Rehabilitacion de La Infraestructura Educativa

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COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERU

AGOSTO 2008

PROYECTOS DE CENTROS PROYECTOS DE CENTROS EDUCATIVOS:EDUCATIVOS:

““ASPECTOS DE DISEÑO, REPARACION ASPECTOS DE DISEÑO, REPARACION Y REFORZAMIENTO ESTRUCTURALY REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL”

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Objetivos

• Historia

• Historia Sísmica

• Clasificación de Daños

• Tecnicas de Reforzamiento

• Otros Aspectos

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UN POCO DE HISTORIA…Primeros Colegios de CºAº (1910)

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Grandes Unidades Escolares-1950

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Colegios Modernos -1960

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Sitio y fuentede actividad sísmica alta

PERÚPERÚ

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Evolución de la Norma Sísmica

Año Sismo PGA (g) M Norma

1966 Lima 0.27 7.5 -

1970 Huaraz 0.11 7.7 -

1974 Lima 0.20 7.5 -

1977 - - - RNC – 77

1996 Nazca 6.7 -

1997 - - - E.030.97

2001 Ocoña 0.295 6.9

2003 E.030.03

2006 E.030.06

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Sismo de Lima: 24 mayo 1940,

M=8.2(VII-VIII MM)

EPICENTRO

LIMA

• 179 muertos.• 3500 heridos.• Daños en Escuela

Nacional de Agricultura (La Molina)

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Escuela Nacional de Agricultura: 24 mayo 1940

Desplome de Muros

(La Molina)

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Sismo de Lima: 17 octubre 1966

(Ms=7.5)

• 100 muertos.• Amáx = 269 gal (Lima)

EPICENTRO

LIMA

HUACHO

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Colegio en Huacho: 17 octubre 1966

Fallas en Columnas

Esquemas

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Colegio en Lima: 17 octubre 1966Fallas en Columnas (1° Piso)

Esquema

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Sismo de Chimbote: 31

mayo 1970 (Ms=7.75)

• 70000 muertos.

• 150000 heridos.

• 6730 aulas destruidas.

• A máx = 105 gal (Lima)

CHIMBOTE

CASMAHUARAZ

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Colegio en Casma: 31 mayo 1970

Techo totalmente desplomado

Techo caído sobre carpetas

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Colegio en Casma: 31 mayo 1970

Techo metálico flexible

Columna sin estribos de confinamiento adecuados

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Colegio 1 en Chimbote: 31 mayo 1970

Fachada longitudinal con columnas “largas”

Fachada longitudinal con columnas “cortas”

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Colegio 2 en Chimbote: 31 mayo 1970

Fachada longitudinal con columnas muy flexibles

Columna “corta” por tabiques altos a ambos lados

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Colegio en Huaraz: 31 mayo 1970

Dirección de pórticos colapsada, dirección de muros de albañilería sin daños.

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Sismo de Lima: 3 octubre 1974

(Ms=7.6)

• 78 muertos.

• 2500 heridos.

• Amáx =193 gal (Lima)

EPICENTRO

LIMA

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Colegios en Lima: 3 octubre 1974

Fallas en Columnas

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U. Agraria en Lima: 3 octubre 1974

Fallas en Columnas (La Molina)

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Criterios Asumidos en los Diseños Estructurales

• Resistir sismos leves sin daños en la estructura

• Resistir sismos moderados considerando daños estructurales leves y algún daño en elementos no estructurales.

• Resisitir sismos severos con la posibilidad de daños estructurales importantes.

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Importancia de los Centros Educativos

• Servirá como refugio post-evento sísmico

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MODULOS CONSTRUIDOS HASTA 1997 POR INFES

• En la Costa:– Módulo Tipo 780

• En la Sierra– Módulo Tipo BLOQUETA

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Sistema 780

CE MAGDALENA

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Sistema Bloqueta (Sierra)

CE 70315

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Sistema Bloqueta (Sierra)

CE 70315

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Nivel de Daño Observado

• Daños Importantes

• Daños Menores

• Sin Daño

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Daños Importantes

CE JOSE MARIA MORANTE

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Daños Importantes

CE JOSE MARIA MORANTE

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Daños Menores

CE 40245

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Daños Menores

CE 40245

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Sin Daño

CE SEBASTIAN BARRANCA

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Sin Daño

CE SEBASTIAN BARRANCA

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Resumen de Centros Educativos construidos por INFES en el Sur del País al 23-06-01

LOCALIDAD N° CENTROS EDUCATIVOSAREQUIPA 83AREQUIPA 30CAYLLOMA 7CASTILLA 3LA UNION 4CONDESUYOS 3CARAVELI 12CAMANA 11ISLAY 13MOQUEGUA 17ILO 3MARISCAL NIETO 9GRAL. SANCHEZ CERRO 5TACNA 17TACNA 15CONDARAVE 1TARATA 1AYACUCHO 5PAUCAR DEL SARA SARA 1PARINACOCHAS 4

TOTAL 122 CENTROS EDUCATIVOS

RESUMEN

Total: 122 Obras

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Nivel de Daño

0

5

0

0

1

0

10

5

0

0

1

0

4

1

0

Sin Daño

Daño Menor

Daño Importante

LEYENDA

SARA SARA

LA UNION

CONDESUYOS

CASTILLA

CAYLLOMA

AREQUIPA

GRAL SANCHEZ CERRO

MARISCAL NIETO

ILO

CANDARAVE

JORGE BASADRE

TACNA

TARATA

CAMANA

ISLAY

8

4

5

5

1

7

4

1

1

9

1

20

5

22

1

01

3

0

0

1

2

0

0

4

3

2

0

3

0

CARAVELI

PARINACOCHAS

PAUCAR DEL

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Desempeño real de las Estructuras INFESArequipa – Moquegua - Tacna

Sismo 23 de Junio 2001

65%

4%

31%

Daños Importantes

Daños Menores

Sin Daño

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Inspección

CE NUESTRA SRA. DE LA CANDELARIA

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Inspección

CE NUESTRA SRA. DE LA CANDELARIA

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SISTEMA 780 - 93

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Estructura Original - Flexible

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Técnicas de Reforzamiento empleados por el INFES

• Técnica de “Aletas”

• Técnica de “Vano Lleno”

• Técnica de “Arriostres Metálico en Cruz ”

• Técnica de “Pórticos Rigidizantes”

• Técnica de “Pórtico Sísmico Complementario”

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Técnica de “Aletas”

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Técnica de “Aletas” - Detalles

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Técnica de “Aletas” - Detalles

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Técnica de “Aletas” - Detalles

CE JOSE MARIA MORANTE

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Técnica de “Aletas” - Vistas

CE JOSE MARIA MORANTE

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Técnica de “Aletas” - Detalles

CE JOSE MARIA MORANTE

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Técnica Vano Lleno

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Técnica Vano Lleno - Detalles

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Técnica Vano Lleno - Detalles

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Colocación de varillas

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Técnica Vano Lleno - Vistas

IST LUIS E. VALCARCEL

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Técnica Vano Lleno - Vistas

IST LUIS E. VALCARCEL

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Técnica de Arriostres en Cruz

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Técnica de Arriostres en Cruz-Vistas

CEI SEMIRURAL PACHACUTEC

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Técnica de Arriostres en Cruz-Vistas

CEI SEMIRURAL PACHACUTEC

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Técnica del Pórtico Rigidizante

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Técnica Pórtico Rigidizante

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Técnica del Pórtico Sísmico Complementario

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Técnica del Pórtico Sísmico Complementario - Detalle

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Técnica del Pórtico Sísmico Complementario - Vista

CE 40039

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Técnicas DE REFORZAMIENTO

SISMO - Arequipa 23 de Junio 2001SISMO - Arequipa 23 de Junio 2001

M=6.1, PGA=0.295 gM=6.1, PGA=0.295 g

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Comparación Norma 1977 - 2006

N.Sísmica 1977N.Sísmica 1977 N. Sísmica 2006N. Sísmica 2006

Z= 1.00 Z=0.40

U=1.30 U=1.50

C=0.40 C=2.50

S=1.40 S=1.40

R=4 R=8

V/W=0.18 V/W=0.21

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SISTEMA 780 - 97

CURVA DE CAPACIDAD Módulo 780 - 3AU/3AU

0

0.1

0.2

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025

Desplazamiento (m)

BSC (

Q/W

)

780-77

780-97

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Colegios a partir de 1997

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MAXIMAS DISTORSIONES DE ENTREPISO

0

1

2

0.0000 0.0050 0.0100 0.0150 0.0200

DISTORSION

PIS

O

780-93780-97LIMITE E-030-2003

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Y los colegios construidos antes de la Norma E.030.97?

Estrategias de Evaluación:

1.00 Trabajos de Campo:

- Planos de Replanteo Estructural.

- Estudio de Materiales.

- Estudio de Suelo y otros.

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Y los colegios construidos antes de la Norma E.030.97?

Estrategias de Evaluación:

2.00 Trabajo en Gabinete:

-Metodología de análisis:

Lineal, Estático ó Dinámico

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Incursión al Análisis Estático NO-Lineal

METODO DE EVALUACION: CAPACIDAD - DEMANDASTANDARD FEMA 356, Simo, Arequipa 23 J unio 2001

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 5 10 15 20

Sd (cm)

Sa

(g)

CAPACIDAD-780-935.00%7.50%10%20%

CURVA DE CAPACIDAD - STANDARD FEMA 356 Módulo de 06 Aulas

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14

Desplazamiento (m)

BSC (

Q/W

)

780-77

780-97

Espectro Respuesta de AceleracionesArequipa 21 de Junio 2001

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

0.00 2.50 5.00 7.50 10.00T (s)

Sa

(g

)

5% Damping 7.5% Damping 10% Damping 20% Damping

SISMO, AREQUIPA 23 DE J UNIO 2001 - M=6.9(PGA=295 gals)

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

T (s)

a (g

)

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NUEVAS ALTERNATIVAS CONSTRUCTIVAS EN OBRAS NUEVAS

• Sistema V-2002

• Sistema MS-122

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Sistema V-2002

CE MATELLINI

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Sistema V-2002

CE MATELLINI

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Sistema V-2002

CE MATELLINI

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Sistema MS-122

PROTOTIPO

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Sistema MS-122

PROTOTIPO

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Daños por corrosión del Concreto

• Periodo de garantía de 7 años.

• Cuando aparecen???

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Mas daños..

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Mas daños…

Periodo de garantía de 7 años.

Cuando aparecen???

7-10 años

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Soluciones

• Limpieza der refuerzo dañado

• Monitoreo de daños

• Sustituir (lo menos deseable)

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- Consideramos que la intención de nuestra Norma E.030 es guiarnos en la elaboración

de Proyectos de Obras Nuevas básicamente, por lo que consideramos que surge la

necesidad de elaborar una Normativa para la Evaluación y Diseño Sismorresistente de

Edificaciones Existentes

CONCLUSIONES

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En el caso particular de las escuelas, esto es mas que una necesidad es una prioridad, ya

que en muchas de las edificaciones el nivel de intervención se define a priori y fácilmente

como “demoler y sustituir por Obras Nuevas”, situación con lo que “ahorramos esfuerzos”

en la elaboración de los Proyectos.

CONCLUSIONES

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Sin embargo genera gastos de hasta el 200% mayores que al buscar la posibilidad de Rehabilitar y/o

Reforzar con objetivos razonables de desempeño estructural.

CONCLUSIONES