La definición de los once parámetros de la ficha de evaluación será mostrada a continuación, describiendo el fundamento teórico de cada uno de los parámetros con el fin de proporcionar al observador de campo un criterio de evaluación y calificación.
Así mismo para la asignación de las clases A.B.C y D, para el caso de una tipología de adobe o albañilería, y las clases A, B y C; para el caso de presentarse una tipología de concreto armado, estarán basadas en la metodología original, además de las consideraciones y recomendaciones presentadas en el Reglamento Nacional de Edificaciones, estudios similares y las visitas de campo.
PARÁMETRO 1: Organización del sistema resistente
Este parámetro nos permite evaluar el grado de organización de los elementos de la estructura resistente, sin tomar en cuenta el material utilizado. Se enfatiza en la presencia y eficacia de las conexiones entre los elementos resistente verticales ortogonales con tal de asegurar el
comportamiento tipo “cajón” de la estructura. Además, considera el empleo de la norma de diseño sismorresistente para la construcción de la edificación, como también la intervención de asesoría técnica.
Adobe
A: Edificaciones de adobe según la norma E.080, con asesoramiento técnico.
B: Edificaciones de adobe con vigas de amarre en todos sus muros y pisos, sin asesoramiento técnico.
C: Edificaciones de adobe sin viga de amarre únicamente muros bien ligados. D: Edificaciones de adobe con muros no ligados. Edificaciones de quincha y tapial.
Albañilería
A: Edificaciones de albañilería que cumplan con la norma E.070.
B: Edificaciones que no cumplen con al menos un requisito de la norma E.070
C: Edificaciones que presentan vigas y columnas que confinan solo parcialmente los muros portantes debido a deficiencias en el proceso constructivo.
D: Edificaciones sin vigas ni columnas de confinamiento o autoconstrucción sin ningún tipo de orientación técnica.
Concreto armado
A: Año de construcción mayor a 2008 y con asesoría técnica. B: Año de construcción menor a 2008 y con asesoría técnica. C: Sin asesoría técnica.
PARÁMETRO 2: Calidad del sistema resistente
Para edificaciones de adobe y albañilería, este parámetro determina el tipo de mampostería utilizada, diferenciándola cualitativamente por su resistencia, a fin de asegurar el
comportamiento tipo “cajón” de la estructura. Considera la tipología estructural basada en dos factores:
- El tipo de material y la forma de los elementos que constituyen la mampostería
- La homogeneidad de los elementos empleados a lo largo de la estructura.
- En edificaciones de concreto armado se tiene una evaluación similar, considerando adicionalmente características como la mano de obra o la calidad de ejecución que estarán relacionados con una asistencia técnica adecuada.
Adobe
A: El sistema resistente del edificio presenta las siguientes características:
- Unidades de adobe de buena calidad y resistencia, piezas homogéneas y de dimensiones constantes por toda la extensión del muro.
- Presencia de buen amarre entre las unidades de adobe.
- Mortero de barro de buena calidad con espesor continuo y homogéneo en las juntas.
B: El sistema resistente no presenta una de las características de la clase A. C: El sistema resistente no presenta dos de las características de la clase A. D: El sistema resistente no presenta ninguna de las características de la clase A.
Albañilería
A: El sistema resistente del edificio presenta las siguientes características:
- Unidades de albañilería de buena calidad y resistencia con piezas homogéneas y de dimensiones constantes por toda la extensión del muro.
- Presencia de buen amarre entre las unidades de albañilería.
- Mortero de buena calidad con espesor entre 10-15mm.
B: El sistema resistente no presenta una de las características de la clase A. C: El sistema resistente no presenta dos de las características de la clase A. D: El sistema resistente no presenta ninguna de las características de la clase A.
Concreto armado
A: Año de construcción mayor a 2008 y proceso constructivo adecuado. B: Año de construcción menor a 2008 y proceso constructivo adecuado. C: Sin asesoría técnica.
PARÁMETRO 3: Resistencia convencional
En edificaciones de adobe y albañilería, este parámetro permite evaluar la resistencia que presenta el edificio ante cargas laterales, para ello se optó por usar la metodología propuesta por Hurtado y Cardona (1990), donde se determinó a realizar la clasificación no por el factor “a” como ocurre con el método de índice de vulnerabilidad, sino por la demanda de ductilidad (DD).
Para ello se consideran los siguientes pasos:
- Determinar Ax y Ay, que son las áreas totales resistentes de muros (m2), en la dirección
x e y respectivamente. Si los muros resistentes no siguen las direcciones ortogonales X o Y, sino que forman un ángulo b diferente de cero con dichos ejes, los valores de Ax y Ay se determinan multiplicando las áreas obtenidas por Cos (b).
- Determinar la resistencia cortante menos favorable, que viene a ser la menor área de muros obtenida del paso anterior en el primer piso de la edificación. La resistencia a cortante se calcula como:
VR =mín. (Ax, Ay). v
Donde:
VR= Cortante menos favorable
v= Valor de la resistencia al cortante de los muros
El valor de v se calcula de ensayos experimentales de muestras de los edificios. Cuando no se obtiene experimentalmente, se puede recurrir a los valores proporcionados por estudios
Tabla 7
Valores Recomendados de Esfuerzo Cortante Máximo Para Mampostería de Edificios Históricos
PROPIEDADES MECÁNICAS DE ALGUNOS TIPOS DE MAMPOSTERÍA DE EDIFICIOS HISTÓRICOS Material Peso volumétrico t/m3 Resistencia a compresión kg/cm2 Resistencia a cortante kg/cm2 Módulo de elasticidad kg/cm2 Adobe 1.8 2-5 0.5 3000
Bloques de tepetate con mortero de lodo 1.8 5-10 0.5 5000
Ladrillo con mortero de lodo 1.6 5-10 1.0 5000
Ladrillo con mortero de cal 1.6 15-20 2.0 10000
Mampostería de piedra irregular con mortero de cal
2.0 10-15 0.5 5000
Mampostería de piedra de buena calidad 2.0 30 2.0 20000
La tabla da valores de esfuerzo cortante máximo para diferentes unidades de mampostería. (Fuente: Ingeniería Estructural de los edificios históricos, Roberto Meli, México)
Tabla 8
Valores Recomendados de Esfuerzo Cortante Máximo para Paneles de Mampostería
TIPO DE MATERIAL ESFUERZO CORTANTE
Ladrillo macizo, calidad regular 6-12
Piedra mal tallada 2
Piedra bien tallada 7-9
Ladrillo macizo, buena calidad 18
Bloque macizo , mortero-cemento 18
Mampostería nueva, ladrillo macizo 20
Mampostería nueva, bloque macizo 20
Mampostería nueva. Ladrillo/bloque hueco 18
Valores recomendados de esfuerzo cortante máximo para paneles de mampostería (Fuente: Yépez 1996)
Para el presente trabajo de investigación se consideró utilizar los valores promedio v=15 t/m2
para mampostería confinada, v=7.5 t/m2 para mampostería no confinada y v=5 t/m2 para
mampostería de adobe y piedra irregular.
Calcular el peso de la edificación resistido por la estructura (W), lo cual será la contribución tanto del peso de los muros, peso de los pisos y cubiertas.
Donde:
At: Área total construida en planta (m2).
Ax, Ay: Áreas totales resistentes de muros (m2) en las direcciones X e Y respectivamente.
h: Altura promedio de entrepiso (m). N: Número de pisos de la edificación. Pm: Peso específico de la mampostería (t/m3)
Ps: Peso por unidad de área de diafragma horizontal (t/m2)
M: Número de diafragmas horizontales. Ac: Área total de cubierta (m2).
Pc: Peso por unidad de cubierta (t/m2).
Valores empleados para Pm
Mampostería de adobe: 1.6 t/m2
Mampostería de ladrillo sólido: 1.8 t/m2
Para otro tipo de material como mampostería de caliza, granito u otro se utilizó los valores según los pesos unitarios que proporciona la norma E.020 Cargas u otra bibliografía.
Valores empleados para Ps
- Para aligerados de espesor 0.20m se utilizará 0.30 t/m2, otros espesores se
determinarán de acuerdo a la norma E.020 Cargas.
- Para valores de diafragmas abovedados de un promedio de espesor de 0.40m se utilizará 0.70 t/m2.
Tabla 9
Diafragma Tipo
Descripción del forjado Peso (kg/cm2)
Rango Promedio
Viguetas de madera y entarimado 40-70 55
Viguetas de madera y bovedillas de yeso. 100-160 130 Viguetas de madera y tablero de ladrillo 60-140 100 Viguetas metálicas y bovedillas de ladrillo 130-280 205 Viguetas metálicas y mortero ligero 160-390 275 Viguetas de concreto y bovedillas de ladrillo 180-290 235 Viguetas de concreto y bloques huecos 100-180 140
Losa de concreto armado 190-480 335
Losa aligerada de concreto armado 200-320 260
Losa de cerámica armada 150-240 195
Diafragmas tipo, utilizados para el cálculo de coeficiente Ps. Valores empleados para Pc:
- Coberturas de teja y barro: 0.16 t/m2
- Coberturas de zinc: 0.01 t/m2
- Coberturas de asbesto cemento: 0.01 t/m2
- Cobertura de calamina: 0.0025 t/m2
Para el valor del área cubierta se considera un 20% más del área construida, debido a los aleros y pendientes que tienen las viviendas de la zona, este incremento solo será para construcciones que tienen pendientes.
Calcular el coeficiente sísmico resistente CSR, que representa el porcentaje del peso de la edificación que es resistido por la estructura, como cortante horizontal en la dirección más desfavorable.
CSR = VR/W Donde:
CSR= Coeficiente sísmico resistente VR= Cortante menos favorable
W= Peso de la estructura
Calcular el coeficiente sísmico exigido CSE, el cual será el valor del espectro de aceleraciones de diseño para un periodo de vibración dado, de acuerdo a la norma de diseño sismorresistente.
Para mampostería de adobe (E.080) CSE =S.U.C
Donde:
CSE= Coeficiente sísmico exigido. S= Factor de suelo.
U= Factor de uso.
C= Factor dinámico de la estructura. Para albañilería (E.030)
CSE = Z.U.S.C /R Donde:
CSE= Coeficiente sísmico exigido. Z= Factor de zona.
S= Factor de suelo. U= Factor de uso.
C= Factor dinámico de la estructura.
R= Coeficiente de reducción de la fuerza sísmica.
Cálculo de la demanda de ductilidad (DD), de acuerdo a la relación: DD=CSE/CSR
Donde:
CSE= Coeficiente sísmico exigido. CSR= Coeficiente sísmico resistente.
Teniendo este resultado, se procede a clasificar la estructura de acuerdo a los siguientes intervalos Albañilería y adobe A: DD< 0.50 B: 0.50 ≤ DD < 1.00 C: 1.00 ≤ DD < 1.50 D: 1.50 ≤ DD
Para edificaciones de concreto armado, requiere de cálculos estructurales simplificados, basados en una relación entre el cortante actuante y el cortante resistente de la estructura. El cortante actuante se define a partir de un espectro elástico de respuesta y el cortante resistente está basado en la capacidad a cortante del sistema resistente estructural.
Por ello, para la evaluación del parámetro en este tipo de tipología estructural, se requiere del cálculo de un coeficiente, que represente la relación entre la fuerza resistente y la fuerza de diseño mediante las siguientes fórmulas:
∝ℎ= 𝑉𝑅 ′ 𝑍. 𝑈. 𝐶. 𝑆 𝑉𝑅′= 𝐴𝑜. 𝜏 𝑞. 𝑁 𝑞 =(𝐴𝑥 + 𝐴𝑦). ℎ. 𝑃𝑚𝐴𝑡 + 𝑃𝑠 𝐴𝑜= 𝑚í𝑛 (𝐴𝑥, 𝐴𝑦)𝐴𝑡 Donde:
At: Área total construida en planta (m2).
Ax, Ay: Áreas totales de las secciones resistentes (m2) en las direcciones X e Y
respectivamente.
h: Altura promedio de entrepiso (m). N: Número de pisos de la edificación.
Pm: Peso específico de los elementos del sistema resistente (t/m3)
Ps: Peso por unidad de área del sistema resistente (t/m2)
𝜏: Resistencia al cortante de los elementos del sistema resistente (t/m2)
Z: Factor de zona.
S: Factor de suelo. U: Factor de uso.
C: Factor dinámico de la estructura.
Con lo cual, la clasificación del parámetro será de la siguiente manera:
Concreto armado
A: αh ≥ 1.2
B: 0.60 ≤ αh < 1.20
C: αh < 0.6
PARÁMETRO 4: Posición del edificio y cimentación
Este parámetro evalúa hasta donde es posible por medio de una simple inspección visual, la influencia del terreno y la cimentación en el comportamiento sísmico del edificio considerando aspectos como la presencia de humedad, sales, etc.
Adobe
B: Edificación cimentada según la norma de adobe E.080 con presencia de humedad o sales. C: Edificación cimentada sin proyecto aprobado ni asesoría técnica, además de presencia de sales y humedad.
D: Edificación cimentada sin asesoría técnica, presencia de sales y humedad; con estado de conservación deteriorado.
Albañilería
A: Edificación cimentada según la norma de adobe E.070, sin presencia de humedad ni sales. B: Edificación cimentada según la norma de adobe E.070 con presencia de humedad o sales. C: Edificación cimentada sin proyecto aprobado ni asesoría técnica, además de presencia de sales y humedad.
D: Edificación cimentada, sin asesoría técnica, presencia de sales y humedad; con estado de conservación deteriorado.
Concreto armado
A: Edificación cimentada según la norma de diseño sismorresistente E.030
B: Edificación cimentada según la norma de diseño sismorresistente E.030 con presencia de humedad o sales.
C: Edificación cimentada sin proyecto aprobado ni asesoría técnica, además de presencia de sales y humedad.
PARÁMETRO 5: Diafragma horizontal
Este parámetro considera la notable influencia del sistema resistente del piso en el buen comportamiento de los elementos resistentes verticales, bien sea por la buena conexión existente entre ella o por la adecuada transmisión de las cargas verticales que soporta la edificación y de las cargas laterales provenientes de la acción sísmica.
Adobe y Albañilería
A: Edificaciones con diafragma que satisfacen las siguientes condiciones:
- Ausencia de discontinuidades abruptas.
- La deformabilidad del diafragma es despreciable.
- La conexión entre el diafragma y el muro es eficaz.
B: Edificación con diafragmas como la clase A, pero no cumple con la condición 1. C: Edificación con diafragmas como la clase A, pero no cumple con la condición 1 y 2. D: Edificación que no cumple con ninguna de las condiciones de la clase A o sin diafragma.
Concreto armado
A: Edificaciones con diafragma que satisfacen las siguientes condiciones: Ausencia de discontinuidades abruptas.
La deformabilidad del diafragma es despreciable.
La conexión entre el diafragma y el sistema resistente es eficaz.
B: Edificación con diafragmas como la clase A, pero no cumple con la condición 1. C: Edificación que no cumple con dos de las condiciones de la clase A o sin diafragma.
PARÁMETRO 6: Configuración en planta
La forma en planta de la edificación influye en parte en su comportamiento sísmico. Par el caso de edificaciones rectangulares, la razón 𝛽1=a/l entre las dimensiones en planta del lado menor y mayor es significativa. También es necesario tener en cuenta las irregulares respecto al cuerpo principal mediante la relación 𝛽2=b/l.
Donde:
a: Representa la dimensión menor del edificio. l: Representa la dimensión mayor del edificio.
b: Representa la dimensión de los elementos que sobresalgan de las dimensiones principales a y l de la planta. La siguiente figura muestra las formas originales empleadas en el método de Benedetti Petrini.
Figura 24 Formas originales del parámetro 6 del Método de Índice de Vulnerabilidad (Fuente: Yépez 1996) Adobe, albañilería A: Edificación con 𝛽1≥ 0.8 o 𝛽2≤ 0.1 B: Edificación con 0.8>𝛽1≥ 0.6 o 0.1 < 𝛽2≤ 0.2 C: Edificación con 0.6>𝛽1≥ 0.4 o 0.2 < 𝛽2≤ 0.3 D: Edificación con 0.4>𝛽1 o 0.3 < 𝛽2 Concreto armado A: Edificación con 𝛽1≥ 0.75 o 𝛽2≤ 0.1 B: Edificación con 0.75>𝛽1≥ 0.5 o 0.1 < 𝛽2≤ 0.2 C: Edificación con 0.5>𝛽1 o 0.2 < 𝛽2
PARÁMETRO 7: Configuración en elevación
En el caso de edificaciones de adobe y albañilería se evalúa a nivel visual la presencia de irregularidades en elevación, en base a la norma E.030 de diseño sismorresistente tales como
irregularidad de masa, discontinuidad de elementos resistentes e irregularidad de piso blando. Para la evaluación del parámetro en edificaciones de concreto armado, se considera que la irregularidad en elevación puede estar determinada por configuraciones como en la imagen que se presenta a continuación, para tal evaluación se consideran las dimensiones H y T, con lo cual se puede apreciar fácilmente la existencia de variaciones excesivas en la masa de dos pisos consecutivos. El valor del parámetro se obtiene calculando RL que es la relación entre la altura mínima (H-T) y máxima (H) del edificio. 𝑅𝐿 =𝐻−𝑇𝐻
Figura 25 Formas originales del parámetro 7 del Método de Índice de Vulnerabilidad (Fuente: Yépez 1996)
Adobe, albañilería
A: Edificaciones con configuración en elevación que no presenta las siguientes condiciones:
- Irregularidad de masa.
- Discontinuidad en sus elementos resistentes.
- Piso blando.
B: Edificación con configuración en elevación que presenta la condición 1 o la condición 2. C: Edificación con configuración en elevación que presenta la condición 1 y 2
D: Edificación con configuración en elevación que presenta la condición 3.
Concreto armado
A: Si RL>0.66 B: Si 0.33< RL ≤ 0.66
PARÁMETRO 8: Distancia máxima entre muros o columnas
En edificaciones de adobe y albañilería, este parámetro considera la presencia de muros maestros intersectados por muros transversales ubicados a una distancia excesiva entre ellos. Se utiliza el factor L/S, donde “L” es el espaciamiento entre los muros transversales y “S”, el espesor del muro maestro, evaluando para ello el caso más desfavorable. El parámetro explica que, a un aumento del espaciamiento máximo, producto de la eliminación de muros internos secundarios, se afecta la vulnerabilidad sísmica del edificio. Esta situación es común en ampliaciones y remodelaciones generalmente como consecuencia del cambio de uso de algún ambiente del piso de la edificación. En edificios de concreto armado, se calificará el parámetro en base a la presencia de asesoría técnica y al año de construcción.
Adobe A: Edificio con L/S<6 B: Edificio con 6≤ L/S<7.2 C: Edificio con 7.2≤ L/S<10 D: Edificio con 10≤ L/S Albañilería A: Edificio con L/S<15 B: Edificio con 15 ≤ L/S< 18 C: Edificio con 18 ≤ L/S< 25 D: Edificio con 25 ≤ L/S
Concreto armado
A: Año de construcción mayor a 2008 y con asesoría técnica. B: Año de construcción menor a 2008 y con asesoría técnica.
C: Sin asesoría técnica.
PARÁMETRO 9: Tipo de cubierta
Este parámetro evalúa la capacidad que tiene la cubierta para resistir fuerzas sísmicas. Factores como su tipología, conexión y peso determinan dicho comportamiento y son considerados para su clasificación.
Adobe y albañilería
A: La edificación presenta las siguientes características
- Cubierta estable: Provista de una estructura que la soporta con tijerales y correas debidamente espaciadas
- Cubierta anclada adecuadamente a la estructura que lo soporta mediante accesorios de fijación (tirafones, pernos, etc.).
- Cubierta plana o liviana debidamente amarrada y apoyada, y en buenas condiciones.
B: Edificación que no cumple con una de las características indicadas en la clase A C: Edificación que no cumple con dos de las características indicadas en la clase A. D: Edificación que no cumple con ninguna de las características indicadas en la clase A.
Concreto armado
A: La edificación presenta las siguientes características
Cubierta estable: Provista de una estructura que la soporta con tijerales y correas debidamente espaciadas
Cubierta anclada adecuadamente a la estructura que lo soporta mediante accesorios de fijación (tirafones, pernos, etc.).
B: Edificación que no cumple con una de las características indicadas en la clase A
C: Edificación que no cumple con al menos dos de las características indicadas en la clase A.
PARÁMETRO 10: Elementos no estructurales
Este parámetro considera la presencia de cornisas, parapetos o cualquier otro elemento no estructural que pueda causar daño. Por tratarse de un parámetro secundario con fines de
evaluación de la vulnerabilidad, no se realiza distinción entre las dos primeras tipologías, adobe y albañilería.
Adobe y albañilería
A: Edificación que no contenga elementos no estructurales.
B: Edificación con balcones, parapetos o cornisas, bien conectadas al sistema resistente. C: Edificación con balcones y parapetos mal conectados. Elementos de pequeña dimensión mal vinculados a la pared o deteriorados debido a su antigüedad.
D: Edificación que presenta tanques de agua o cualquier otro elemento en el techo mal conectado a la estructura. Parapetos u otros elementos de peso significativo, mal construidos, que se pueden desplomar en caso de un evento sísmico. También se consideran edificios con balcones construidos posteriormente a la estructura principal y conectada a esta de modo deficiente o presentan un mal estado.
Concreto armado
A: Que cumpla con la clase A o B de albañilería y adobe
B: Edificación con parapetos mal conectados al sistema resistente. Elementos de pequeña dimensión mal vinculados a la pared o deteriorados debido a su antigüedad.
C: Edificación que presenta tanques de agua o cualquier otro elemento en el techo mal conectado a la estructura. Parapetos u otros elementos de peso significativo, mal construidos,
que se pueden desplomar en caso de un evento sísmico. También se consideran edificios con balcones construidos posteriormente a la estructura principal y conectada a esta de modo deficiente o presentan un mal estado.
PARÁMETRO 11: Estado de conservación
Este parámetro toma en cuenta la presencia de fisuras, condición de elementos estructurales y el estado de conservación. Se detalla la clasificación para cada metodología a continuación:
Adobe
A: Edificación en buenas condiciones, sin presencia de fisuras.
B: Edificación y/o fisuras, pero con componentes levemente deteriorados.
C: Edificación con fisuras y adicionalmente, con componentes estructurales deteriorados. D: Muros con fuerte deterioro de sus componentes, se observa la presencia de agrietamientos producidos por fallas de flexión, momento y corte.
Albañilería
A: Edificación con muros en buenas condiciones, sin fisuras visibles.
B: Edificación con muros en buenas condiciones, pero con pequeñas fisuras, menores a 2 milímetros.
C: Edificación que no presenta fisuras en sus muros, pero en mal estado de conservación; o muros con fisuras de 2-3 milímetros.
D: Edificación con muros que presentan fuerte deterioro en sus componentes.