.

3. Barras de acero y juntas de construcción

CUMPLE

OBSERVACIONES

Las barras de acero no están visibles y son corrugadas.

4. Calidad del mortero y de la mampostería

CUMPLE

OBSERVACIONES En las zonas donde se utilizo mortero se evidencia una

buena calidad. 5. Información disponible

CUMPLE

OBSERVACIONES Según la información disponible se llevo la obra con una

buena calidad tanto en materiales como en proceso constructivo

Tabla 4. Resultados del parámetro 3 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio UGI.

3. CÁLCULO DE LA RESISTENCIA CONVENCIONAL A B C Ki Wi Ki*Wi α = 3,72 CUMPLE 0 2 0

Tabla 5. Datos utilizados para el cálculo de la resistencia nominal al cortante aproximado, del edificio UGI.

N u(N) 7,12E+07

Ag(𝑚𝑚2) 7,30E+06

λ 0,75

f´c(MPa) 24,5

bw(mm) 10000

d(mm) 7000

Vc(N) 3,08E+07

El cortante proporcionado por el concreto se calcula con la siguiente ecuación:

𝑽𝒄 = 𝟎,𝟏𝟕 𝟏+𝑵𝒖

𝟏𝟒𝑨𝒈 𝝀 𝒇´𝒄𝒃𝒘𝒅

Las variables que componen esta ecuación se calculan de la siguiente forma:

Page 89: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Nu = CM + CV

La carga muerta se calcula mediante valores estimados del entrepiso y valores

medidos en campo del núcleo.

entrepiso núcleo

entrepiso 2425 N/m2 área Núcleo 16,3 m2

piso 353,16 N/m2 altura edificio 75 m

mortero 294,3 N/m2 vol. Núcleo 1222,5 m3

pañete 235,44 N/m2 densidad concreto 2400 Kg/m3

Σ 3307,9 N/m2 Peso núcleo 2934000 Kg

área piso 400 m2

9,81 N/Kg

pisos 20

entrepiso 26463200 N núcleo 28782540 N

CM 55245740 N

Oficinas 2000 N/m2

área del piso 400 m2

pisos 20

CV 16000000 N

El valor de Ag es igual al área de los elementos de concreto que resisten el

cortante, en este caso los muros de concreto del núcleo del edificio, medidas que

fueron tomadas en campo.

Page 90: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Imagen 1. Núcleo del edificio UGI.

Tabla 6. Datos utilizados para el cálculo del periodo vibración fundamental aproximado, del edificio UGI.

α 0,75

h(m) 75

Ct 0,049

Ta(s) 2,65

Tabla 7. Datos utilizados para el cálculo del cortante sísmico en la base aproximado, para las fuerzas sísmicas, del edificio UGI.

Aa 0,15

Av 0,2

Tipo de perfil C

Fa 1,2

Fv 1,7

Grupo de uso I

Coeficiente de importancia 1

M(Kg) 5,63E+06

g(𝑚 𝑠2) 9,8

To(s) 0,19

Tc(s) 0,91

TL(s) 4,08

Sa(g) 0,15

Vs(N) 8,28E+06

Page 91: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Los valores complementarios a este cálculo que se muestran anteriormente se realizaron de la siguiente forma:

entrepiso núcleo

26463200 N 2934000 Kg

9,81 N/Kg

2697573,9 Kg

Masa 5,63E+06 Kg

Los valores de Sa, To, Tc y TL se calculan con las ecuaciones planteadas la grafica del espectro elástico de aceleraciones de diseño como fracción de g. Por último el valor del cortante sísmico Vs, se obtiene con la siguiente ecuación:

𝑉𝑠 = 𝑆𝑎𝑔𝑀

Tabla 8. Resultados del parámetro 4 según el Método del índice de vulnerabilidad

adaptado, aplicado al edificio UGI.

4. INFLUENCIA DEL TERRENO Y LA CIMENTACIÓN A B C Ki Wi Ki*Wi

Tipo de perfil Perfil tipo B (perfil de roca

de rigidez media) CUMPLE

0 0,5 0

Topografía - Pendiente Pendiente inferior al 20 % CUMPLE

Fisuras en los muros No se evidencian fisuras en

los muros CUMPLE

Tabla 9. Resultados del parámetro 5 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio UGI.

5 LOSAS A B C Ki Wi Ki*Wi

Rigidez y conexiones de la losa con los elementos

verticales

La losa es aparentemente rígida, se conecta con vigas

ancladas a los muros del núcleo.

CUMPLE

2 0,5 1

Área de abertura de la losa El área de abertura en la losa corresponde al 20%

del área total. CUMPLE

Tipo de diafragma

El área de la losa presenta interrupción en

la conexión con los muros ya que estos son

continuos.

CUMPLE

Page 92: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Tabla 10. Resultados del parámetros 6 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio UGI.

6. CONFIGURACIÓN EN PLANTA A B C Ki Wi Ki*Wi δ1 a=20m, L=25m 20/25=08 CUMPLE 5 0,5 2,5

δ2 e=2m, d=10m

2/10=0,2

Se tomo una excentricidad

promedio de todos los pisos, su masa varia debido a la

organización de cada piso.

CUMPLE

δ3 Δd=5m, d=11m

5/11=0,45

Se considera cada piso como voladizo

ya que no tiene columnas y está

anclado a los muros de concreto del

núcleo.

CUMPLE

δ4 No tiene protuberancias CUMPLE

Retrocesos en las

esquinas

La forma de la planta del edificio es similar a un rombo, por lo que se considera con retrocesos en

las esquinas.

CUMPLE

Planta de

forma regular

Planta con forma similar a la de un rombo (simétrica)

CUMPLE

Irregularidad de sistemas no paralelos

Presencia de irregularidad de sistemas no paralelos, en ambos

lados del eje central. CUMPLE

Tabla 11. Resultados del parámetro 7 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio UGI.

7. CONFIGURACIÓN EN ELEVACIÓN A B C Ki Wi Ki*Wi

Relación entre a y b 2,2a = b - a<b CUMPLE 5 1 5

T/H 0,1

A pesar que la relación es

pequeña no es clasificación A

porque el área en la base del edificio es menor que en

los pisos superiores.

CUMPLE

Altura uniforme en

todos los pisos El primer piso tiene altura

doble. CUMPLE

Distribución de masa en los pisos

En el momento de la visita el piso 13 se encontraba

CUMPLE

Page 93: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

del edificio desocupado.

Desplazamiento dentro del plano de

acción No se presenta este caso CUMPLE

Piso débil Primera planta con menor área que el resto de los

pisos. CUMPLE

Tabla 12. Resultados del parámetro 8 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio UGI.

8. CONEXIÓN ELEMENTOS CRÍTICOS A B C Ki Wi Ki*Wi

Relación bv. y bc.

Este edificio no cuenta con columnas, las vigas se conectan a los muros de concreto por lo que las vigas tienen un menor

ancho.

CUMPLE

3 0,75 2,25

λ2

Todas las vigas se conectan a los muros de tal manera que las

vigas nunca sobresalgan del muro.

CUMPLE

λ3

Las vigas tienen continuidad en el eje a ambos lados de los

muros de concreto por lo que la excentricidad en este caso es

cero.

CUMPLE

Dimensión mínima de la

columna

El sistema no presenta columnas, las losas son sostenidas por tensores

distribuidos en el perímetro de estas.

CUMPLE

λ4

Los tensores están cubiertos por mortero inyectado. Lo que forma "columnas" con una sección de

6x6cm. Las vigas tienen una altura de 27cm.

CUMPLE

Tabla 13. Resultados del parámetro 9 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio UGI.

9. ELEMENTOS CON BAJA DUCTILIDAD A B C Ki Wi Ki*Wi h de elementos cortos si los hay

El edificio no cuenta con elementos cortos

CUMPLE

0 1 0

Tabla 14. Resultados del parámetro 10 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio UGI.

Page 94: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

10. ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES A B C Ki Wi Ki*Wi Riesgo que representa los elementos no

estructurales CUMPLE

0 0,25 0

Tabla 15. Resultados del parámetro 11 según el Método del índice de vulnerabilidad

adaptado, aplicado al edificio UGI.

11. ESTADO DE CONSERVACIÓN A B C Ki Wi Ki*Wi Presencia de fisuras en muros, vigas y columnas

CUMPLE

0 1 0

OBSERVACIONES El edificio no presenta fisuras en su estructura, tanto

en vigas y columnas. Ha tenido un asentamiento uniforme por lo que evidencia su estructura,

adicionalmente no se presenta ningún caso donde sus puertas no cierren adecuadamente. Se evidencia un buen mantenimiento del edificio por su buen estado

de conservación.

Page 95: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

2. Edificio de la Procuraduría

Tabla 16. Datos del edificio de la Procuraduría.

ÍNDICE DE

VULNERABILIDAD 27,5

Año de construcción 1972

Tipo de irregularidad planta: sistemas no paralelos (planta en forma triangular) - elevación: piso débil (menor área en el primer piso)

Reformas realizadas adición de puente en el 3er piso que comunica el edificio de la procuraduría con edificio continuo de 4 pisos

No. De pisos 28

Tipo de suelo Piedemonte

Daños presentados Ninguno

Tabla 17. Resultados del parámetro 1 según el Método del índice de

vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio de la Procuraduría.

1. ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA RESISTENTE A B C Ki Wi Ki*Wi

TIPO DE SISTEMA RESISTENTE

SISTEMA DE MUROS DE CARGA - Muros de concreto

(DMI)

CUMPLE 6 0,5 3 OBSERVACIONES

El edificio está conformado por muros ce concreto en la parte central, con losas ancladas a este núcleo de

muros, estas losas forman voladizos ya que no cuentan con columnas. Algunos pisos tienen muros de división

hechos en mampostería y algunos en "drywall".

Tabla 18. Resultados del parámetro 2 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio de la Procuraduría.

2. CALIDAD DEL SISTEMA DEL RESISTENTE A B C Ki Wi Ki*Wi 1. Calidad del concreto

CUMPLE

6 0,5 3 OBSERVACIONES

El hormigón utilizado aparentemente es de buena consistencia, pero en los sótanos existen zonas donde se evidencia un vibrado poco adecuado.

2. Zonas de hormigueo y varillas de acero

CUMPLE OBSERVACIONES

Existen algunas zonas de hormiguero en los sótanos.

Page 96: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

3. Barras de acero y juntas de construcción

CUMPLE

OBSERVACIONES Las barras de acero no están a la vista.

Corrugadas 4. Calidad del mortero y de la mampostería

CUMPLE

OBSERVACIONES En las zonas donde se utilizo mortero se

evidencia una buena calidad. 5. Información disponible

CUMPLE

OBSERVACIONES La información disponible y por lo que se ve en el recorrido del edificio la obra tuvo una ejecución

buena, pero se percibe una falta de mantenimiento, por lo que existen elementos

visiblemente deteriorados.

Tabla 19. Resultados del parámetro 3 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio de la Procuraduría.

3. CÁLCULO DE LA RESISTENCIA CONVENCIONAL A B C Ki Wi Ki*Wi

α = 5,33 CUMPLE 0 2 0

Tabla 20. Datos utilizados para el cálculo de la resistencia nominal al cortante aproximado, del edificio de la Procuraduría.

N u(N) 1,84E+08

Ag(𝑚𝑚2) 1,86E+07

λ 0,75

f´c(Mpa) 24,5

bw(mm) 17000

d(mm) 14000

Vc(N) 1,06E+08

El cortante proporcionado por el concreto se calcula con la siguiente ecuación:

𝑽𝒄 = 𝟎,𝟏𝟕 𝟏+𝑵𝒖

𝟏𝟒𝑨𝒈 𝝀 𝒇´𝒄𝒃𝒘𝒅

Las variables que componen esta ecuación se calculan de la siguiente forma:

Nu = CM + CV

Page 97: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

La carga muerta se calcula mediante valores estimados del entrepiso y valores

medidos en campo del núcleo.

entrepiso núcleo

entrepiso 2425 N/m2 área Núcleo 41,52 m2

piso 353,16 N/m2 altura edificio 89 m

mortero 294,3 N/m2 vol. Núcleo 3695,28 m3

pañete 235,44 N/m2 densidad concreto 2400 Kg/m3

Σ 3307,9 N/m2 Peso núcleo 8868672 Kg

área piso 703 m2

9,81 N/Kg

pisos 26

entrepiso 60461796,2 N núcleo 87001672,3 N

CM 147463468,5 N

Oficinas 2000 N/m2

área del piso 703 m2

pisos 26

CV 36556000 N

El valor de Ag es igual al área de los elementos de concreto que resisten el

cortante, en este caso los muros de concreto del núcleo del edificio, medidas que

fueron tomadas en campo.

Tabla 21. Datos utilizados para el cálculo del periodo vibración fundamental

aproximado, edificio de la Procuraduría.

α 0,75

h(m) 89

Ct 0,049

Ta(s) 3,02

Page 98: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Tabla 22. Datos utilizados para el cálculo del cortante sísmico en la base aproximado, para las fuerzas sísmicas, del edificio de la Procuraduría.

Aa 0,15

Av 0,2

Tipo de perfil C

Fa 1,2

Fv 1,7

Grupo de uso I

Coeficiente de importancia 1

M(Kg) 1,50E+07

g(𝑚𝑚2) 9,8

To(s) 0,19

Tc(s) 0,91

TL(s) 4,08

Sa(g) 0,14

Vs(N) 1,99E+07

Los valores complementarios a este cálculo que se muestran anteriormente se realizaron de la siguiente forma:

entrepiso peso núcleo

60461796,2 N 8868672 Kg

9,81 N/Kg

6163281,98 Kg

Masa 15031953,9776 Kg

Los valores de Sa, To, Tc y TL se calculan con las ecuaciones planteadas la grafica del espectro elástico de aceleraciones de diseño como fracción de g. Por último el valor del cortante sísmico Vs, se obtiene con la siguiente ecuación:

𝑉𝑠 = 𝑆𝑎𝑔𝑀

Page 99: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Tabla 23. Resultados del parámetro 4 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio de la Procuraduría.

4. INFLUENCIA DEL TERRENO Y LA CIMENTACIÓN A B C Ki Wi Ki*Wi

Tipo de perfil Perfil tipo B (perfil de roca de rigidez

media) CUMPLE

2 0,5 1

Topografía - Pendiente

Pendiente inferior al 20 % CUMPLE

Fisuras en los muros

Se evidencian algunas fisuras en algunos muros de los sótanos

CUMPLE

Tabla 24. Resultados del parámetro 5 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio de la Procuraduría.

5 LOSAS A B C Ki Wi Ki*Wi

Rigidez y conexiones de la losa con los elementos

verticales

La losa de cada piso por sus dimensiones es aparentemente

rígida, posee buenas conexiones con los muros de concreto del

núcleo.

CUMPLE

0 0,5 0

Área de abertura de la losa

El área de abertura en la losa corresponde al 20% del área total.

CUMPLE

Tipo de diafragma El área de la losa es continua. CUMPLE

Tabla 25. Resultados del parámetro 6 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio de la Procuraduría.

6. CONFIGURACIÓN EN PLANTA A B C Ki Wi Ki*Wi

δ1 a=30 m, L=40m - 30/40 = 0,75 CUMPLE 5 0,5 2,5

δ2 e=3,2m, d=10m

3,2/16=0,2

se toma una excentricidad promedio

de todos los pisos ya que distribución de las masas

varía en cada uno de estos.

CUMPLE

δ3 Δd=6m, d=12m

6/12=0,5

Se estima como voladizo las losas de cada piso

debido a que no cuenta con columnas y están ancladas al núcleo de muros de concreto.

CUMPLE

Page 100: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

δ4 c=5m,

b=3,5m 5/3,5=1,43

El edifico cuenta en su 4° piso con un puente de 7 m de longitud conectado

a otro edificio, se considera como una protuberancia ya que

incide en el comportamiento de la

estructura en el momento de un sismo.

CUMPLE

Retrocesos

en las esquinas

Debido a su planta en forma triangular se considera que presenta

retrocesos en las esquinas CUMPLE

Planta de forma regular

La planta presenta una forma triangular la cual es una forma

irregular que genera problemas en el momento de un sismo, por la

concentración de peso hacia un extremo de la losa.

CUMPLE

Irregularidad de sistemas no paralelos

La irregularidad de la plata corresponde al caso de sistemas no

paralelos. CUMPLE

Tabla 26. Resultados del parámetro 7 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio de la Procuraduría.

7. CONFIGURACIÓN EN ELEVACIÓN A B C Ki Wi Ki*Wi Relación entre

a y b 1,5a = b - a<b

CUMPLE 5 1 5

T/H T=6m, H=84m

6/89=0,06

Debido al tipo de irregularidad en elevación

que presenta este edificio, es clasificado

como C, por la vulnerabilidad causada por el comportamiento que puede tener en el momento de un sismo.

CUMPLE

Altura uniforme

en todos los pisos

Presenta una mayor altura en la primera planta y en la última.

CUMPLE

Distribución de masa en los

pisos del edificio

Varios pisos se encuentran vacios por obras que se llevan a cabo o

simplemente por ausencia de oficinas. Mientras que existen pisos

donde permanecen alrededor de unas 30 personas, lo que evidencia

una variación de masa.

CUMPLE

Page 101: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Desplazamiento dentro del plano

de acción No se presenta este caso. CUMPLE

Piso débil

Se presenta en la primera plata debido a que varía el área

reduciéndose en comparación con los otros pisos.

CUMPLE

Tabla 27. Resultados del parámetro 8 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio de la Procuraduría.

8. CONEXIÓN ELEMENTOS CRÍTICOS A B C Ki Wi Ki*Wi

Relación bv y bc

Las vigas se conectan con muros de concreto por lo que el ancho de las

vigas es menor en comparación con el ancho de los muros.

CUMPLE

0 0,75 0

λ2 Todas las vigas se conectan a los muros de tal manera que las vigas

nunca sobresalgan del muro. CUMPLE

λ3

Las vigas tienen continuidad en el eje a ambos lados de los muros de concreto por lo que la excentricidad en este caso

es cero.

CUMPLE

Dimensión mínima de la columna

El edificio no cuenta con columnas, es un sistema de muros de concreto.

CUMPLE

λ4 El ancho de los muros es mayor que la altura de las vigas por lo que se cumple

con la clasificación A. CUMPLE

Tabla 28. Resultados del parámetro 9 según el Método del índice de

vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio de la Procuraduría.

9. ELEMENTOS CON BAJA DUCTILIDAD A B C Ki Wi Ki*Wi

h de elementos cortos si los hay

Se presentan columnas cortas en las rampas del sótano donde se ubican los

parqueaderos. CUMPLE

3 1 3

Tabla 29. Resultados del parámetro 10 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio de la Procuraduría.

10. ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES A B C Ki Wi Ki*Wi

Riesgo que representa los elementos no estructurales CUMPLE 0 0,25 0

Tabla 30. Resultados del parámetro 11 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio de la Procuraduría.

11. ESTADO DE CONSERVACIÓN A B C Ki Wi Ki*Wi Presencia de fisuras en muros, vigas y columnas CUMPLE 10 1 10

Page 102: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

OBSERVACIONES Este edificio debido a su magnitud y los 35 años de construido

que tiene, evidencia deterioros en algunos elementos como techos falsos, pintura y algunos muros poseen un mal vibrado en el concreto a la vista, adicionalmente cuenta con sectores de algunos pisos en abandono. Lo anterior puede deberse a

una falta de mantenimiento que no ha evitado que el paso del tiempo se haga evidente.

Page 103: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

3. Edificio de la Contraloría

Tabla 31. Datos del edificio de la Contraloría.

INDICE DE

VULNERABILIDAD 39,75

Año de construcción 1974

Tipo de irregularidad planta: sistemas no paralelos (planta en forma triangular) - elevación:

piso débil (menor área en el primer piso)

Reformas realizadas ninguna

No. De pisos 27

Tipo de suelo Piedemonte

Daños presentados El edificio presenta problemas serios de humedad en los sótanos

debido a fisuras en algunas losas y muros.

Tabla 32. Resultados del parámetro 1 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio de la Contraloría.

1. ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA RESISTENTE A B C Ki Wi Ki*Wi

TIPO DE SISTEMA RESISTENTE

SISTEMA DE MUROS DE CARGA - Muros de concreto (DMI)

CUMPLE 6 0,5 3

OBSERVACIONES El edificio esta conformado por muros de concreto en

su parte central, en el cual se encuentran losas ancladas. No posee columnas y en los extremos de

las losas se encuentran antepechos y ventanas continuas. Las divisiones presentadas en los pisos

son hechas en divisiones modulares o paredes livianas en “drywall”.

Tabla 33. Resultados del parámetro 2 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio de la Contraloría.

2. CALIDAD DEL SISTEMA DEL RESISTENTE A B C Ki Wi Ki*Wi 1. Calidad del concreto

CUMPLE 11 0,5 5,5

OBSERVACIONES Algunos muros presentan fisuras y indicios de

humedad, en el sótano se ven algunas zonas de hormiguero en la losa y zonas de humedad por

filtraciones dentro de esta. Algunas losas que se encuentran a la vista se ven en mal estado por

falta de mantenimiento. 2. Zonas de hormigueo y varillas de acero CUMPLE

Page 104: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

OBSERVACIONES

Se evidencian varias zonas de hormiguero.

3. Barras de acero y juntas de construcción

CUMPLE

OBSERVACIONES

Las barras de acero no están a la vista. Corrugadas

4. Calidad del mortero y de la mampostería

CUMPLE

OBSERVACIONES

En las zonas donde se utilizo mortero se evidencia una buena calidad.

5. Información disponible

CUMPLE

OBSERVACIONES La información disponible determina una buena ejecución de la obra, pero esta tiene problemas

causados por la falta de manteamiento lo que ha afectado a la estructura haciéndola

potencialmente vulnerable.

Tabla 34. Resultados del parámetro 3 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio de la Contraloría.

3. CÁLCULO DE LA RESISTENCIA CONVENCIONAL A B C Ki Wi Ki*Wi α = 3,95 CUMPLE 0 2 0

Tabla 35. Datos utilizados para el cálculo de la resistencia nominal al cortante aproximada, del edificio de la Contraloría.

N u(N) 1,83E+08

Ag(𝑚𝑚2) 2,06E+07

λ 0,75

f´c(Mpa) 24,5

bw(mm) 17000

d(mm) 12000

Vc(N) 8,19E+07

El cortante proporcionado por el concreto se calcula con la siguiente ecuación:

𝑽𝒄 = 𝟎,𝟏𝟕 𝟏+𝑵𝒖

𝟏𝟒𝑨𝒈 𝝀 𝒇´𝒄𝒃𝒘𝒅

Las variables que componen esta ecuación se calculan de la siguiente forma:

Nu = CM + CV

Page 105: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

La carga muerta se calcula mediante valores estimados del entrepiso y valores

medidos en campo del núcleo.

entrepiso núcleo

entrepiso 2425 N/m2 área Núcleo 46 m2

piso 353,16 N/m2 altura edificio 86 m

mortero 294,3 N/m2 vol. Núcleo 3956 m3

pañete 235,44 N/m2 densidad concreto 2400 Kg/m3

Σ 3307,9 N/m2 Peso núcleo 9494400 Kg

área piso 680 m2

9,81 N/Kg

pisos 25

entrepiso 56234300 N núcleo 93140064 N

CM 149374364 N

Oficinas 2000 N/m2

área del piso 680 m2

pisos 25

CV 34000000 N

El valor de Ag es igual al área de los elementos de concreto que resisten el

cortante, en este caso los muros de concreto del núcleo del edificio, medidas que

fueron tomadas en campo.

Imagen 2. Planta del edificio de la Contraloría

Page 106: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Tabla 36. Datos utilizados para el cálculo del periodo vibración fundamental aproximado, edificio de la Contraloría.

α 0,75

h(m) 86

Ct 0,049

Ta(s) 2,94

Tabla 37. Datos utilizados para el cálculo del cortante sísmico en la base aproximado, para las fuerzas sísmicas, del edificio de la Contraloría.

Aa 0,15

Av 0,2

Tipo de perfil C

Fa 1,2

Fv 1,7

Grupo de uso I

Coeficiente de importancia 1

M(m) 1,5E+07

g(𝑚𝑚2) 9,8

To(s) 0,19

Tc(s) 0,91

TL(s) 4,08

Sa(g) 0,14

Vs(N) 2,07E+07

Los valores complementarios a este cálculo que se muestran anteriormente se realizaron de la siguiente forma:

entrepiso peso núcleo

56234300 N 9494400 Kg

9,81 N/Kg 5732344,55 Kg

Masa 15226744,5464 Kg

Page 107: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Los valores de Sa, To, Tc y TL se calculan con las ecuaciones planteadas la grafica del espectro elástico de aceleraciones de diseño como fracción de g. Por último el valor del cortante sísmico Vs, se obtiene con la siguiente ecuación:

𝑉𝑠 = 𝑆𝑎𝑔𝑀

Tabla 38. Resultados del parámetro 4 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio de la Contraloría.

4. INFLUENCIA DEL TERRENO Y LA CIMENTACIÓN A B C Ki Wi Ki*Wi

Tipo de perfil Perfil tipo B (perfil de roca de

rigidez media) CUMPLE

2 0,5 1

Topografía - Pendiente Pendiente inferior al 20 % CUMPLE

Fisuras en los muros

Se evidencian algunas fisuras en algunos muros de los sótanos lo

que ha ocasionado zonas de humedad que han afectado a los

muros y las losas.

CUMPLE

Tabla 38. Resultados del parámetro 5 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio de la Contraloría.

5 LOSAS A B C Ki Wi Ki*Wi

Rigidez y conexiones de la losa con los elementos

verticales

La losa es aparentemente rígida y bien conectada con los elementos verticales, por

falta de mantenimiento la losa puede que haya perdido su

rigidez, por sus zonas en mal estado.

CUMPLE

1 0,5 0,5

Área de abertura de la losa El área de abertura es menor

al 30%. CUMPLE

Tipo de diafragma La losa es continua CUMPLE

Page 108: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Tabla 39. Resultados del parámetro 6 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio de la Contraloría.

6. CONFIGURACIÓN EN PLANTA A B C Ki Wi Ki*Wi

δ1 a=30m, L=37m 30/37=0,81 CUMPLE 5 0,5 2,5

δ2 e= 3,6m, d=17m

3,6/17=0,21

Se tomo una excentricidad promedio de todos los pisos, según la variación de masa

en cada uno de estos.

CUMPLE

δ3 Δd=6m, d=14m

6/12=0,43

Se considera como voladizo cada piso debido a que las losas están ancladas a los muros del núcleo central.

CUMPLE

δ4 El edificio no presenta protuberancias. CUMPLE Retrocesos

en las esquinas

Debido a su planta en forma triangular se considera que presenta retrocesos en las

esquinas CUMPLE

Planta de

forma regular

La planta del edificio tiene forma triangular lo cual lo hace vulnerable en el evento de

un sismo. CUMPLE

Irregularidad de sistemas no paralelos

El edifico presenta la irregularidad de sistemas no paralelos.

CUMPLE

Tabla 40. Resultados del parámetro 7 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio de la Contraloría.

7. CONFIGURACIÓN EN ELEVACIÓN A B C Ki Wi Ki*Wi Relación entre

a y b 1,75a = b - a<b

CUMPLE 6 1 6

T/H T= 5,5, H=86 5,5/86=0,06

A pesar de tener una relación baja, esta

irregularidad lo hace vulnerable en un sismo.

CUMPLE

Altura uniforme

en todos los pisos

Presenta una doble altura en el primer piso al igual que en la última planta.

CUMPLE

Distribución de

masa en los pisos del edificio

Varias plantas se encuentran vacías, dos plantas tienen apariencia de

abandono. Esto hace que varié la masa en todos los pisos.

CUMPLE

Desplazamiento dentro del plano

de acción

No se presenta este caso, los muros de concreto son continuos.

CUMPLE

Piso débil La primera plata tiene menor área que

el resto de las plantas

CUMPLE

Page 109: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Tabla 41. Resultados del parámetro 8 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio de la Contraloría.

8. CONEXIÓN ELEMENTOS CRÍTICOS A B C Ki Wi Ki*Wi

Relación bv y bc

Las vigas de las losas se conectan con los muros estructurales del núcleo, por lo que las

vigas no sobresalen. CUMPLE

0 0,75 0

λ2 Debido a que las vigas se conectan con muros del núcleo y no sobresalen cumplen siempre

con la excentricidad. CUMPLE

λ3 las vigas tienen continuidad en su eje en la

conexión con los muros. CUMPLE

Dimensión mínima de la columna

El edificio no cuenta con columnas es un sistema de muros de concreto.

CUMPLE

λ4 El ancho de los muros es mayor que la altura de

las vigas por lo que se cumple con la clasificación A.

CUMPLE

Tabla 42. Resultados del parámetro 9 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio de la Contraloría.

9. ELEMENTOS CON BAJA DUCTILIDAD A B C Ki Wi Ki*Wi

h de elementos cortos si los hay

El edificio no presenta elementos cortos.

CUMPLE

0 1 0

Tabla 43. Resultados del parámetro 10 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio de la Contraloría.

10. ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES A B C Ki Wi Ki*Wi

Riesgo que representa los elementos no estructurales CUMPLE 5 0,25 1,25

Tabla 44. Resultados del parámetro 11 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio de la Contraloría.

11. ESTADO DE CONSERVACIÓN A B C Ki Wi Ki*Wi Presencia de fisuras en muros, vigas y columnas

CUMPLE 20 1 20

OBSERVACIONES El edificio se encuentra en un estado de conservación regular

debido a que se evidencia una alta de mantenimiento, por lo que en algunos muros que hay fisuras hay zonas de humedad al igual

que en la losas. En algunas zonas donde no hay techos falsos, se puede ver la losa y su mal estado. Es un edificio que revela

fácilmente su edad.

Page 110: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

4. Edificio Internacional

Tabla 45. Datos del edificio Internacional.

INDICE DE

VULNERABILIDAD 57,5

Año de construcción 1968

Tipo de irregularidad planta: sistemas no paralelos (planta en forma triangular) - elevación: la

primera planta tiene más altura que el resto

Reformas realizadas ninguna

No. De pisos 17

Tipo de suelo Arcilla, Limo y piedra angular

Daños presentados fisuras

Tabla 46. Resultados del parámetro 1 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Internacional.

1. ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA RESISTENTE A B C Ki Wi Ki*Wi TIPO DE SISTEMA

RESISTENTE

SISTEMA COMBINADO - Muros de concreto (DMO) y Pórticos de concreto

(DMO)

CUMPLE 6 0,5 3 OBSERVACIONES

El edificio esta compuesto por losas de concreto, pórticos conformados por vigas unidas a columnas y a muros en la

parte central del edificio,

1.1 REQUISITOS ADICIONALES (caso de mampostería)

1. Está formada por elementos robustos (ladrillo macizo o semi macizo, bloques de buena calidad o piedra bien

cortada) unidos con mortero de buena calidad. CUMPLE

2. Valor de área mínima (Am).

CUMPLE

OBSERVACIONES

Los muros de mampostería se encuentran solamente en los sótanos y no tienen aberturas, para formar ventanas,

simplemente un espacio para las puertas.

3. Relación entre la altura libre del muro y su espesor.

CUMPLE

OBSERVACIONES La relación de estos muros es aproximadamente 10 y se

clasifica como A.

4. La mampostería no sobresalga respecto al filo extremo

del pórtico. CUMPLE

OBSERVACIONES

Page 111: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

La mampostería no sobresale es continua en los dos sótanos.

5. Relación entre el área transversal de la columna y el ancho de la viga

OBSERVACIONES

No se presenta ningún caso de conexión con columnas en estos muros de mampostería.

Tabla 47. Resultados del parámetro 2 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Internacional.

2. CALIDAD DEL SISTEMA DEL RESISTENTE A B C Ki Wi Ki*Wi 1. Calidad del concreto

CUMPLE 6 0,5 3

OBSERVACIONES

El concreto utilizado parece de buena consistencia, pero se evidencian varias fisuras en losas y muros del edificio, sobre todo en las zonas donde el concreto se encuentra a la vista, como sótanos, azotea y fachada.

2. Zonas de hormiguero y varillas de acero

CUMPLE OBSERVACIONES Se presentan algunas zonas de hormiguero en las

áreas donde el concreto esta a la vista. 3. Barras de acero y juntas de construcción

CUMPLE

OBSERVACIONES

Las barras de acero no se encuentran a la vista y las juntas de construcción están bien ejecutadas.

4. Calidad del mortero y de la mampostería

CUMPLE

OBSERVACIONES El mortero no se hace migas y gracias al mantenimiento se ve de buena calidad.

5. Información disponible

CUMPLE OBSERVACIONES

La información disponible determina una buena ejecución de la obra, se evidencia algún mantenimiento pero de regular calidad.

Page 112: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Tabla 48. Resultados del parámetro 3 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Internacional.

3. CÁLCULO DE LA RESISTENCIA CONVENCIONAL A B C Ki Wi Ki*Wi

α = 0,87 CUMPLE 16 2 32

Tabla 49. Datos utilizados para el cálculo de la resistencia nominal al cortante aproximado, del edificio Internacional.

N u(N) 2,40E+11

Ag (𝑚𝑚2) 1,84E+07

λ 0,75

f´c(MPa) 24,5

Bw(mm) 10000

D(mm) 7000

Vc(N) 4,12E+10

El cortante proporcionado por el concreto se calcula con la siguiente ecuación:

𝑽𝒄 = 𝟎,𝟏𝟕 𝟏+𝑵𝒖

𝟏𝟒𝑨𝒈 𝝀 𝒇´𝒄𝒃𝒘𝒅

Las variables que componen esta ecuación se calculan de la siguiente forma:

Nu = CM + CV

La carga muerta se calcula mediante valores estimados del entrepiso y valores

medidos en campo del núcleo y las columnas de la planta.

entrepiso núcleo

Vol. Entrepiso 34,7922 m3 área Núcleo y columnas 41,02 m2

densidad concreto 2400 Kg/m3

Peso entrepiso 83501,28 Kg

819147,56 N

todos los pisos 13925508,47 N

piso 353,16 N/m2 altura edificio 54 m

mortero 294,3 N/m2 vol. Núcleo y columnas 2215,08 m3

pañete 235,44 N/m2 densidad concreto 2400 Kg/m3

Σ 14831474,99 N/m2 Peso núcleo y columnas 5316192 Kg

área piso 950 m2

9,81 N/Kg

pisos 17

entrepiso 2,39528E+11 N núcleo y columnas 52151843,5 N

Page 113: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

CM 239594398514,78 N

Oficinas 2000 N/m2

950 m2

pisos 17

CV 32300000 N

El valor de Ag es igual al área de los elementos de concreto que resisten el

cortante, en este caso los muros de concreto del núcleo del edificio y las

columnas, medidas que fueron tomadas en campo y se muestra en una imagen a

continuación la organización del sistema resistente que este edificio tiene.

Imagen 3. Sistema resistente del edificio Internacional

Page 114: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Imagen 4. Planta del edificio Internacional

Tabla 50. Datos utilizados para el cálculo del periodo vibración fundamental aproximado, edificio Internacional.

α 0,75

hm) 54

Ct 0,049

Ta(s) 2,07

Tabla 51. Datos utilizados para el cálculo del cortante sísmico en la base aproximado, para las fuerzas sísmicas, del edificio Internacional.

Aa 0,15

Av 0,2

Tipo de perfil C

Fa 1,2

Fv 1,7

Grupo de uso I

Coeficiente de importancia 1

M(Kg) 2,44E+10

g(𝑚 𝑠2 ) 9,8

To(s) 0,19

Tc(s) 0,91

TL(s) 4,08

Sa(g) 0,20

Vs(N) 4,71E+10

Page 115: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Los valores complementarios a este cálculo que se muestran anteriormente se realizaron de la siguiente forma:

entrepiso peso núcleo y columnas

239542246671,26 N 5316192 Kg

9,81 N/Kg 24418169895 Kg

Masa 24423486087,1331 Kg

Los valores de Sa, To, Tc y TL se calculan con las ecuaciones planteadas la grafica del espectro elástico de aceleraciones de diseño como fracción de g. Por último el valor del cortante sísmico Vs, se obtiene con la siguiente ecuación:

𝑉𝑠 = 𝑆𝑎𝑔𝑀

Tabla 52. Resultados del parámetro 4 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Internacional.

4. INFLUENCIA DEL TERRENO Y LA CIMENTACIÓN A B C Ki Wi Ki*Wi

Tipo de perfil Perfil tipo C (perfil de roca de rigidez

media) CUMPLE

3 0,5 1,5

Topografía - Pendiente

La pendiente es inferior al 20%, pero se encuentra ubicado cerca a la calle 26 la cual esta a unos 6 metros por debajo del nivel de la primera planta

del edificio, por lo que la topografía no es plana en su totalidad, haciendo

vulnerable la estructura.

CUMPLE

Fisuras en los muros

Se presentan varias fisuras en los muros, algunas presentan un mantenimiento para evitar la

humedad.

CUMPLE

Page 116: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Tabla 53. Resultados del parámetro 5 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Internacional.

5 LOSAS A B C Ki Wi Ki*Wi Rigidez y

conexiones de la losa con los elementos verticales

La losa tiene buenas conexiones con los elementos verticales, en este caso son 12 columnas de 1,3 por 1,1m y con muros de concreto de 0,5m de espesor ubicados en

la parte central del edificio.

CUMPLE

0 0,5 0

Área de abertura de la losa

EL área de abertura de la losa es menor al 30%

CUMPLE

Tipo de diafragma

La losa es continua CUMPLE

Tabla 54. Resultados del parámetro 6 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Internacional.

6. CONFIGURACIÓN EN PLANTA A B C Ki Wi Ki*Wi

δ1 a=43m, L=43m 40/40=1 CUMPLE

3 0,5 1,5

δ2 e=1m, d=43

1/43=0,02

Se toma una excentricidad promedio de todos los pisos,

en los cuales la masa de distribuye de manera

uniforme aparentemente.

CUMPLE

δ3 La estructura no tiene voladizos CUMPLE

δ4 El edificio no presenta protuberancias CUMPLE Retrocesos

en las esquinas

Por si planta en forma triangular se estima que el edificio posee retrocesos

en las esquinas. CUMPLE

Planta de

forma regular

La planta posee una forma triangular lo que lo convierte en vulnerable en un

evento de sismo. CUMPLE

Irregularidad de sistemas no paralelos

El edificio presenta en su planta la irregularidad de sistemas no paralelos.

CUMPLE

Page 117: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Tabla 55. Resultados del parámetro 7 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Internacional.

7. CONFIGURACIÓN EN ELEVACIÓN A B C Ki Wi Ki*Wi Relación entre

a y b 1,3a=b - a<b

CUMPLE 5 1 5

T/H T= 12m, H=51,2

12/54=0,2

A pesar que la relación es pequeña, la 2 primeras

plantas son de menor área, con la característica de estar

unidas a un complejo comercial con mayor área.

CUMPLE

Altura uniforme

en todos los pisos

La primeras 2 plantas presentan una altura mayor que el resto de las plantas.

CUMPLE

Distribución de masa en los

pisos del edificio

La distribución de masas es aparentemente uniforme debido a que

tiene casi el mismo número de personas por piso, y la misma distribución en la

modulación de las oficinas, ningún piso se encuentra vacio. El único punto negativo es que en los pisos 5 y 13

posee menos muros divisorios.

CUMPLE

Desplazamiento dentro del plano

de acción

No se presenta este caso, las columnas y los muros son continuos por todo el

edificio. CUMPLE

Piso débil Se presenta este caso de piso débil en

los pisos 5 y 13. CUMPLE

Tabla 56. Resultados del parámetro 8 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Internacional.

8. CONEXIÓN ELEMENTOS CRÍTICOS A B C Ki Wi Ki*Wi

Relación bv y bc

bv= 0,3m, bc=1,1

bv=0,27bc

El ancho de la viga es menor al ancho de las

columnas. CUMPLE

2 0,75 1,5

λ2 Las vigas no sobresalen en la conexión

con las columnas CUMPLE

λ3

Las vigas mantienen su continuidad en las conexiones con las columnas y los

muros del núcleo. Cuando se encuentran 2 vigas cortas con una de

las 3 vigas largas, por la inclinación que ambas tienen, la continuidad de sus

ejes se pierde (formando una espina de pescado).

CUMPLE

Dimensión mínima de

la

la menor dimensión de las columnas es 1,1 por lo que es clasificación A

CUMPLE

Page 118: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

columna

λ4 hv=0,6m, ac=1,1m

0,6/1,1=0,5

La altura de la viga no supera el ancho de la

columna. CUMPLE

Tabla 57. Resultados del parámetro 9 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Internacional.

9. ELEMENTOS CON BAJA DUCTILIDAD A B C Ki Wi Ki*Wi

h de elementos cortos si los hay

No se presenta el caso de elementos cortos en el edificio.

CUMPLE

0 1 0

Tabla 58. Resultados del parámetro 10 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Internacional.

10. ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES A B C Ki Wi Ki*Wi

Riesgo que representa los elementos no estructurales CUMPLE

0 0,25 0

Tabla 59. Resultados del parámetro 11 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Internacional.

11. ESTADO DE CONSERVACIÓN A B C Ki Wi Ki*Wi Presencia de fisuras en muros, vigas y columnas

CUMPLE 10 1 10

OBSERVACIONES

Se evidencian algunas fisuras presentadas en lugares donde el concreto esta a la vista como sótanos y cubierta,

adicionalmente hay muchas fisuras en la fachada, las cuales se deben haber originado por movimiento de la estructura por asentamiento o movimientos sísmicos

previos.

Page 119: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

5. Edificio World Service

Tabla 60. Datos del edificio World Service.

INDICE DE

VULNERABILIDAD 18,5

Año de construcción 1975

Tipo de irregularidad Planta: el área de los pisos disminuye a medida que aumenta la

altura. - elevación: presenta una inclinación en uno de sus lados por la reducción de área de sus pisos.

Reformas realizadas ninguna

No. De pisos 21

Tipo de suelo Arcilla, Limo y piedra angular

Daños presentados fisuras

Tabla 61. Resultados del parámetro 1 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio World Service.

1. ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA RESISTENTE A B C Ki Wi Ki*Wi

TIPO DE SISTEMA RESISTENTE

SISTEMA DUAL - Muros de concreto (DMO) y Pórticos de

concreto (DMO)

CUMPLE 0 0,5 0

OBSERVACIONES El sistema está constituido por losas que disminuyen su

área a medida que aumenta la altura del edificio, contiene dos tipos de columnas tipo1: 0,9m por 0,42m y

tipo 2: 1,5m por 0,42m. Las columnas varían en su longitud ya que solo 8 se prolongan de la primera planta

hasta la última, por la irregularidad en elevación del edificio.

Tabla 62. Resultados del parámetro 2 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio World Service.

2. CALIDAD DEL SISTEMA DEL RESISTENTE A B C Ki Wi Ki*Wi 1. Calidad del concreto

CUMPLE 0 0,5 0 OBSERVACIONES

El concreto es aparentemente de buena consistencia y presenta solo una zona de fisuras, adicionalmente se

percibe un buen mantenimiento en el edificio. 2. Zonas de hormigueo y varillas de acero

CUMPLE OBSERVACIONES

No presenta zonas de hormiguero.

3. Barras de acero y juntas de construcción CUMPLE

Page 120: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

OBSERVACIONES

Las barras de acero no se encuentran a la vista.

4. Calidad del mortero y de la mampostería

CUMPLE

OBSERVACIONES

En las zonas donde se utilizo mortero se evidencia una buena calidad.

5. Información disponible

CUMPLE

OBSERVACIONES

La información que se recopilo mediante el recorrido al edificio señala una buena ejecución de la obra, adicionalmente la edificación presenta un buen

mantenimiento.

Tabla 63. Resultados del parámetro 3 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio World Service.

3. CÁLCULO DE LA RESISTENCIA CONVENCIONAL A B C Ki Wi Ki*Wi α = 7,40 CUMPLE 0 2 0

Tabla 64. Datos utilizados para el cálculo de la resistencia nominal al cortante aproximada, del edificio World Service.

N u(N) 6,62E+07

Ag(𝑚𝑚2) 5956444,9

λ 0,75

f´c(Mpa) 24,5

bw(mm) 8000

d(mm) 14000

Vc(N) 5,61E+07

El cortante proporcionado por el concreto se calcula con la siguiente ecuación:

𝑽𝒄 = 𝟎,𝟏𝟕 𝟏+𝑵𝒖

𝟏𝟒𝑨𝒈 𝝀 𝒇´𝒄𝒃𝒘𝒅

Las variables que componen esta ecuación se calculan de la siguiente forma:

Nu = CM + CV

La carga muerta se calcula mediante valores estimados del entrepiso y valores

medidos en campo de las columnas de la planta.

Page 121: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

entrepiso núcleo

entrepiso 2425 N/m2 área columnas y muros 13,3 m2

piso 353,16 N/m2

mortero 294,3 N/m2 vol. Columnas 758,13 m3

pañete 235,44 N/m2 densidad concreto 2400 Kg/m3

Σ 3307,9 N/m2 Peso columnas 1819512 Kg

área pisos 8927 m2

9,81 N/Kg

entrepiso 29529623,3 N núcleo 17849412,7 N

CM 47379036,02 N

Oficinas 2000 N/m2

469,842105 m2

pisos 20

CV 18793684,21 N

El valor de Ag es igual al área de los elementos de concreto que resisten el

cortante, en este caso las columnas, medidas que fueron tomadas en campo y se

muestra en una imagen a continuación un plano de la planta del edificio.

Imagen 5. Planta del edificio World Service

Page 122: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Tabla 65. Datos utilizados para el cálculo del periodo vibración fundamental aproximado, del edificio World Service.

α 0,75

h(m) 71

Ct 0,049

Ta(N) 2,55

Tabla 66. Datos utilizados para el cálculo del cortante sísmico en la base aproximado, para las fuerzas sísmicas, del edificio World Service.

Aa 0,15

Av 0,2

Tipo de perfil C

Fa 1,2

Fv 1,7

Grupo de uso I

Coeficiente de importancia 1

M(m) 4,83E+06

g(𝑚 𝑠2) 9,8

To(s) 0,189

Tc(s) 0,907

TL(s) 4,08

Sa(g) 0,16

Vs(s) 7,58E+06

Los valores complementarios a este cálculo que se muestran anteriormente se realizaron de la siguiente forma:

entrepiso peso columnas

29529623,3 N 1819512 Kg

9,81 N/Kg 3010155,28 Kg

Masa 4829667,2803 Kg

Los valores de Sa, To, Tc y TL se calculan con las ecuaciones planteadas la grafica del espectro elástico de aceleraciones de diseño como fracción de g. Por último el valor del cortante sísmico Vs, se obtiene con la siguiente ecuación:

𝑉𝑠 = 𝑆𝑎𝑔𝑀

Page 123: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Tabla 67. Resultados del parámetro 4 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio World Service.

4. INFLUENCIA DEL TERRENO Y LA CIMENTACIÓN A B C Ki Wi Ki*Wi

Tipo de perfil Perfil tipo C (perfil de roca de rigidez

media) CUMPLE

2 0,5 1

Topografía - Pendiente

La pendiente del terreno no supera el 20%. Por las obras subterráneas

realizadas en las cercanías al edificio este puede presentar un asentamiento

diferencial y se puede ver afectado.

CUMPLE

Fisuras en los muros

Presenta una fisura en 3 columnas en el piso 13.

CUMPLE

Tabla 68. Resultados del parámetro 5 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio World Service.

5 LOSAS A B C Ki Wi Ki*Wi

Rigidez y conexiones de la losa con los elementos

verticales

Por lo que se evidencio en el recorrido y en la lectura de los

planos, la losa es rígida por sus dimensiones y su buen estado. Adicionalmente posee buenas conexiones con los elementos

verticales, en este caso columnas.

CUMPLE

0 0,5 0

Área de abertura de la losa

La losa no posee aberturas CUMPLE

Tipo de diafragma La losa es continua por lo que se considera como diafragma

rígido. CUMPLE

Tabla 69. Resultados del parámetro 6 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio World Service.

6. CONFIGURACIÓN EN PLANTA A B C Ki Wi Ki*Wi

δ1 a=15m, L=44m

15/44=0,3

Este edificio presenta una planta en forma de

rectángulo y la relación entre los lados determina que tiene

una figura esbelta.

CUMPLE 2 0,5 1

δ2 e=1m, d=8

1/8=0,125

Se toma una excentricidad promedio de todos los pisos

ya que es una estructura donde el área de las plantas

disminuye a medida que aumenta su altura.

CUMPLE

Page 124: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

δ3

Δd=1,8m, d=32

1,8/32= 0,06

Se tomo un largo de piso promedio, pero se hizo el cálculo con el largo de la última planta donde este

caso se hace más crítico y mantiene su clasificación A.

CUMPLE

δ4 El edificio no presenta protuberancias. CUMPLE

Retrocesos en las

esquinas

El edifico no presenta retrocesos en las esquinas

CUMPLE

Planta de forma regular

La planta tiene forma rectangular con una variación de área en función de la

altura.

CUMPLE

Irregularidad de sistemas no paralelos

El edificio presenta en su planta una pequeña inclinación en sus lados

laterales. CUMPLE

Tabla 70. Resultados del parámetro 7 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio World Service.

7. CONFIGURACIÓN EN ELEVACIÓN A B C Ki Wi Ki*Wi

Relación entre a y b a=44m, b=20m 44/20=2,2 CUMPLE 5 1 5

T/H T= 6m, H=71m

6/71=0,08

El edificio presenta este caso de

irregularidad pero es clasificación A

CUMPLE

Altura uniforme en todos los pisos

En la primera planta y en la última se presenta una doble altura, el piso 20 por ser un

mezzanine y estar unido al 19 genera una altura de

aproximadamente 7 metros.

CUMPLE

Distribución de masa en los pisos del

edificio

La distribución de masa varia ya que los pisos con menor área

contienen menos gente, a diferencia del último piso donde

existe un salón de juntas y mobiliario para albergar a varias personas, lo que llevaría a ser el

piso más cargado con menor área.

CUMPLE

Page 125: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Desplazamiento dentro del plano de

acción

Solo 10 columnas que se prolongan desde la primera

planta a la ultima, por lo que 8 columnas llegan a las plantas inferiores variando su longitud por la inclinación en la fachada

de la estructura.

CUMPLE

Piso débil

Debido a que los pisos superiores disminuyen el área,

se reduce el área que resiste las fuerzas que actúan sobre este, lo

que hace vulnerable al edificio en el evento de un sismo.

CUMPLE

Tabla 71. Resultados del parámetro 8 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio World Service.

8. CONEXIÓN ELEMENTOS CRÍTICOS A B C Ki Wi Ki*Wi

Relación bv y bc

bv=0,5m, bc=1,5m bv=0,3bc

El ancho de la viga es menor que el ancho de

las columnas, de la misma forma cuando la

conexión es con las columnas cuyo ancho

es 0,9m

CUMPLE

2 0,75 1,5

λ2

Este edificio no presenta ningún caso donde las vigas sobresalgan con respecto a la columna, sus ejes están debidamente

alineados.

CUMPLE

λ3 Las vigas son continuas en los dos extremos

de las conexiones con las columnas. CUMPLE

Dimensión mínima de

la columna

La dimensión mínima de las columnas es 42com, mayor a 25cm.

CUMPLE

λ4

Debido a que las secciones de las vigas y las columnas son rectangulares, se presentan varios casos de conexión en el edificio. El

caso más crítico la relación entre la altura de la viga y el ancho de la columna es 1,78.

CUMPLE

Page 126: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Tabla 72. Resultados del parámetro 9 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio World Service.

9. ELEMENTOS CON BAJA DUCTILIDAD A B C Ki Wi Ki*Wi

h de elementos cortos si los hay

No se presentan elementos cortos en el edificio.

CUMPLE

0 1 0

Tabla 73. Resultados del parámetro 10 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio World Service.

10. ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES A B C Ki Wi Ki*Wi

Riesgo que representa los elementos no estructurales CUMPLE

0 0,25 0

Tabla 74. Resultados del parámetro 11 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio World Service.

11. ESTADO DE CONSERVACIÓN A B C Ki Wi Ki*Wi Presencia de fisuras en muros, vigas y columnas

CUMPLE 10 1 10

OBSERVACIONES

El edificio presenta un buen mantenimiento, existe una fisura en una de las columnas y presenta zonas

de humedad, por lo que se puede concluir que no presenta mas fisuras importantes. El edificio tiene un

riesgo por las construcciones aledañas las cuales son subterráneas y pueden afectar su desempeño en un evento de sismo o producir un asentamiento.

Page 127: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

6. Edificio Giraldo

Tabla 75. Datos del edificio Giraldo.

INDICE DE

VULNERABILIDAD 10

Año de construcción 1975

Tipo de irregularidad planta: retroceso en las esquinas (planta en forma de L) - elevación:

ninguna

Reformas realizadas ninguna

No. De pisos 9

Tipo de suelo Piedemonte

Daños presentados ninguno

Tabla 76. Resultados del parámetro 1 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Giraldo.

1. ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA RESISTENTE A B C Ki Wi Ki*Wi

TIPO DE SISTEMA

RESISTENTE

SISTEMA DE PÓRTICOS RESISTENTES A MOMENTOS -

Pórticos resistentes a momentos de concreto.(DMO)

CUMPLE 6 0,5 3

OBSERVACIONES El sistema está constituido por losas conectadas a

columnas en concreto, a su vez se conectan con muros de mampostería. Las dimensiones de las columnas son: 0,9m por 0,9m con un recubrimiento en bloque de ladrillo como la mayoría de elementos de concreto del edificio. el edificio contiene pasillos que terminan en la fachada del edificio los cuales se pueden considerar como voladizos, y que al igual que su planta en forma de "L" aumenta la

vulnerabilidad de este. 1.1 REQUISITOS ADICIONALES (caso de

mampostería) 1. Está formada por elementos robustos (ladrillo macizo o

semi macizo, bloques de buena calidad o piedra bien cortada) unidos con mortero de buena calidad.

CUMPLE

2. Valor de área mínima (Am).

CUMPLE

OBSERVACIONES

N=8, Aa=0,15, Ap=862,07 Am=51,72

El área mínima de los muros del piso es mayor al área mínima teórica.

3. Relación entre la altura libre del muro y su espesor.

CUMPLE

OBSERVACIONES

Page 128: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

h=2,75m, e=0,35m

2,75/0,35=7,85

La relación entre la altura y el espesor de la mayoría de los muros del edificio,

determina que no son esbeltos. 4. La mampostería no sobresalga respecto al filo extremo

del pórtico.

CUMPLE

OBSERVACIONES El edificio no cuenta con estos casos, aunque presenta

voladizos importantes que aumentan su vulnerabilidad en un evento de sismo.

5. Relación entre el área transversal de la columna y el ancho de la viga

CUMPLE

OBSERVACIONES Los muros adyacentes a las columnas tienen un ancho

de 30cm y las columnas tienen dimensiones de 90cm por lado, lo cual es óptimo.

Tabla 77. Resultados del parámetro 2 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Giraldo.

2. CALIDAD DEL SISTEMA DEL RESISTENTE A B C Ki Wi Ki*Wi 1. Calidad del concreto

CUMPLE 0 0,5 0

OBSERVACIONES

Debido a que el edificio no tiene concreto a la vista, por su "enchape" de mampostería, pero por la ausencia de

fisuras la calidad del concreto es buena.

2. Zonas de hormiguero y varillas de acero

CUMPLE OBSERVACIONES

El edificio no presenta zonas de hormiguero.

3. Barras de acero y juntas de construcción

CUMPLE

OBSERVACIONES Las barras de acero del refuerzo no se encuentran a la

vista. 4. Calidad del mortero y de la mampostería

CUMPLE

OBSERVACIONES

el mortero es de buena calidad lo que indica un buen mantenimiento.

5. Información disponible

CUMPLE OBSERVACIONES

La información disponible permite determinar una buena ejecución de la obra, con buena calidad de los

materiales.

Page 129: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Tabla 78. Resultados del parámetro 3 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Giraldo.

3. CÁLCULO DE LA RESISTENCIA CONVENCIONAL A B C Ki Wi Ki*Wi α = 2,36 CUMPLE 0 2 0

Tabla 79. Datos utilizados para el cálculo de la resistencia nominal al cortante aproximado, del edificio Giraldo.

N u(N) 2,94E+07

Ag(𝑚𝑚2) 9,57E+06

λ 0,75

f´c(Mpa) 24,5

bw(mm) 9000

d(mm) 13000

Vc(N) 1,62E+07

El cortante proporcionado por el concreto se calcula con la siguiente ecuación:

𝑽𝒄 = 𝟎,𝟏𝟕 𝟏+𝑵𝒖

𝟏𝟒𝑨𝒈 𝝀 𝒇´𝒄𝒃𝒘𝒅

Las variables que componen esta ecuación se calculan de la siguiente forma:

Nu = CM + CV

La carga muerta se calcula mediante valores estimados del entrepiso y valores

medidos en campo de las columnas de la planta.

entrepiso núcleo

entrepiso 2425 N/m2 área columnas 21,361 m2

piso 353,16 N/m2 altura edificio 22 m

mortero 294,3 N/m2 vol. Columnas 469,942 m3

pañete 235,44 N/m2 densidad concreto 2400 Kg/m3

Σ 3307,9 N/m2 Peso columnas 1127860,8 Kg

área pisos 862,0724 m2

9,81 N/Kg

entrepiso 2851649,29 N núcleo 11064314,4 N

CM 13915963,74 N

Page 130: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Oficinas 2000 N/m2

862,0724 m2

pisos 9

CV 15517303,2 N

El valor de Ag es igual al área de los elementos de concreto que resisten el

cortante, en este caso las columnas, medidas que fueron tomadas en campo y se

muestra en una imagen a continuación un plano de la planta del edificio.

Imagen 6. Planta del edificio Giraldo

Page 131: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Tabla 80. Datos utilizados para el cálculo del periodo vibración fundamental aproximado, del edificio Giraldo.

α 0,9

h(m) 22

Ct 0,047

Ta(s) 1,03

Tabla 81. Datos utilizados para el cálculo del cortante sísmico en la base aproximado, para las fuerzas sísmicas, del edificio Giraldo.

Aa 0,15

Av 0,2

Tipo de perfil C

Fa 1,20

Fv 1,7

Grupo de uso III

Coeficiente de importancia 1,25

M(Kg) 1,42E+06

g(𝑚 𝑠2 ) 9,8

To(s) 0,189

Tc(s) 0,907

TL(s) 4,08

Sa(g) 0,49

Vs(N) 6,88E+06

Los valores complementarios a este cálculo que se muestran anteriormente se realizaron de la siguiente forma:

entrepiso peso columnas

2851649,29 N 1127860,8 Kg

9,81 N/Kg 290688,001 Kg

Masa 1418548,8012 Kg

Los valores de Sa, To, Tc y TL se calculan con las ecuaciones planteadas la grafica del espectro elástico de aceleraciones de diseño como fracción de g. Por último el valor del cortante sísmico Vs, se obtiene con la siguiente ecuación:

𝑉𝑠 = 𝑆𝑎𝑔𝑀

Page 132: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Tabla 82. Resultados del parámetro 4 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Giraldo.

4. INFLUENCIA DEL TERRENO Y LA CIMENTACIÓN A B C Ki Wi Ki*Wi

Tipo de perfil Perfil tipo B (perfil de roca de rigidez

media) CUMPLE

2 0,5 1

Topografía - Pendiente

El edificio se encuentra en un terreno donde la pendiente supera el 30%

CUMPLE

Fisuras en los muros

El edificio no presenta fisuras en los muros, se evidencia buen

mantenimiento. CUMPLE

Tabla 83. Resultados del parámetro 5 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Giraldo.

5 LOSAS A B C Ki Wi Ki*Wi

Rigidez y conexiones de la losa con los elementos verticales

Por lo evidenciado en el recorrido y viendo

las dimensiones de las losa, conexiones y

refuerzos en los planos, se puede determinar que es

rígida.

CUMPLE

0 0,5 0

Área de abertura de la losa

El área de abertura de la losa utilizada para

las escaleras, es menor al 30% del área

total de esta.

CUMPLE

Tipo de diafragma La losa es continua CUMPLE

Tabla 84. Resultados del parámetro 6 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Giraldo.

6. CONFIGURACIÓN EN PLANTA A B C Ki Wi Ki*Wi

δ1 a=38 L=43 38/43=0,9

Por la relación que existe entre los lados

de la planta es clasificación C.

CUMPLE 5 0,5 2,5

δ2 e=2m, d=12,34 2/12,34=0,16

Por la configuración del edificio su centro

de masa se encuentra en el extremo de los

voladizos.

CUMPLE

Page 133: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

δ3 Δd=2,74m d=12,34m

2,74/12,34=0,22

Debido a que los pasillos se extienden hasta la fachada del

edificio, son considerados como

voladizos.

CUMPLE

δ4 El edificio no tiene protuberancias CUMPLE

Retrocesos en las

esquinas

Este edificio presenta retrocesos en las esquinas, esta irregularidad hace que la edificación sea vulnerable por su posible

reacción en un evento de sismo.

CUMPLE

Planta de

forma regular

La planta a pesar de tener una simetría es irregular y potencialmente vulnerable.

CUMPLE

Irregularidad de sistemas no paralelos

El edificio no presenta esta irregularidad CUMPLE

Tabla 85. Resultados del parámetro 7 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Giraldo.

7. CONFIGURACIÓN EN ELEVACIÓN A B C Ki Wi Ki*Wi

Relación entre a y b

El edificio posee las mismas dimensiones en su base y en los pisos superiores.

CUMPLE

2 1 2

T/H El área en todos los

pisos es similar CUMPLE

Altura uniforme en todos los pisos

Presenta la misma altura en todos los

pisos CUMPLE

Distribución de masa en los pisos del edificio

La masa en todos los edificios es variable

pero no se concentra en ningún piso ya que

estos tienen una capacidad similar.

CUMPLE

Desplazamiento dentro del plano de acción

Las columnas son continuas por todo el

edificio CUMPLE

Page 134: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Piso débil

En el nivel de la cafetería la edificación no contiene el mismo número de muros por lo que se considera

piso débil.

CUMPLE

Tabla 86. Resultados del parámetro 8 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Giraldo.

8. CONEXIÓN ELEMENTOS CRÍTICOS A B C Ki Wi Ki*Wi

Relación bv y bc

bc=0,9m, bv=0,4m bv=0,4bc

el ancho de la columna es mayor que el ancho de la viga en todos los

casos. Por la disposición de las columnas permite que varié la longitud de las varillas de refuerzo

de las vigas, lo que podría ser vulnerable para la edificación.

CUMPLE

2 0,75 1,5

λ2 Los ejes de las columnas y vigas están

correctamente centrados. CUMPLE

λ3 Las vigas son continuas en las conexiones con las columnas.

CUMPLE

Dimensión mínima de la

columna

Algunas columnas tienen 25cm de ancho, la cual es a mínima en esta

edificación. CUMPLE

λ4 hv=0,5m, ac=0,9m,

0,5/0,9=0,55

En todas las conexiones el ancho de la columna es superior al altura de

la viga.

CUMPLE

Tabla 87. Resultados del parámetro 9 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Giraldo.

9. ELEMENTOS CON BAJA DUCTILIDAD A B C Ki Wi Ki*Wi h de elementos cortos si

los hay El edificio no presenta

elementos cortos. CUMPLE

0 1 0

Tabla 88. Resultados del parámetro 10 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Giraldo.

10. ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES A B C Ki Wi Ki*Wi

Riesgo que representa los elementos no estructurales CUMPLE 0 0,25 0

Page 135: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Tabla 89. Resultados del parámetro 11 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Giraldo.

11. ESTADO DE CONSERVACIÓN A B C Ki Wi Ki*Wi Presencia de fisuras en muros, vigas y columnas

CUMPLE 0 1 0 OBSERVACIONES

El edificio no presenta fisuras en los elementos estructurales, como vigas y columnas, se

encuentra en un buen estado por lo que evidencia un buen mantenimiento.

Page 136: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

7. Edificio SENA

Tabla 90. Datos del edificio del SENA.

INDICE DE

VULNERABILIDAD 12

Año de construcción 1961

Tipo de irregularidad Elevación: el edificio presenta un recorte del área de los dos primeros pisos, los cuales son sostenidos por 4 columnas de gran dimensión. -

planta: sus primeras dos plantas tienen más área que las otras.

Reformas realizadas se removieron muros de divisorios en mampostería para disminuir el

peso del edificio.

No. De pisos 11

Tipo de suelo Piedemonte

Daños presentados ninguno

Tabla 91. Resultados del parámetro 1 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio del SENA.

1. ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA RESISTENTE A B C Ki Wi Ki*Wi

TIPO DE SISTEMA

RESISTENTE

SISTEMA DE PÓRTICO RESISTENTE A MOMENTOS -

Pórticos de concreto resistentes a momentos (DMO)

CUMPLE 6 0,5 3

OBSERVACIONES El sistema esta constituido por losas unidas a columnas

las cuales que varían su área disminuyendo sus dimensiones a medida que aumenta su altura. Las

primeras dos plantas tienen menor área y los pisos del 3 al 11 están soportados por 4 columnas de grandes dimensiones. Las divisiones dentro del edificio son

hechas en drywall. 1.1 REQUISITOS ADICIONALES (caso de

mampostería)

1. Está formada por elementos robustos (ladrillo macizo o semi macizo, bloques de buena calidad o piedra bien

cortada) unidos con mortero de buena calidad. CUMPLE

2. Valor de área mínima (Am).

CUMPLE

OBSERVACIONES

N=9, Aa=0,15, Ap=470 Am=31,7

El área de los muros es mayor al área teórica

Page 137: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

3. Relación entre la altura libre del muro y su espesor.

CUMPLE

OBSERVACIONES

h=3,2m, e=0,35m 3,2/0,35=9,14

La relación entre la altura y el espesor de la mayoría de los muros del edificio, determina que no son

esbeltos. 4. La mampostería no sobresalga respecto al filo

extremo del pórtico.

CUMPLE

OBSERVACIONES Lo muros que se encuentran en algunos pisos del

edificio no sobresalen. 5. Relación entre el área transversal de la columna y el

ancho de la viga

CUMPLE

OBSERVACIONES El ancho de los muros de mampostería es del 30cm, es menor al ancho de las columnas que es en el menor de

los casos presentes 48cm.

Tabla 92. Resultados del parámetro 2 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio del SENA.

2. CALIDAD DEL SISTEMA DEL RESISTENTE A B C Ki Wi Ki*Wi 1. Calidad del concreto

CUMPLE 3 0,5 1,5 OBSERVACIONES

El hormigón apreciado en las columnas se ve de buena calidad por la ausencia de fisuras.

2. Zonas de hormigueo y varillas de acero

CUMPLE OBSERVACIONES El edificio presenta algunas zonas de hormiguero en un

área pequeña del sótano. 3. Barras de acero y juntas de construcción

CUMPLE

OBSERVACIONES No se presentan barras de acero que sobresalgan en la

estructura. 4. Calidad del mortero y de la mampostería

CUMPLE

OBSERVACIONES

El mortero presentado en los muros de mampostería no se hace migas y se ve de buena calidad, se deduce un buen mantenimiento por el buen estado de los muros.

5. Información disponible

CUMPLE

OBSERVACIONES La información disponible determina que se llevo un buen proceso de construcción, las modificaciones

realizadas para la disminución de peso del edificio dan señal de un proceso para alargar su vida útil.

Page 138: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Tabla 93. Resultados del parámetro 3 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio del SENA.

3. CÁLCULO DE LA RESISTENCIA CONVENCIONAL A B C Ki Wi Ki*Wi α = 7,17 CUMPLE 0 2 0

Tabla 94. Datos utilizados para el cálculo de la resistencia nominal al cortante aproximado, del edificio del SENA.

N u(N) 1,98E+07

Ag(𝑚𝑚2) 6,21E+06

λ 0,75

f´c(Mpa) 24,5

bw(mm) 11000

d(mm) 13000

Vc(N) 2,05E+07

El cortante proporcionado por el concreto se calcula con la siguiente ecuación:

𝑽𝒄 = 𝟎,𝟏𝟕 𝟏+𝑵𝒖

𝟏𝟒𝑨𝒈 𝝀 𝒇´𝒄𝒃𝒘𝒅

Las variables que componen esta ecuación se calculan de la siguiente forma:

Nu = CM + CV

La carga muerta se calcula mediante valores estimados del entrepiso y valores

medidos en campo de las columnas de la planta.

entrepiso núcleo

entrepiso 2425 N/m2 área columnas 13,8744 m2

piso 353,16 N/m2 altura edificio 35 m

mortero 294,3 N/m2 vol. Columnas 485,604 m3

pañete 235,44 N/m2 densidad concreto 2400 Kg/m3

Σ 3307,9 N/m2 Peso columnas 1165449,6 Kg

área pisos 500 m2

9,81 N/Kg

entrepiso 1653950 N núcleo 11433060,6 N

CM 13087010,58 N

Page 139: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Oficinas 2000 N/m2

500 m2

pisos 11

CV 11000000 N

El valor de Ag es igual al área de los elementos de concreto que resisten el

cortante, en este caso las columnas, medidas que fueron tomadas en campo.

Tabla 95. Datos utilizados para el cálculo del periodo vibración fundamental aproximado, del edificio del SENA.

α 0,9

h(m) 35

Ct 0,047

Ta(s) 1,57

Tabla 96. Datos utilizados para el cálculo del cortante sísmico en la base aproximado, para las fuerzas sísmicas, del edificio del SENA.

Aa 0,15

Av 0,2

Tipo de perfil C

Fa 1,2

Fv 1,7

Grupo de uso III

Coeficiente de importancia 1,25

M(Kg) 8,98E+05

g(𝑚𝑚2) 9,8

To(s) 0,189

Tc(s) 0,907

TL(s) 4,08

Sa(g) 0,33

Vs(N) 2,87E+06

Page 140: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Los valores complementarios a este cálculo que se muestran anteriormente se realizaron de la siguiente forma:

entrepiso peso columnas

1653950 N 1165449,6 Kg

9,81 N/Kg 168598,369 Kg

Masa 1334047,9690 Kg

Los valores de Sa, To, Tc y TL se calculan con las ecuaciones planteadas la grafica del espectro elástico de aceleraciones de diseño como fracción de g. Por último el valor del cortante sísmico Vs, se obtiene con la siguiente ecuación:

𝑉𝑠 = 𝑆𝑎𝑔𝑀

Tabla 97. Resultados del parámetro 4 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio del SENA.

4. INFLUENCIA DEL TERRENO Y LA CIMENTACIÓN A B C Ki Wi Ki*Wi

Tipo de perfil Perfil tipo B (perfil de roca de

rigidez media) CUMPLE

0 0,5 0

Topografía - Pendiente La topografía del terreno es menor al 20%, el plano el

terreno de la zona. CUMPLE

Fisuras en los muros El edificio no presenta fisuras

en los muros o columnas. CUMPLE

Tabla 98. Resultados del parámetro 5 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio del SENA.

5 LOSAS A B C Ki Wi Ki*Wi

Rigidez y conexiones de la losa con los elementos

verticales

La losa es aparentemente rígida por sus dimensiones

apreciadas en el recorrido con un espesor

de 60cm.

CUMPLE

0 0,5 0

Área de abertura de la losa El área de la losa es

inferior al 30% del área total.

CUMPLE

Tipo de diafragma La losa es continua. CUMPLE

Page 141: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Tabla 99. Resultados del parámetro 6 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio del SENA.

6. CONFIGURACIÓN EN PLANTA A B C Ki Wi Ki*Wi

δ1 a=17 L=28 17/28=0,6

La planta es de forma rectangular.

CUMPLE

2 0,5 1

δ2 e=1m, d=17m

1/17=0,06

Se tomo una excentricidad promedio

por piso. CUMPLE

δ3 Δd=1,5m,

d=16m 1,5/16=0,09

El edificio no presenta voladizos importantes,

pero están presenten en todos los pisos.

CUMPLE

δ4 c=17m, 16m 17/16=1,06

Por la configuración de la planta del edificio se considera como una

protuberancia la zona del edificio que esta sobre

las 4 columnas.

CUMPLE

Retrocesos

en las esquinas

El edificio no presenta retrocesos en las esquinas.

CUMPLE

Planta de forma regular

La planta es de forma regular pero sus dos primeros pisos tienen mayor área que

el resto. CUMPLE

Irregularidad de sistemas no paralelos

No se presenta este caso de irregularidad. CUMPLE

Tabla 100. Resultados del parámetro 7 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio del SENA.

7. CONFIGURACIÓN EN ELEVACIÓN A B C Ki Wi Ki*Wi Relación entre a y

b a=34m, b=17m a=2b

CUMPLE 5 1 5

T/H T=29m, H=35m

29/35=0,83

El edificio presenta doble altura en sus dos primeras

plantas

CUMPLE

Altura uniforme en todos los pisos

El edificio presenta más altura en las dos primeras plantas que en el resto de los pisos.

CUMPLE

Distribución de masa en los pisos

del edificio

Los pisos contienen una configuración similar en todos

los pisos, con aulas que pueden albergar a la misma

cantidad de personas. En una de sus plantas existe una

cafetería y una zona de juego, por lo que puede variar la

masa en este piso.

CUMPLE

Page 142: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Desplazamiento dentro del plano de

acción

Todas las columnas son continuas en la edificación.

CUMPLE

Piso débil

El área en el segundo piso aumenta por la cafetería

puede originar este caso de vulnerabilidad.

CUMPLE

Tabla 101. Resultados del parámetro 8 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio del SENA.

8. CONEXIÓN ELEMENTOS CRÍTICOS A B C Ki Wi Ki*Wi

Relación bv y bc

bc=0,48m, bv=0,4m bv=0,8bc

La relación se presenta en el caso más crítico

presentado en la última planta, donde las columnas

tienen menores dimensiones.

CUMPLE

2 0,75 1,5

λ2 Los ejes de las columnas y vigas están

debidamente alineados, por lo que ninguna viga sobresale de la columna.

CUMPLE

λ3 Todas las vigas mantienen su continuidad

en las conexiones con las columnas. CUMPLE

Dimensión mínima de la columna

La menor dimensión de las columnas es 48cm, presentadas en la última planta, ya

que las columnas disminuyen su dimensión en los pisos superiores.

CUMPLE

λ4 hv=0,6m, ac=0,48m,

0,6/0,48=1,25

Esta relación se presenta en el caso más crítico del edificio donde una de sus

dimensiones de la columna mide 0,48m.

CUMPLE

Tabla 102. Resultados del parámetro 9 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio del SENA.

9. ELEMENTOS CON BAJA DUCTILIDAD A B C Ki Wi Ki*Wi

h de elementos cortos si los hay El edificio no

presenta elementos cortos

CUMPLE

0 1 0

Tabla 103. Resultados del parámetro 10 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio del SENA.

10. ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES A B C Ki Wi Ki*Wi

Riesgo que representa los elementos no estructurales CUMPLE 0 0,25 0

Page 143: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Tabla 104. Resultados del parámetro 11 según el Método del índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio del SENA.

11. ESTADO DE CONSERVACIÓN A B C Ki Wi Ki*Wi Presencia de fisuras en muros, vigas y columnas

CUMPLE 0 1 0

OBSERVACIONES La estructura no presenta fisuras en ninguna columna, muro o en las losas, se evidencia un buen estado de

conservación por el mantenimiento que se ha realizado. El haber removido los muros de mampostería dentro del edificio para quitarle peso es una buena solución para

disminuir su vulnerabilidad.

Page 144: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

8. Edificio Hotel Tequendama

Tabla 105. Datos del edificio Hotel Tequendama.

INDICE DE

VULNERABILIDAD 45,5

Año de construcción 1974

Tipo de irregularidad planta: presenta una forma de T , retrocesos en las esquinas. -

elevación: no presenta irregularidad.

Reformas realizadas ampliación y remodelación

No. De pisos 15

Tipo de suelo Arcilla, Limo y piedra angular

Daños presentados ninguno

Tabla 106. Resultados del parámetro 1 según el índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Hotel Tequendama.

1. ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA RESISTENTE A B C Ki Wi Ki*Wi

TIPO DE SISTEMA

RESISTENTE

SISTEMA DE PÓRTICOS RESISTENTES A MOMENTOS - Pórticos resistentes a momentos

de concreto.(DMO)

CUMPLE 6 0,5 3 OBSERVACIONES

El sistema está constituido por losas conectadas con columnas y muros de mampostería. La planta tiene una irregularidad en forma de T las plantas 2 a 15

son similares con muros de divisiones para los cuartos, los cuales varían solo en los últimos pisos

donde son más grandes. 1.1 REQUISITOS ADICIONALES (caso de

mampostería) 1. Está formada por elementos robustos (ladrillo macizo o semi macizo, bloques de buena calidad o piedra bien cortada) unidos con mortero de buena calidad.

CUMPLE

2. Valor de área mínima (Am).

CUMPLE

OBSERVACIONES

N=12, Aa=0,15, Ap=2295

Am=206,55

El área de los muros teórica es menor que el área de muros

existente. 3. Relación entre la altura libre del muro y su espesor.

CUMPLE

Page 145: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

OBSERVACIONES

h=2,3m, e=0,3m 2,3/0,3=7,6

La relación entre la altura y el espesor de la mayoría de los

muros del edificio, determina que no son esbeltos.

4. La mampostería no sobresalga respecto al filo extremo del pórtico.

CUMPLE

OBSERVACIONES

Los muros de mampostería no sobresalen del pórtico en ninguno de los casos en estas conexiones.

5. Relación entre el área transversal de la columna y el ancho de la viga

CUMPLE

OBSERVACIONES

Los muros que se encuentran en la parte oriental de las plantas están conectados a las columnas con

menor dimensión y donde se cumple esta relación.

Tabla 106. Resultados del parámetro 2 según el índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Hotel Tequendama.

2. CALIDAD DEL SISTEMA DEL RESISTENTE A B C Ki Wi Ki*Wi 1. Calidad del concreto

CUMPLE 3 0,5 1,5

OBSERVACIONES

La calidad del concreto es aparentemente buena ya que el edificio evidencia un constante mantenimiento

y se encuentra en buen estado, las zonas donde existe concreto a la vista se ve en buen estado.

2. Zonas de hormigueo y varillas de acero

CUMPLE OBSERVACIONES No presenta zonas de hormiguero donde hay

concreto a la vista. 3. Barras de acero y juntas de construcción

CUMPLE

OBSERVACIONES Las barras de refuerzo no están a la vista, se

evidencia un buen vibrado. La junta de construcción que debe existir en la unión de las dos secciones del

edificio, no es apreciable en el recorrido, y en los planos que tenía el edificio no se puede apreciar

adecuadamente. 4. Calidad del mortero y de la mampostería

CUMPLE

OBSERVACIONES La calidad del mortero es buena, no está en mal

estado. 5. Información disponible CUMPLE

Page 146: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

OBSERVACIONES Por la información disponible se puede determinar que hubo una buena ejecución de la obra, pero no

se muestra una junta de construcción adecuada para evitar un comportamiento vulnerable en un evento de

sismo.

Tabla 107. Resultados del parámetro 3 según el índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Hotel Tequendama.

3. CÁLCULO DE LA RESISTENCIA CONVENCIONAL A B C Ki Wi Ki*Wi

α = 0,97 CUMPLE 16 2 32

Tabla 108. Datos utilizados para el cálculo de la resistencia nominal al cortante aproximada, del edificio Hotel Tequendama.

N u(N) 1,40E+08

Ag(𝑚𝑚2) 3,19E+07

λ 0,75

f´c(Mpa) 24,5

bw(mm) 7000

d(mm) 14000

Vc(N) 1,94E+07

El cortante proporcionado por el concreto se calcula con la siguiente ecuación:

𝑽𝒄 = 𝟎,𝟏𝟕 𝟏+𝑵𝒖

𝟏𝟒𝑨𝒈 𝝀 𝒇´𝒄𝒃𝒘𝒅

Las variables que componen esta ecuación se calculan de la siguiente forma:

Nu = CM + CV

La carga muerta se calcula mediante valores estimados del entrepiso y valores

medidos en campo de las columnas de la planta.

entrepiso núcleo

entrepiso 2425 N/m2 área columnas 71,2454 m2

piso 353,16 N/m2 altura edificio 38 m

mortero 294,3 N/m2 vol. Columnas 2707,3252 m3

pañete 235,44 N/m2 densidad concreto 2400 Kg/m3

Σ 3307,9 N/m2 Peso columnas 6497580,48 Kg

área pisos 2295 m2

9,81 N/Kg

entrepiso 7591630,5 N núcleo 63741264,5 N

Page 147: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

CM 71332895,01 N

Oficinas 2000 N/m2

2295 m2

pisos 15

CV 68850000 N

El valor de Ag es igual al área de los elementos de concreto que resisten el

cortante, en este caso las columnas, medidas que fueron tomadas en campo.

Tabla 109. Datos utilizados para el cálculo del periodo vibración fundamental aproximado, del edificio Hotel Tequendama.

α 0,9

h(m) 36

Ct 0,047

Ta(s) 1,61

Tabla 110. Datos utilizados para el cálculo del cortante sísmico en la base aproximado, para las fuerzas sísmicas, del edificio Hotel Tequendama.

Aa 0,15

Av 0,2

Tipo de perfil C

Fa 1,2

Fv 1,7

Grupo de uso II

Coeficiente de importancia 1,1

M(Kg) 7,27E+06

g(𝑚 𝑠2 ) 9,8

Sa(g) 0,28

Vs(N) 1,99E+07

Page 148: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Los valores complementarios a este cálculo que se muestran anteriormente se realizaron de la siguiente forma:

entrepiso peso columnas

7591630,5 N 6497580,48 Kg

9,81 N/Kg 773866,514 Kg

Masa 7271446,9938 Kg

Los valores de Sa, To, Tc y TL se calculan con las ecuaciones planteadas la grafica del espectro elástico de aceleraciones de diseño como fracción de g. Por último el valor del cortante sísmico Vs, se obtiene con la siguiente ecuación:

𝑉𝑠 = 𝑆𝑎𝑔𝑀

Tabla 111. Resultados del parámetro 4 según el índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Hotel Tequendama.

4. INFLUENCIA DEL TERRENO Y LA CIMENTACIÓN A B C Ki Wi Ki*Wi

Tipo de perfil Perfil tipo C (perfil de roca de rigidez

media) CUMPLE

2 0,5 1

Topografía - Pendiente

La pendiente del terreno es menor al 20%, la edificación se encuentra

cercana a la calle 26 que se encuentra unos 7 metros abajo del nivel del

primer piso, que en caso de un sismo puede afectar su vulnerabilidad.

CUMPLE

Fisuras en los muros

El edificio no presenta fisuras en los muros ni columnas, muestra de un

adecuado mantenimiento. CUMPLE

Tabla 112. Resultados del parámetro 5 según el índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Hotel Tequendama.

5 LOSAS A B C Ki Wi Ki*Wi Rigidez y

conexiones de la losa con los elementos verticales

La losa es aparentemente rígida por lo que se evidencia en los planos, con un espesor de 45cm en casi la

totalidad del edificio.

CUMPLE

1 0,5 0,5

Área de abertura de la losa

El área de abertura en la losa es menor al 20%.

CUMPLE

Tipo de diafragma La losa es continua, aparentemente para toda la superficie (sin junta de

construcción) CUMPLE

Page 149: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Tabla 113. Resultados del parámetro 6 según el índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Hotel Tequendama.

6. CONFIGURACIÓN EN PLANTA A B C Ki Wi Ki*Wi

δ1 a=71 L=81 71/81=0,87

Los lados de la edificación son de dimensiones

similares. CUMPLE

5 0,5 2,5

δ2 e=1,5m, d=17m

1,5/17=0,09

Se tomo una excentricidad promedio de todos los

pisos. CUMPLE

δ3 El edificio no presenta voladizos CUMPLE δ4 El edificio no tiene protuberancias. CUMPLE

Retrocesos en las

esquinas

Por la forma en T que tiene la planta del edificio se considera que e edificio presenta

retrocesos importantes en las esquinas. CUMPLE

Planta de forma regular

La planta a pesar de tener un nivel de simetría es irregular y su forma puede

ocasionar problemas graves en caso de un sismo por lo que hace vulnerable a la

estructura.

CUMPLE

Irregularidad de sistemas no paralelos

El edificio no presenta esta irregularidad. CUMPLE

Tabla 114. Resultados del parámetro 7 según el índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Hotel Tequendama.

7. CONFIGURACIÓN EN ELEVACIÓN A B C Ki Wi Ki*Wi

Relación entre a y b

Las dimensiones en la base con iguales que en los pisos superiores.

CUMPLE

3 1 3

T/H El área en todos los pisos es dual CUMPLE

Altura uniforme en todos los

pisos

Presenta doble altura en las dos primeras plantas donde se

encuentra la recepción y demás zonas comunes.

CUMPLE

Distribución de masa en los

pisos del edificio

La distribución es similar ya que la mayoría de pisos contiene el mismo

número de habitaciones y de huéspedes. Esto varía según el

evento.

CUMPLE

Desplazamiento dentro del plano

de acción

Las columnas son continuas en todo el edificio.

CUMPLE

Piso débil Hay una disminución de muros en las 2 primeras plantas por lo que

existe este caso de vulnerabilidad. CUMPLE

Page 150: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Tabla 115. Resultados del parámetro 8 según el índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Hotel Tequendama.

8. CONEXIÓN ELEMENTOS CRÍTICOS A B C Ki Wi Ki*Wi

Relación bv y bc

bc=0,9m, bv=0,4m bv=0,4bc

Las dimensiones de las columnas

y vigas son variables, se

presenta el caso más común.

CUMPLE

1 0,75 0,75

λ2 Los ejes de las vigas y

columnas están debidamente centrados.

CUMPLE

λ3 Las vigas son continuas en las conexiones con las columnas.

CUMPLE

Dimensión mínima de

la columna

La dimensión mínima de la columna es 25cm.

CUMPLE

λ4 hv=0,5m, ac=0,9m,

0,5/0,9=0,55

Varias vigas tienen esta

dimensión y se presenta este

caso.

CUMPLE

Tabla 116. Resultados del parámetro 9 según el índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Hotel Tequendama.

9. ELEMENTOS CON BAJA DUCTILIDAD A B C Ki Wi Ki*Wi

h de elementos cortos si los hay El edificio no

presenta elementos cortos.

CUMPLE

0 1 0

Tabla 117. Resultados del parámetro 10 según el índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Hotel Tequendama.

10. ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES A B C Ki Wi Ki*Wi Riesgo que representa los elementos no

estructurales CUMPLE

5 0,25 1,25

Page 151: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Tabla 118. Resultados del parámetro 11 según el índice de vulnerabilidad adaptado, aplicado al edificio Hotel Tequendama.

11. ESTADO DE CONSERVACIÓN A B C Ki Wi Ki*Wi Presencia de fisuras en muros, vigas y columnas

CUMPLE 0 1 0

OBSERVACIONES

El edificio no tiene presencia de fisuras se encuentra en buen estado en la mayoría de este. En las zonas de lavandería y donde se encuentran los trabajadores se puede ver el concreto a la vista el

cual se encuentra en buen estado, con un desgaste normal de los años y por su exposición en la zona

donde se encuentra.

Page 152: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

ANEXO 2

Page 153: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

R Cumple Observaciones R Cumple Observaciones R Cumple Observaciones

4 a 5 1

3

Pórticos de acero con diagonales

excentricas si las conexiones con

columnas son resistentes o no a

momento (FH)

Pórticos de acero

resistentes a

momentos (DMI) (FV)

7

Pórticos de acero con

diagonales excentricas si el

vínculo tiene conexión

resistente a momento con la

columna (FH)

Pórticos de acero

resistentes a momentos

(DMI) (CV)

5Muros de concreto

(DMI) (FH)

Pórticos de acero con diagonales

excentricas si el vínculo no se

concecta a la columna (FH)

Pórticos de acero no

resistentes a

momentos (FV)

6 Muros de concreto (DMO) (FH)Pórticos de concreto

(DMO) (CV)5

Muros de

mampostería

reforzada de bloque

de perforación

vertical (DMO) (FH)

Muros de concreto (DES) (FH)Pórticos de concreto

(DES) (CV)7

Muros de concreto reforzado

(DMI) mixtos con elementos de

acero (FH)

5Muros de concreto

(DMI) (FH)

Muros de cortante con placa de

acero (DES)

Pórticos de acero

ressitentes o no a

momentos (CV)

7Pórticos de acero con

diagonales concéntricas (DES)

(FH)

5Muros de

mampostería

confinada (DMO)

Muros de cortante compuestos

con placa de acero y concreto (FH)

Pórticos de acero

ressitentes o no a

momentos (CV)

6,5Pórticos mixtos con diagonales

concéntricas (DES) (FH)4 y 5

Muros de

mampostería de

cavidad reforzada

(DES) (FH)

Muros de concreto reforzado

mixtos con elementos de acero

(DES) (FH)

Pórticos de acero

resistentes o no a

momentos CV)

6

Muros de mamposteíra

reforzada de bloque de

perforación vertical (DES) con

todas las celdas rellenas (FH)

4.5

Pórticos de acero con diagonales

concéctricas restringidad a pandeo,

con conexiones a viga columna

resistentes o no a momento (FH)

Pórticos de acero no

resistentes a

momentos (CV)

6Muros de mampostería de

cavidad reforzada (DES) (FH)4

Muros de concreto (DMO) (FH)Pórticos losa-columna

(DMO) (CV)

Muros de mampostería

reforzada de bloque de

perforación vertical (DMO) (FH)

Pórticosde concreto con

diagonales concéntricas (DMO)

(FH)

Pórticos mixtos con diagonales

concéntricas (DMI) (FH)

Pórticos de acero

resistentes o no a

momentos (CV)

3

Clasificación C

Muros de concreto (DES-DMO) (FH-CV)Muros de mampostería reforzada de bloque de

perforación vertical (DES) celdas rellenas (FH-CV)3,5

Muros de mampostería no reforzada

(sin capacidad de disipación de

energía)

Pórticos de acero estructural con diagonales

concéntricas (DES) (FH-CV)5

Pórticos con diagonales de concreto (DMO) (FH-CV)Pórticos de madera con diagonales (FH-

CV)

Paneles de conrtante de madera, muros ligeros de

madera laminada (FH-CV)Muros de mampostería parcialmente

reforzada con bloque de perforación

vertical (FH-CV)Muros de mampostería reforzada (DES)

(perforación vertical) (FH-CV)

Clasificación A Clasificación B

Muros de mampostería reforzada de bloque de

perforación vertical (DMO) (FH-CV)2,5

Muros de concreto (DMI) (FH-CV)4

Muros de mampostería confinada (FH-

CV)

Pórticos de

concreto (DMI-

DMO) (CV)

2.5

Pórticos de acero

resistentes o no a

momentos (CV)

Pórticos de

concreto (DMI-

DMO) (CV)

2

SISTEMA COMBINADO

2

Pórticos resistentes a momentos de concreto, acero o

mixtos (DES) (FH-CV)

Pórticos de concreto (DES-

DMO) (CV)

Muros de concreto reforzado

(DMI) mixtos con elementos de

acero

Pórticos de acero

resistente o no a

momentos

5.5

3.5Pórticos de concreto (DES-

DMO) (CV)

Pórticos resistentes a momentos (DMI) de

acero con perfiles de lámina doblada en

frio (FH-CV)

Pórticos resistentes a momentos mixtos con conexiones

parcialmente restringidas a momento (DMI) (FH-CV)

Pórticos losa-columna de concreto (DMI)

(FH-CV)

Pórticos de acero resistentes a momento

(DMO) (FH-CV)

Pórticos resitentes a momentos de acero con cerchas

dúctiles (DES) (FH-CV)

6Pórticos resistentes a momentos (DMI) de acero o mixtos

con conexiones totalmente restringidas a momento (FH-CV)3

2.5Pórticos losa-columna de concreto (DMO)

(FH-CV)

Pórticos de acero resistentes a momento

(DES) (FH-CV)

1. Organización del sistema resistente

SISTEMA DE MUROS DE CARGA

1.5

SISTEMA DE PÓRTICO RESISTENTE A MOMENTO

Pórticos resistentes a momentos (DMI) de

acero con cerchas ductiles (FH-CV)

7Pórticos resistentes a momentos (DMO) de concreto, acero

o mixtos con conexiones rigidas.(FH-CV)5

Pórticos resistentes a momentos (DMI-

DES) de concreto (FH-CV)

Page 154: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

Pórticos de concreto

(DES-DMO) (CV)

Pórticos de concreto

(DES)

Pórticos de acero

resistentes a

momento (DMO)

(CV)

Pórticos de acero

resistentes a momentos

(DES-DMO) (CV)

Pórticos de acero

resistentes a

momentos (DES) (CV)

Pórticos de concreto

(DMO) (CV)

Pórticos de acero con

diagonales excéntricas si

las conexiones con la

columna son resistentes

o no a momento (FH)

Pórticos de acero

resistentes a momento

(DES-DMO)

Pórticos mixtos con

diagonales

concéntricas (DES)

(FH)

Pórticos de acero con

alma llena con

conexiones rigidas

(DMO) (CV)

Pórticos con

diagonales

concéntricas de

acero (DMI) (FH)

Pórticos de acero

resistentes a

momento (DMO)

(CV)

Muros de cortante con

placa de acero (DES)

(FH)

Muros de concreto

reforzado mixtos con

elementos de acero

(DMI) (FH)

Pórticos de acero con

alma llena con

conexiones rigidas

(DES) (CV)

Muros de concreto

reforzado mixtos con

elementos de acero

(DES) (FH)

Pórticos de acero con

diagonales

excéntricas si las

conexiones con las

columnas son

resistentes a

momento (FH)

Pórticos de acero

resistentes a momento

(DMO) (CV)

Muros de cortante

mixtos con placa de

acero (FH)

Pórticos de concreto

(DES) (CV)

Pórticos de acero con

diagonales exéntricas,

conexiones con las

columnas resistentes a

momento (FH)

Pórticos de acero

resistentes a

momentos (DES) (CV)

Muros de concreto

reforzado mixtos con

elementos de acero

(DMI) (FH)

Pórticos de acero con

alma llena, conexiones

rígidas (DMO) (CV)

Pórticos de acero con

alma llena y conexiones

rigidas (DES-DMO) (CV)

Pórticos con diagonales

concéntricas restringidas

al pandeo (DES) (FH)

Pórticos de acero con

alma llena y conexiones

rigidas (DES-DMO) (CV)

7

Pórticos de acero o

mixtos con diagonales

concentricas (DES) (FH)

4

Pórticos con diagonales concéntricas de

concreto (DMO) (FH)

5

Pórticos con diagonales concéntricas que

resistan solo tensiòn

Muros de

mampostería

reforzada de bloque

de perforación

vertical (DMO) (FH)

4,5

Pórticos de acero

resistentes a momentos

(DMO-DES) (CV)

6

SISTEMA DUAL

Muros de concreto

(DES-DMO) (FH)

7 y 8

Muros de

mampostería

reforzada de bloque

de perforación

vertical con todas las

celdas rellenas (DES)

(FH) 5,5

Muros de

mampostería

reforzada de

bloque de

perforación

vertical (DMO)

(FH)

3,5

3

Pórticos de acero con

alma llena y conexiones

rigidas (DES) (CV)

6 a 7

Page 155: EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS ...

N: número de niveles por

2. Los muros de mampostería confinada tienen

una relación entre la altura libre del muro y su

espesor mayor a 25.

h: altura libre del muro.

e: espesor muro.

3. La mampostería sobresalga respecto al filo

extremo del pórtico mas del 30% de su espesor.

4. El área transversal Ac de las columnas de

hormigón armado en cm2 adyacentes a la

mampostería, debe ser menor a 20 veces el

ancho de la mampostería expresada en cm.

1. El área mínima de muros confinados por nivel

en cada dirección principal, esta limitada por la

siguiente expresión:

Am: área mínima de los muros del piso, que

N: número de niveles por encima del nivel

Aa: coeficiente de aceleración pico efectiva.

Ap: Área del piso en el nivel considerado, en m2

e: espesor muro.

3. La mampostería no sobresalga respecto al filo extremo del

pórtico mas del 30% de su espesor.

4. El área transversal Ac de las columnas de hormigón armado

en cm2 adyacentes a la mampostería, debe ser mayor o igual

a 20 veces el ancho de la mampostería expresada en cm.

2. Los muros de mampostería confinada tienen una relación

entre la altura libre del muro y su espesor mayor a 20 y

menor a 25.

h: altura libre del muro.

4. La mampostería no sobresalga respecto al filo extremo

del pórtico mas del 20% de su espesor.

5. El área transversal Ac de las columnas de hormigón

armado en cm2 adyacentes a la mampostería, debe ser

mayor o igual a 25 veces el ancho de la mampostería

expresada en cm.

1. El área mínima de muros confinados por nivel en cada

dirección principal, esta limitada por la siguiente expresión:

Am: área mínima de los muros del piso, que actúan en la

Aa: coeficiente de aceleración pico efectiva.

Ap: Área del piso en el nivel considerado, en m2

3. Los muros de mampostería confinada deben tener una

relación entre la altura libre del muro y su espesor menor a

20. Deben tener un espesor mayor de 110mm.

h: altura libre del muro.

e: espesor muro.

Ap: Área del piso en el nivel considerado, en m2

1. Está formada por elementos robustos (ladrillo macizo o

semi macizo, bloques de buena calidad o piedra bien

cortada) unidos con mortero de buena calidad.

2. El área mínima de muros confinados por nivel en cada

dirección principal, esta limitada por la siguiente expresión:

Am: área mínima de los muros del piso, que actúan en la

N: número de niveles por encima del nivel considerado.

Aa: coeficiente de aceleración pico efectiva.

1.1 Requisitos adicionales

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4. Influencia del terreno y la cimentación

Clasificación C

Para tipo de perfil E

Pendiente superior al 30% en el terreno donde se encuentra

la edificación

Presenta fisuras en los muros

Clasificación B

Para tipo de perfil D

No clasifica en A o C

Clasificación A

Para tipos de perfiles A, B y C.

Topografía plana del terreno donde se encuentra el

edifcio o con una pendiente no mayor al 30%

No presenta fisuras en las muros.

5. Losas

Clasificación A Clasificación B Clasificación C

La losa debe ser rigida y con buenas conexiones con

los elementos verticales

La losa poco rigida y mal conectadas a los elementos

verticales

El área de abertura de la losa sea mayor al 50% del área total

de la losa

Si el área de la losa es continua se considera como un

diafragma rigido

Si el área de la losa presenta discontinuidades se considera

como diafragma flexible.

Edificio que no es clasificado como A o CEl área de abertura de la losa sea menor al 30% del

área total de la losa

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2. La relación entre la altura (T) de la sección con menor área en su base y la altura (H) de la sección

con mayor área en la base.

3. Un piso con altura diferente a la del resto de los pisos genera un cambio de rigides lo cual es

perjudicial para la vulnerabilidad. Este caso se conoce como piso blando o flexible y se presenta en

edificios que tienen en la primera planta tiene una mayor altura que el resto de las plantas.

4. La distribución de la masa en los pisos debe disminuir a medida que aumenta de altura.

7. Configuración el elevación 1. Geometria en altura.

5. Desplazamiento dentro del plano de acción.

6. Piso debil

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Clasificación C

Los elementos no estructurales son inestables y representan

un riesgo alto para los habitantes.

Clasificación B

Los elementos no estructurales

existentes en el edificios se encuentran

anclados, pero su anclaje es poco

confiable a simple vista, pueden

representar riesgo a los habitantes.

Clasificación A

Los elementos no estructurales de la estructura no

representan riesgo alguno para los habitantes del edificio.

9. Elementos con baja ductilidad1. Presencia de columnas cortas en la edificación

10. Elementos no estructurales

11. Estado de conservación

Clasificación A Clasificación B Clasificación C

Edificio cuyas columnas, vigas losas mampostería, no se

encuentran fisuradas. No hay rajaduras en paredes que

induzcan a pensar en asentamientos del suelo.

Edificio que no se clasifica como A o C Mas del 30% de los elementos principales se encuentran

fisurados. Lo cual puede ser producido por la cimentación del

edificio