UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR - … · Centro Educativo “Cardenal Spínola” 3.2.1. Formato de evaluación 12 A (1). 46 3.2.2. Conclusión. 46 3.3 Centro de Formación Artesanal

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA

CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL

“INSPECCIÓN Y EVALUACIÓN ESTRUCTURAL SEGÚN LA

NORMA ECUATORIANA DE LA CONSTRUCCIÓN NEC 11

(FORMATO 12A), PARA ESTABLECIMIENTOS EDUCATIVOS,

SITUADOS EN EL DISTRITO 6: CIRCUITO 6 (GRUPOS A, B Y C),

DEL DISTRITO METROPOLITANO DE QUITO, SUBSECRETARÍA

DE EDUCACIÓN INCLUYENDO EL ANÁLISIS ESTRUCTURAL

DETALLADO DEL ESTABLECIMIENTO MÁS VULNERABLE DE

LOS GRUPOS SELECCIONADOS”.

TRABAJO DE GRADUACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE

INGENIERO CIVIL

OPCIÓN: ESTRUCTURAS

AUTOR: EMILIO JOSÉ MALDONADO CHANGOLUISA.

TUTOR: ING. JORGE SANTAMARÍA CARRERA

Quito - Ecuador

2014

ii

DEDICATORIA

A mis padres y a mi hermanita

gracias por todo su apoyo para

cumplir esta meta en mi vida

iii

AGRADECIMIENTO

A Dios, por darme la fortaleza necesaria para llegar hasta este momento tan importante en

mi formación profesional. A mis padres Anabel y Freddy por ser mi pilar fundamental,

gracias a sus enseñanzas y consejos puedo culminar una meta más en mi vida. A mi

hermana Sartita, gracias por tu apoyo, por ser siempre esa luz que ilumina y llena de

alegría cada día de mi existencia con sólo una sonrisa. A mis familiares y amigos que

hicieron posible la realización de este sueño.

iv

v

vi

vii

viii

ix

CONTENIDO

PORTADA i

DEDICATORIA ii

AGRADECIMIENTO iii

AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL iv

CERTIFICACIÓN DEL TUTOR v

RESULTADOS DEL TRABAJO DE GRADUACIÓN viii

CONTENIDO ix

LISTADO DE TABLAS xv

LISTADO DE FIGURAS xix

LISTADO DE FOTOGRAFIAS xxv

RESUMEN xxxi

ABSTRACT xxxii

CAPÍTULO

1.- ANTECEDENTES Y GENERALIDADES.

1.1. Objetivos

1.1.1. Objetivo General 1

1.1.2. Objetivos Específicos 1

1.2. Alcance 3

1.3. Justificación 3

1.4. Investigaciones afines realizadas 4

2.- ESTUDIO DE CONCEPTOS BÁSICOS Y CRITERIOS DE EVALUACIÓN DE

ESTRUCTURAS.

2.1. Definiciones. 5

x

2.2. Peligro sísmico del Ecuador. 6

2.2.1. Bases del diseño. 8

2.2.2. Zonas sísmicas y factor de zona Z. 9

2.2.2.1. Mapa de zonificación sísmica para diseño. 10

2.3. Diseño sismo-resistente. 10

2.3.1. Filosofía del diseño sismo-resistente. 14

2.3.1. Control de la deriva de piso. 16

2.3.3. Factores importantes en estructuras.

2.3.3.1. Factor de importancia. 21

2.3.3.2. Factor de configuración estructural en planta. 22

2.3.3.3. Factor de configuración estructural en elevación. 27

2.3.4. Fuerzas de diseño mínimas y efectos relacionados. 31

2.3.4.1. Cortante basal de diseño. 31

2.4. Análisis y verificación del desempeño estructural. 35

2.5. Evaluación rápida de estructuras. 38

2.5.1. Metodología. 38

2.5.2. Formato de evaluación (Formato 12A). 42

3.- INSPECCIÓN Y EVALUACIÓN RÁPIDA DE LOS ESTABLECIMIENTOS

EDUCATIVOS (GRUPOS A, B Y C) DEL DISTRITO 6: CIRCUITO 6, DEL

DISTRITO METROPOLITANO DE QUITO USANDO EL FORMATO 12A DEL

NEC 11.

3.1. Mapa de los Distritos de Quito. 43

3.1.1. Distrito 6: Circuito 6 (Grupos A, B y C) 44

xi

3.2. Centro Educativo “Cardenal Spínola”

3.2.1. Formato de evaluación 12 A (1). 46

3.2.2. Conclusión. 46

3.3 Centro de Formación Artesanal Fiscomisional “T.E.S.P.A.”



3.4. Colegio Nacional “Dr. Emilio Uzcátegui”



3.5. Instituto Fiscal de Discapacidad Motriz “INSFIDIM”



3.6. Colegio Nacional “Gonzalo Zaldumbide”



3.7. Escuela Fiscal Mixta “Cuidad de San Gabriel”



3.8. Escuela “Eduardo Vásquez Dodero”



3.9. Escuela Fiscal “23 de Mayo”


xii


3.10. Escuela “Eduardo Carrión Eguiguren”



3.11. Colegio Fiscomisional “María Augusta Urrutia”



3.12. Escuela de Educación Básica “Marquesa de Solanda”



3.13. Jardín “María Eugenia Durán Ballén”



3.14. Colegio Técnico Industrial “Miguel de Santiago”



3.15. Escuela “Francisco Zurita Guayasamín



3.16. Escuela “Tránsito Amaguaña



xiii

4.- DESCRIPCIÓN TÉCNICA DEL ESTABLECIMIENTO EDUCATIVO MÁS

VULNERABLE DEL DISTRITO 6: CIRCUITO 6 (GRUPO A, B Y C).

4.1. Descripción estructural del proyecto. 85

4.1.1. Antecedentes del establecimiento educativo. 88

4.1.2. Croquis y ubicación del inmueble. 89

4.2. Definición del sistema principal estructural.

4.2.1. Datos y características geométrica-estructurales

del inmueble. 90

4.2.2. Informe de regulación metropolitana IRM. 95

4.2.3. Elementos estructurales principales. 96

4.2.4. Identificación de problemas. 112

4.3. Registro y estudio analítico de las lesiones estructurales.

4.3.1. Zonas afectadas por la humedad. 115

4.3.2. Reconocimiento general de fisuras. 115

4.3.3. Reporte fotográfico. 115

4.4. Sismicidad del área respecto a la NEC – 11. 116

4.5. Evaluación mecánica de materiales estructurales.

4.5.1. Esclerometrías. 117

4.5.2. Núcleos de hormigón. 122

4.6. Criterios generales de la propuesta. 125

4.7. Detalle de propuestas de reforzamiento. 126

xiv

5.- ANÁLISIS ESTRUCTURAL DEL ESTABLECIMIENTO EDUCATIVO MÁS

VULNERABLE DEL DISTRITO 6: CIRCUITO 6 (GRUPOS A, B Y C).

5.1. Datos utilizados en el modelamiento estructural. 130

5.2. Modelamiento Estructural SAP2000. 140

5.3. Planos estructurales de reforzamiento. 156

5.4. Memoria Técnica. 157

5.5. Especificaciones obra. 170

5.6. Volúmenes de obra de las propuestas de reforzamiento. 173

5.7. Presupuesto de las propuestas de reforzamiento. 176

6.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

6.1. Conclusiones 181

6.2. Recomendaciones. 183

BIBLIOGRAFÍA 184

ANEXOS

xv

LISTADO DE TABLAS

Tabla 1.

Valor del factor Z en función de la zona sísmica adoptada 9

Tabla 2.

Valores de máximo, expresados como fracción de la altura de piso 20

Tabla 3.

Tipos de uso, destino e importancia de la estructura. 22

Tabla 4.

Coeficientes de irregularidad en planta. 26

Tabla 5.

Coeficientes de irregularidad en elevación. 30

Tabla 6.

Coeficiente de reducción de respuesta estructural. 34

Tabla 7.

Factor de reducción de respuesta R para estructuras diferentes a la edificación. 35

Tabla 8.

Control de daño y niveles de desempeño para Edificios. 37

Tabla 9.

Grupos de establecimientos educativos. 45

Tabla 10.

Valores del factor Z. 116

Tabla 11.

Datos generales de losa modelada. 128

Tabla 12.

Datos generales de vigas y columnas modeladas. 129

xvi

Tabla 13.

Propiedades de la sección de losa Bloque 1. 130

Tabla 14.

Definición de los casos de carga Bloque 1. 130

Tabla 15.

Definición de cargas de diseño Bloque 1. 130

Tabla 16.

Definición de combinaciones de carga Bloque 1. 132

Tabla 17.

Secciones de armadura Bloque 1. 132

Tabla 18.

Diseño de columnas Bloque 1. 132

Tabla 19.

Diseño de vigas Bloque 1. 132

Tabla 20.

Propiedades de la sección del área Bloque 2. 133

Tabla 21.


Tabla 22.


Tabla 23.


Tabla 24.


xvii

Tabla 25.


Tabla 26.


Tabla 27.


Tabla 28.


Tabla 29.


Tabla 30.


Tabla 31.


Tabla 32.


Tabla 33.


Tabla 34.


Tabla 35.


Tabla 36.


xviii

Tabla 37.


Tabla 38.


Tabla 39.


Tabla 40.


Tabla 41.

Áreas de reforzamiento Bloque 1. 173

Tabla 42.


Tabla 43.


Tabla 44.


Tabla 45.

Tabla de precios y cantidades. 176

Tabla 46.

Análisis de Precios Unitarios RE-001 177

Tabla 47.


Tabla 48.


xix

Tabla 49.


LISTADO DE FIGURAS

Figura 1.

Ecuador, zonas sísmicas y valor del factor de zona z. 10

Figura 2.

Deriva de Piso. 16

Figura 3.

Efecto P - ∆. 18

Figura 4.

Uso de juntas sísmicas para diseños estructurales con configuración compleja. 23

Figura 5.

Asimetría (falsa simetría), debido a disposición de elementos resistentes. 24

Figura 6.

Ejemplos de estructuras con irregularidad en elevación. 27

Figura 7.

Formas irregulares en elevación. 27

Figura 8.

Discontinuidad de elementos y flujo de fuerzas. 28

Figura 9.

Cargas de sismo. 31

Figura 10.

Formato 12A (Datos generales). 40

xx

Figura 11.

Formato 12A (Características de la edificación). 41

Figura 12.

Formato 12A (Calificación final S). 41

Figura 13.

Formato 12A. 42

Figura 15.

Mapa de los Distritos de Quito. 43

Figura 16.

Mapa Distrito 6, Circuito 6. 44

Figura 17.

Ubicación Colegio Nacional “Dr. Emilio Uzcátegui” 49

Figura 18.

Ubicación INSFIDIM. 54

Figura 19.

Ubicación Colegio Gonzalo Zaldumbide. 57

Figura 20.

Ubicación Escuela Ciudad de San Gabriel. 60

Figura 21.

Ubicación Escuela Eduardo Carrión. 67

Figura 22.

Ubicación Colegio María Augusta Urrutia. 70

Figura 23.

Ubicación Colegio Miguel de Santiago. 76

xxi

Figura 24.

Ubicación Escuela Francisco Z. Guayasamín. 80

Figura 25.

Distribución de Bloques Escuela “Tránsito Amaguaña”. 85

Figura 26.

Ubicación Escuela “Tránsito Amaguaña”. 89

Figura 27.

Corte en Planta Bloque 1. 96

Figura 28.

Corte en Planta Bloque 1 (Losa Nivel +2.65) 98

Figura 29.

Corte en Elevación Bloque 1. 99

Figura 30.

Corte en Planta Bloque 2 (Nivel + 2.66). 100

Figura 31.

Corte en Planta Bloque 2 (Losa Nivel +2.65). 102

Figura 32.

Corte en elevación Bloque 2. 103

Figura 33.

Corte en Planta Bloque 3 (Nivel +3.09). 104

Figura 34.

Corte en Planta Bloque 3 (Losa Nivel +3.09). 106

Figura 35.


xxii

Figura 36.


Figura 37.


Figura 38.


Figura 39.

Menú File. 140

Figura 40.

New Model Initialization 140

Figura 41.

3D Frames. 141

Figura 42.

Define Grind System Data. 141

Figura 43.

Menú Assign. 142

Figura 44.

Joints Restraints 142

Figura 45.

Menú Joint Constraints. 142

Figura 46.

Assign/Define Constraints 142

Figura 47.

Diaphragm Constraint. 143

xxiii

Figura 48.

Define Materials. 143

Figura 49.

Material Property Data. 144

Figura 50.

Menú Define Sections Properties. 144

Figura 51.

Frame Properties. 144

Figura 52.

Add Frame Section Property. 145

Figura 53.

Rectangular Sections 145

Figura 54.

Reinforcement Data. 146

Figura 55.

Menú Assign/Frame Sections 146

Figura 56.

Frame properties. 147

Figura 57.

Menú Frame / End (Length) Offsets. 147

Figura 58.

Frame End (Length) Offsets. 147

Figura 59.

Define Load Patterns. 148

xxiv

Figura 60.

Menú Functions/Response Spectrum. 148

Figura 61.

Response Spectrum Functions. 148

Figura 62.

Response Spectrum Function Definition. 149

Figura 63.

Menú Load Cases. 150

Figura 64.

Define Load Cases. 150

Figura 65.

Menú Load Combinations 151

Figura 66.

Define Load Combinations 151

Figura 67.

Load Combination Data 151

Figura 68.

Frames Properties 153

Figura 69.

Divide Selected Areas. 153

Figura 70.

Analysis Options. 154

Figura 71.

Set Load Cases to Run 154

xxv

Figura 72.

Analysis Complete. 155

LISTADO DE FOTOGRAFÍAS

Fotografía 1

Composición elementos estructurales – Colegio Emilio Uzcátegui 49

Fotografía 2

Junta de construcción – Colegio Emilio Uzcátegui 50

Fotografía 3

Configuración en planta - Colegio Emilio Uzcáteguí 51

Fotografía 4

Edificaciones adicionales - Colegio Emilio Uzcátegui 51

Fotografía 5

Problemas por humedad - Colegio Emilio Uzcátegui 52

Fotografía 6

Problemas por humedad - Colegio Emilio Uzcátegui 52

Fotografía 7

Vista frontal - INSFIDIM 54

Fotografía 8

Vista de edificaciones – INSFIDIM 55

Fotografía 9

Vista posterior – INSFIDIM 55

Fotografía 10

Vista de edificaciones – INSFIDIM 55

xxvi

Fotografía 11

Colegio Gonzalo Zaldumbide 57

Fotografía 12

Composición de estructura principal - Escuela Ciudad de San Gabriel 60

Fotografía 13

Edificaciones complementarias - Escuela Ciudad de San Gabriel 61

Fotografía 14

Escuela Ciudad de San Gabriel 61

Fotografía 15

Escuela Ciudad de San Gabriel 61

Fotografía 16

Junta de construcción - Escuela Ciudad de San Gabriel 62

Fotografía 17

Junta de construcción - Escuela Ciudad de San Gabriel 62

Fotografía 18

Problemas por humedad - Escuela Ciudad de San Gabriel 63

Fotografía 19

Problemas por humedad - Escuela Ciudad de San Gabriel 63

Fotografía 20

Composición de estructura principal - Escuela Eduardo Carrión 67

Fotografía 21

Topografía regular - Escuela Eduardo Carrión 68

Fotografía 22

Topografía regular - Escuela Eduardo Carrión 68

xxvii

Fotografía 23

Composición de estructura principal - Colegio María A. Urrutia 70

Fotografía 24

Edificaciones complementarias – Colegio María A. Urrutia 71

Fotografía 25

Edificaciones complementarias – Colegio María A. Urrutia 71

Fotografía 26

Topografía regular – Colegio María A. Urrutia 71

Fotografía 27

Topografía regular – Colegio María A. Urrutia 71

Fotografía 28

Composición de estructura principal - Colegio Miguel de Santiago 77

Fotografía 29

Juntas de construcción - Colegio Miguel de Santiago 77

Fotografía 30

Escuela Francisco Z. Guayasamín 80

Fotografía 31


Fotografía 32


Fotografía 33

Composición de estructura principal - Escuela Francisco Z. Guayasamín 81

Fotografía 34

Composición de estructura principal - Escuela Francisco Z. Guayasamín 81

xxviii

Fotografía 35

Deterioro de estructura metálica - Escuela Francisco Z. Guayasamín 82

Fotografía 36

Bloque 2 – Escuela Tránsito Amaguaña 86

Fotografía 37


Fotografía 38


Fotografía 39

Cubierta (Viguetas de madera) – Escuela Tránsito Amaguaña 87

Fotografía 40

Cubierta (Vigas perimetrales de hormigón) – Escuela Tránsito Amaguaña 87

Fotografía 41

Elementos estructurales principales (Vigas y columnas de hormigón armado) 91

Fotografía 42

Losa de entrepiso 93

Fotografía 43

Composición de cubierta 93

Fotografía 44

Composición de cubierta 94

Fotografía 45

Bloque 1 – Discontinuidad de elementos verticales 111

Fotografía 46


xxix

Fotografía 47


Fotografía 48

Bloque 4 – Exposición de acero de refuerzo a la intemperie 113

Fotografía 49


Fotografía 50


Fotografía 51


Fotografía 52

Ensayo de esclerometría, Columna 1 Bloque 1 118

Fotografía 53


Fotografía 54


Fotografía 55


Fotografía 56


Fotografía 57


Fotografía 58

Ensayo de esclerometría, Losa 4 Bloque 4 119

xxx

Fotografía 59

Ensayo de esclerometría, Losa 4 Bloque 4 119

Fotografía 60

Ensayo de esclerometría, Viga 1 Bloque 4 120

Fotografía 61

Ensayo de esclerometría, Viga 1 Bloque 4 120

Fotografía 62

Extracción de muestras de hormigón, Columna 1 Bloque 1 122

Fotografía 63


Fotografía 64


Fotografía 65

Extracción de muestras de hormigón, Losa Bloque 4 123

Fotografía 66

Extracción de muestras de hormigón, Viga Bloque 4 124

xxxi

RESUMEN

“INSPECCIÓN Y EVALUACIÓN ESTRUCTURAL SEGÚN LA NORMA

ECUATORIANA DE LA CONSTRUCCIÓN NEC 11 (FORMATO 12A), PARA

ESTABLECIMIENTOS EDUCATIVOS, SITUADOS EN EL DISTRITO 6: CIRCUITO 6

(GRUPOS A, B Y C), DEL DISTRITO METROPOLITANO DE QUITO,

SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN INCLUYENDO EL ANÁLISIS ESTRUCTURAL

DETALLADO DEL ESTABLECIMIENTO MÁS VULNERABLE DE LOS GRUPOS

SELECCIONADOS”

El Ecuador está localizado dentro de un sistema sísmicamente activo de la tierra es por

ello que las provincias y ciudades que lo conforman poseen un alto riesgo sísmico, como

es el caso de la cuidad de Quito que al ser una de las ciudades más habitadas del país

posee un alto número de establecimientos educativos los mismos que albergan

aproximadamente a 558755 estudiantes.

La importancia que éste tipo de estructuras presentan es elevada, razón por la cual es

trascendental conocer su comportamiento ante un evento extremo como lo es un sismo de

grandes proporciones, por este motivo es necesario conocer si las condiciones

estructurales que presentan los establecimientos educativos cumplen con todos los

requisitos dispuestos por la Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC-11 en lo que

respecta a un diseño sismo resistente. El Formato 12A de la Norma Ecuatoriana de la

Construcción NEC-11 facilita realizar una inspección y evaluación rápida de estructuras

permitiendo conocer las condiciones que estas presentan y proponer posibles soluciones.

DESCRIPTORES: VULNERABILIDAD SISMICA / FORMATO 12A NEC-11 /

INSPECCION Y EVALUACIÓN RÁPIDA DE ESTRUCTURAS / MODELADO DE

ESTRUCTURAS SAP2000 / REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL MEDIANTE

FIBRAS DE CARBONO

xxxii

ABSTRACT

“STRUCTURAL INSPECTION AND RAPID ASSESSMENT BY THE ECUADORIAN

REPORTING STANDARD CONSTRUCTION NEC-11 (FORMAT 12A), FOR

EDUCATIONAL INSTITUTIONS, LOCATED AT DISTRICT 6: CIRCUIT 6 (GROUPS

A, B AND C), OF THE DM OF QUITO, INCLUDING A DETAILED STRUCTURAL

ANALYSIS OF THE EDUCATIONAL INSTITUTION MORE VULNERABLE”

Ecuador is located in a seismically active system of the earth, that is why the provinces

and cities that comprise it have a high seismic risk, such as Quito the capital, that is one

of the most populated cities in Ecuador, and it has a large number of educational

institutions that host approximately 558,755 students.

The importance that these kind of structures present is high, so it is transcendental to

know their comportment to an extreme event such as an earthquake of great proportions,

for this reason it is necessary to know if the structural conditions that present these

educational institutions are according to Ecuadorian arranged Construction Standard

NEC-11 with respect to an earthquake-resistant design. The Format 12A of Ecuadorian

Reporting Standard Construction NEC-11 permits to perform an inspection and rapid

assessment of the structures making easy to know the conditions that the structures

presents and give possible advices.

DESCRIPTORS: SEISMIC VULNERABILITY / FORMAT 12A NEC-11 /

INSPECTION AND RAPID ASSESSMENT OF STRUCTURES / MODELING OF

STRUCTURES WITH SAP2000 PROGRAM / CARBON FIBER STRUCTURAL

REINFORCEMENT

xxxiii

xxxiv

1

CAPÍTULO 1: Antecedentes y generalidades.

1.1. Objetivos

1.1.1. Objetivo General

El presente trabajo tiene por objetivo realizar una inspección y evaluación

rápida de la estructura de establecimientos educativos, mediante la

utilización del Formato 12A de la Norma Ecuatoriana de la Construcción

NEC-11, teniendo en cuenta la importancia del uso que estas

construcciones presentan, para así poder proponer los reforzamientos más

adecuados de tal forma que las estructuras cumplan con las exigencias de

los nuevos códigos en vigencia.

1.1.2. Objetivos Específicos

Realizar una inspección y evaluación rápida de la estructura de los

establecimientos educativos (Grupos A, B y C) del Distrito 6: Circuito 6,

del Distrito Metropolitano de Quito mediante la utilización del Formato

12A de la Norma Ecuatoriana de la Construcción (NEC11).

1.- Centro Educativo “Cardenal Spínola” - Dirección: Calle Marcelo

Spínola Oe5 – 95 y Calle Lorenzo Flores.

2.- Centro de Formación Artesanal Fiscomisional “T.E.S.P.A.” -

Dirección: Calle Salvador Bravo Oe4 – 75 y Calle José María

Alemán.

3.- Colegio Nacional “Dr. Emilio Uzcátegui” - Dirección: Calle

Diego de Céspedes Oe5 – 32 y Calle Moromoro.

2

4.- Fiscal de Discapacidad Motriz “INSFIDIM” - Dirección: Calle

Agustín Miranda Oe4 – 119 y Calle Apuela.

5.- Colegio Nacional “Gonzalo Zaldumbide” - Dirección: Calle

Salvador Bravo S20 y Calle Francisco Rueda.

6.- Escuela Fiscal Mixta “Cuidad de San Gabriel” - Dirección: Calle

Manuel Alvarado Oe4 – 452 y Calle Francisco Rueda.

7.- Escuela “Eduardo Vásquez Dodero” - Dirección: Calle Juan

Núñez y Calle José Argudo.

8.- Escuela Fiscal “23 de Mayo” - Dirección: Avenida Mariscal

Sucre y Calle Diego de Céspedes.

9.- Escuela “Eduardo Carrión Eguiguren” - Dirección: Calle

Benedicto Rincón S18 y Calle Gaspar Esperanza.

10.- Colegio Fiscomisional “María Augusta Urrutia” - Dirección:

Calle Manuel Monteros S22 – 53 y Calle Juan Núñez.

11.-Escuela de Educación Básica “Marquesa de Solanda” -

Dirección: Avenida Mariscal Sucre y Avenida Cusubamba.

12.- Jardín “María Eugenia Durán Ballén” - Dirección: Pasaje “G”,

Las Malvas.

13.- Colegio Técnico Industrial “Miguel de Santiago” - Dirección:

Calle Borbón S29 y Calle Alberto Sprencer.

14.- Escuela “Francisco Zurita Guayasamín” - Dirección: Calle

Malvas Oe3 – 247 y Pasaje “H”

15.- Escuela “Tránsito Amaguaña” - Dirección: Interior del Mercado

Mayorista Avenida Tnte. Hugo Ortiz y Calle Ayapamba.

Identificar. De todos los establecimientos educativos inspeccionados, el

establecimiento educativo más vulnerable es analizado para su diseño de

reforzamiento.

3

Modelar la estructura del establecimiento educativo más vulnerable

empleando el programa SAP2000 para así poder observar su

comportamiento estructural ante un sismo y proponer la solución más

favorable.

Elaborar los planos estructurales de la edificación modelada mediante el

programa SAP2000, incluyendo su memoria técnica y especificaciones de

obra a ser empleadas.

Realizar una cuantificación de los volúmenes de obra que van a ser

utilizados en el reforzamiento de la estructura modelada así como también

un presupuesto de la propuesta para la adecuación presentada.

1.2. Alcance

Reconocimiento visual e inspección prolija de los elementos soportantes: columnas,

vigas, losas y cubiertas de establecimientos educativos. Detección de desplomes,

oxidación de armaduras y deflexiones existentes. Estudio del modelamiento

estructural de sus condiciones existentes, mérito de reforzamiento de la estructura.

1.3. Justificación

Actualmente hay 2 millones 239 mil 191 habitantes en Quito*, colocándolo como

el segundo cantón más poblado del Ecuador, la alta cantidad de habitantes que la

ciudad posee es directamente proporcional al número de establecimientos

educativos existentes en ella.

* Fuente: Instituto Nacional de Estadística y Censo – Censo 2010

4

En Quito existen aproximadamente 2168 instituciones educativas en áreas urbanas

y rurales las mismas que albergan a 558755 estudiantes* conformando cerca de la

quinta parte del número total de habitantes del cantón.

Debido al alto número de estudiantes existentes en la ciudad de Quito es alarmante

que la gran mayoría de las edificaciones de las instituciones educativas existentes

no cumplan con todos los requisitos dispuestos por la Norma Ecuatoriana de la

Construcción NEC-11 en lo que respecta a un diseño sismo resistente y a su vez no

sean capaces de prevenir posibles riesgos en la presencia de un evento extremo.

1.4. Investigaciones afines realizadas

Existen informes de evaluaciones estructurales realizadas por la Unidad de

Estructuras de la Facultad de Ingeniería que funciona en el Centro de Transferencia

y Desarrollo de Tecnología, CTT.

Las memorias de los trabajos realizados y revisados pertenecen a los siguientes

proyectos:

- Edificio del Ex – Filanbanco conocido como “La Licuadora” ubicado en San

Blas.

- Edificio Yavirac ubicado en la calle Unión Nacional de Periodistas (Parque “La

Carolina”)

- Edificio Ex – Banco la Previsora, Hotel Humbol ubicado en el Centro Histórico

de la Ciudad de Quito, entre otros proyectos.

* Fuente: Ministerio de Educación - reportes.educacion.gov.ec/ReportServer/P

5

CAPÍTULO 2: Estudio de conceptos básicos y criterios de evaluación de

estructuras.

2.1. Definiciones

La terminología empleada en este documento forma parte de la Norma Ecuatoriana

de la Construcción NEC-11

Componentes no estructurales. Componentes del edificio que no forman parte del

sistema estructural que resiste cargas verticales y laterales y tampoco se definen

como contenido del edificio.

Contenido del edificio. Elementos contenidos en el edificio que han sido definidos

como sistemas del edificio.

Deficiencia. Defecto visible en el edificio o falta de mantenimiento significativo del

edificio en sus componentes o equipos.

Desastre. Es un siniestro o calamidad que en el momento de ocurrencia, supera la

capacidad de atención social de los recursos humanos y tecnológicos, disponibles por

las autoridades de la región afectada.

Índice de daño. Relación entre el costo del daño o su reparación, dividido para el

costo de reposición.

Ocupante. De un edificio, un grupo u organización o parte de esta, o un individuo

o individuos, que están o estarán ocupando algún espacio para realizar una actividad.

Otros peligros sísmicos. Otros peligros sísmicos incluyen, pero no se limitan a,

licuación de suelos, deformaciones del terreno incluyendo rupturas, asentamientos

diferenciales, deslizamientos, etc.; y, peligros fuera del sitio del terremoto

incluyendo inundaciones debido a falla en algún dique o represa, tsunamis o seiches.

6

Peritaje Estructural. La evaluación de la condición de una propiedad para el

propósito de identificar las condiciones o características de la propiedad, incluyendo

potenciales condiciones peligrosas, que pueden ser importantes para determinar la

conveniencia de la propiedad para realizar transacciones financieras o inmobiliarias.

Riesgo. Es la posibilidad de sufrir daño debido a un peligro. Un peligro es una

sustancia o acción que puede causar daño, enfermedad, pérdida económica y/o daño

ambiental.

Sistema resistente a cargas laterales. Los elementos del sistema estructural que

resisten la acción sísmica. Esto incluye respuesta vertical, horizontal y torsional de

elementos y sistemas.

Usuario. Persona o institución que consigue el proveedor para que prepare la

evaluación de riesgo sísmico.

Visita al sitio. Reconocimiento visual del sitio y la propiedad física por parte del

proveedor para recolectar información para los propósitos de preparar la evaluación

del riesgo sísmico.

Vulnerabilidad sísmica. De una edificación es un conjunto de parámetros capaz de

predecir el tipo de daño estructural, el modo de fallo y la capacidad resistente de una

estructura bajo unas condiciones probables de sismo.

La vulnerabilidad sísmica es el área de trabajo de la ingeniería antisísmica cuyo

objetivo es reducir la vulnerabilidad sísmica teniendo en cuenta los costes y los

principios de la ingeniería estructural.

2.2. Peligro sísmico del Ecuador.

Los más importantes sismos son ocasionados principalmente por el desplazamiento

relativo y repentino entre dos zonas de la corteza terrestre y en aquellos lugares

7

donde se encuentran fallas de importancia o bien desplazamientos entre placas

tectónicas.

El Ecuador está localizado dentro de un sistema sísmicamente activo de la tierra, el

cual se denomina El Cinturón o Anillo de fuego del Pacífico, también conocido

como Cinturón Circumpacífico y se caracteriza por concentrar algunas de las zonas

de subducción más importantes del mundo, lo que ocasiona una intensa

actividad sísmica y volcánica en las zonas que abarca.

Es evidente que el Ecuador se encuentra ubicado en una zona de alto riesgo, cuya

causa principal es la zona de subducción entre las placas de Nazca y Sudamericana,

así lo demuestran los eventos telúricos* sucedidos en:

1906/01/31 - Gran terremoto con epicentro en el Océano Pacífico, frente a

las costas de la frontera Ecuador-Colombia. Este sismo, por su magnitud,

es el quinto más fuerte que se ha registrado en el mundo, desde que existen

los sismógrafos.

1911/09/23 - Violento sismo que causo estragos de consideración en varios

cantones de la provincia del Chimborazo, donde el 90% de edificios y

casas fueron afectados en mayor o menor cuantía.

1913/02/23 - Terremoto de consideración en el sur del país. Destrucción

total de algunas viviendas en poblaciones de las provincias de Loja, El Oro

y Azuay. Daños graves en muchas casas de la misma zona y en

poblaciones del Guayas.

1914/05/31 - Violento movimiento sísmico en la provincia de Pichincha,

acompañado de ruidos subterráneos. Por el Sur sentido hasta Cuenca y por

el Norte hasta Ibarra.

1923/12/16 - Uno de los terremotos con mayores con secuencias en la

provincia del Carchi, hasta esa fecha. Cayeron muchas casas, en especial

en los pueblos y sectores rurales así como campesinos. Murieron cerca de

300 personas.

* Fuente: Instituto Geofísico de la E.P.N. – Catálogo de Terremotos del Ecuador.

http://es.wikipedia.org/wiki/Subducci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%ADsmica

http://es.wikipedia.org/wiki/Volc%C3%A1nica

8

1942/05/14 - Terremoto cuyos efectos se extendieron a la mayor parte de

las provincias de la Costa y dos de la Sierra. Daños en Manabí, Guayas,

Los Ríos, Esmeraldas, Bolívar e Imbabura. En otras provincias los efectos

fueron de poca magnitud.

1949/08/05 - Gran terremoto de Pelileo, ciudad que fue totalmente

destruida. Destrucción casi total de muchas poblaciones de las provincias

de Tungurahua y Cotopaxi. Graves daños en localidades de las provincias

de Chimborazo y Bolívar.

1958/01/19 - Terremoto destructor en Esmeraldas. Colapso total de casas

antiguas y colapso parcial de construcciones nuevas y edificios. Los

efectos se extendieron a la provincia de Imbabura y al departamento de

Nariño, Colombia.

1987/03/06 - Gran terremoto de la provincia del Napo, donde se

presentaron los efectos más severos. También hubo serios daños en

ciudades y poblaciones de las provincias de Sucumbíos, Imbabura,

Pichincha y el este del Carchi.

1998/08/04 - Terremoto de severas consecuencias en la provincia de

Manabí. Gran destrucción de edificios en Bahía de Caráquez. Daños

graves en Canoa, San Vicente y localidades cercanas. En otras ciudades de

Manabí los daños fueron de menor proporción.

2.2.1. Bases del Diseño para el reforzamiento de una Estructura.

Los procedimientos y requisitos descritos en este documento se determinarán

considerando la zona sísmica del Ecuador donde se va a construir la

estructura, las características del suelo del sitio de emplazamiento, el tipo de

uso, destino e importancia de la estructura, y el tipo de sistema de

configuración estructural a utilizarse. Para estructuras de uso normal, éstas

deberán diseñarse para una resistencia tal que puedan soportar los

desplazamientos laterales inducidos por el sismo de diseño, considerado la

9

respuesta inelástica, la redundancia y sobre-resistencia estructural inherente, y

la ductilidad de la estructura. Para estructuras de ocupación especial y

edificaciones esenciales, se aplicarán verificaciones de comportamiento

inelástico para diferentes niveles de terremotos. La resistencia mínima de

diseño para todas las estructuras deberá basarse en las fuerzas sísmicas de

diseño establecidas en este documento.

2.2.2. Zonas sísmicas y factor de zona Z

El factor Z dependerá del riesgo sísmico de la zona en estudio, nuestro país se

encuentra divido en 6 zonas como se muestra en la siguiente tabla:

Zona sísmica I II III IV V VI

Valor del factor Z 0.15 0.25 0.30 0.35 0.40 ≥ 0.50

Caracterización de

amenaza sísmica

Intermedia

Alta Alta Alta Alta Muy Alta

Tabla 1 - Valores del factor Z en función de la zona sísmica adoptada*

* Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC-11 - Tabla 2.1

10

2.2.2.1. Mapa de zonificación sísmica para diseño.

Figura 1: Ecuador, zonas sísmicas para propósitos de diseño y valor del factor de zona Z.*

2.3. Diseño Sismo – Resistente.

Se dice que una edificación es considerada sismo resistente cuando se diseña

y construye con una adecuada configuración estructural, con componentes de

dimensiones apropiadas y materiales con una proporción y resistencia

suficientes para soportar la acción de fuerzas causadas por sismos frecuentes.

Aún cuando se diseñe y construya una edificación cumpliendo con todos los

requisitos que indican las normas de diseño y construcción sismo resistente,

siempre existe la posibilidad de que se presente un terremoto aun más fuerte

* Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC-11 - Figura 2.1

11

que los que dan sido previstos y que deben ser resistidos por la edificación sin

que ocurran daños. Por esta razón, se puede llegar a la premisa de que no

existen edificaciones totalmente sismo-resistentes.

Sin embargo, la sismo resistencia es una propiedad o capacidad que se le

provee a la edificación con el fin de salvaguardar las vidas sobretodo así

como los bienes de las personas que la ocupan.

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

edificación que este diseñada bajo la los parámetros de la sismo resistencia no

colapsará y a su vez contribuirá a que no haya pérdida de vidas y pérdida

total de la propiedad.

Por otra parte una edificación que no haya sido diseñada bajo los parámetros

de la sismo resistencia es obviamente más vulnerable, es decir susceptible o

predispuesta a dañarse parcialmente en forma grave o a colapsar fácilmente

en su totalidad en caso de un terremoto.

El costo adicional que representa un diseño regido por las normas de sismo

resistencia es mínimo, si la construcción se realiza correctamente pero

sobretodo está totalmente justificado, debido a la seguridad que esta

edificación prestará para las personas en caso de presentarse un evento

extremo como lo es un terremoto.

Los principios del diseño de una estructura Sismo – Resistente.

-Forma geométrica de una estructura

La geometría de la edificación debe ser sencilla en planta y en elevación.

Las formas complejas, irregulares o asimétricas causan un mal

comportamiento cuando la edificación es sacudida por un sismo. Una

geometría irregular favorece que la estructura sufra torsión o que intente girar

12

en forma desordenada. La falta de uniformidad facilita que en algunas

esquinas se presenten intensas concentraciones de fuerza, que pueden ser

difíciles de resistir.

-Tipo de material y Peso de la estructura

Entre más liviana sea la edificación menor será la fuerza que tendrá que

soportar cuando ocurre un terremoto. Grandes masas o pesos se mueven con

mayor severidad al ser sacudidas por un sismo y, por lo tanto, la exigencia de

la fuerza actuante será mayor sobre los componentes de la edificación.

Cuando la cubierta de una edificación es muy pesada, por ejemplo, esta se

moverá como un péndulo invertido causando esfuerzos tensiones muy severas

en los elementos sobre los cuales esta soportada.

-Dimensiones de las secciones transversales y longitud de un elemento

estructural

Es deseable que la estructura se deforme poco cuando se mueve ante la acción

de un sismo. Una estructura flexible o poco sólida al deformarse

exageradamente favorece que se presenten daños en paredes o divisiones no

estructurales, acabados arquitectónicos e instalaciones que usualmente

son elementos frágiles que no soportan mayores distorsiones.

-Buena estabilidad

Las edificaciones deben ser firmes y conservar el equilibrio cuando son

sometidas a las vibraciones de un terremoto.

Estructuras poco sólidas e inestables se pueden volcar o deslizar en caso de

una cimentación deficiente. La falta de estabilidad y rigidez favorece

que edificaciones vecinas se golpeen en forma perjudicial si no existe una

suficiente separación entre ellas.

13

-Suelo firme y buena cimentación

La cimentación debe ser competente para trasmitir con seguridad el peso de la

edificación al suelo. También, es deseable que el material del suelo sea duro y

resistente. Los suelos blandos amplifican las ondas sísmicas y

facilitan asentamientos nocivos en la cimentación que pueden afectar

la estructura y facilitar el daño en caso de sismo.

-Estructura apropiada

Para que una edificación soporte un terremoto su estructura debe ser sólida,

simétrica, uniforme, continua o bien conectada. Cambios bruscos de sus

dimensiones, de su rigidez, falta de continuidad, una configuración estructural

desordenada o voladizos excesivos facilitan la concentración de fuerzas

nocivas, torsiones y deformaciones que pueden causar graves daños o el

colapso de la edificación.

-Materiales competentes

Los materiales deben ser de buena calidad para garantizar una adecuada

resistencia y capacidad de la estructura para absorber y disipar la energía que

el sismo le otorga a la edificación cuando se sacude. Materiales frágiles, poco

resistentes, con discontinuidades se rompen fácilmente ante la acción de

un terremoto. Muros o paredes de tapia de tierra o adobe,

de ladrillo o bloque sin refuerzo, sin vigas y columnas, son muy peligrosos.

-Calidad de construcción

Se deben cumplir los requisitos de calidad y resistencia de los materiales y

acatar las especificaciones de diseño y construcción. La falta de control de

calidad en la construcción y la ausencia de supervisión técnica ha sido la

causa de daños y colapsos de edificaciones que aparentemente cumplen con

14

otras características o principios de la sismo resistencia. Los sismos

descubren los descuidos y errores que se hayan cometido al construir.

-Capacidad de disipar energía

Una estructura debe ser capaz de soportar deformaciones en

sus componentes sin que se dañen gravemente o se degrade su resistencia.

Cuando una estructura no es dúctil y tenaz se rompe fácilmente al iniciarse su

deformación por la acción sísmica. Al degradarse su rigidez y resistencia

pierde su estabilidad y puede colapsar súbitamente.

-Fijación de acabados e instalaciones

Los componentes no estructurales como tabiques divisorios, acabados

arquitectónicos, fachadas, ventanas e instalaciones deben estar bien adheridos

o conectados y no deben interaccionar con la estructura. Si no están bien

conectados se desprenderán fácilmente en caso de un sismo.

2.3.1. Filosofía del diseño sismo – resistente.

Los códigos de diseño estructural usualmente indican el nivel general de

protección que debe esperarse de ellos. Para las estructuras sismo resistentes

la mayoría de los códigos establece requerimientos mínimos para asegurar la

protección de la vida humana (esto es, evitar el colapso parcial o total) pero

sin controlar el daño que puede resultar de la acción sísmica.

Las estructuras sismo resistentes, salvo casos especiales, se diseñan para

responder y disipar energía durante la ocurrencia un terremoto severo. Es por

ello que las fuerzas o aceleraciones obtenidas a partir del espectro de diseño

(espectro elástico) son reducidas mediante un factor de modificación de

respuesta, R. De esta forma el espectro de diseño elástico se transforma, a

través del factor R, en un espectro inelástico.

15

Es importante resaltar que la disipación de energía y el comportamiento dúctil

de la estructura bajo la acción sísmica solo puede lograrse si los miembros

que componen la misma son adecuadamente detallados (para evitar fallas de

tipo frágil). Además, el desarrollo de ductilidad implica la ocurrencia de

daño estructural, el cual resulta de la fluencia del acero y eventualmente de

problemas de inestabilidad como el pandeo local. El daño que produce el

terremoto tiene un costo de reparación, pudiendo ser significativo según el

tipo y la cantidad de componentes afectados, las técnicas de reparación

requerida, etc.

La filosofía del diseño sismo – resistente consiste en:

a. Evitar pérdidas de vidas.

b. Asegurar la continuidad de los servicios básicos.

c. Minimizar los daños de la propiedad.

Como prioridad frente a un sismo, la filosofía del diseño sismo – resistente, se

debe enfocar en dar protección completa a las estructuras, lo que no es técnica

ni económicamente factible para la mayoría de ellas, es decir que, las

estructuras no deben colapsar y menos aún causar daños graves a las personas

frente a un sismo catalogado como severo.

Para conseguir este objetivo se requiere resistencia, para lo que es necesaria

una apropiada combinación tanto de resistencia como de ductilidad, razón por

la cual las estructuras deben soportar movimientos sísmicos moderados que

pueden ocurrir en el sitio durante su vida de servicio, experimentando

posibles daños dentro de límites aceptables.

16

2.3.2. Control de la deriva de piso.

La deriva de piso* es un desplazamiento relativo dividido para la altura de

entrepiso, como se muestra en la Figura 2.

Figura 2 – Deriva de Piso

Donde:

Dpj = Deriva de piso, del piso en estudio.

= Desplazamientos inelásticos del piso en estudio.

= Desplazamientos inelásticos del piso anterior.

hj = Altura que existe desde el piso en estudio hasta el piso

inferior.

La deriva de piso es uno de los parámetros más usados para conocer el daño

en una estructura, además la deriva máxima de piso se relaciona con el

comportamiento esperado de la estructura.

*Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC11 – Capítulo 2 – Peligro Sísmico y Requisitos de Diseño Sismo Resistente.

17

Debido a que en varias ocasiones no son las fuerzas sísmicas, sino el control

de deformaciones, el parámetro de diseño crítico, se enfatiza en el control de

la deriva de piso a través del cálculo de las derivas inelásticas máximas de

piso. Este hecho reconoce y enfrenta los problemas que se han observado en

sismos pasados, donde las deformaciones excesivas ha ocasionado ingentes

pérdidas por los daños a elementos estructurales y no estructurales. El

objetivo es comprobar que la estructura presentará deformaciones inelásticas

controlables, mejorando substancialmente el diseño conceptual. Los valores

máximos se han establecido considerando que los cálculos serán realizados

mediante la utilización de secciones agrietadas, según el modelamiento de la

estructura.

Para la revisión de las derivas de piso se utilizará el valor de la respuesta

máxima inelástica en desplazamientos de la estructura, causada por el

sismo de diseño. Las derivas obtenidas como consecuencia de la aplicación

de las fuerzas laterales de diseño reducidas , sean elásticas o dinámicas,

para cada dirección de aplicación de las fuerzas laterales, se calcularán, para

cada piso, realizando un análisis elástico de la estructura sometida a las

fuerzas laterales calculadas, considerando las secciones agrietadas de los

elementos estructurales. El cálculo de las derivas de piso debe incluir las

deflexiones debidas a efectos traslacionales y torsionales, y los efectos .

Adicionalmente, en el caso de pórticos con estructura metálica, debe

considerarse la contribución de las deformaciones de las zonas de conexiones

a la deriva de piso.

Efecto

Debido a que la estructura va a estar sometida a las fuerzas laterales

provocadas por el sismo, esto hace que existan desplazamientos; el efecto

se origina por la excentricidad del peso (Cargas gravitatorias) de la

estructura con dichos desplazamientos; todos estos factores mencionados son

* Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC11 - Efecto (2.7.5.)

18

los que producen momentos secundarios, y por tal razón aumentan los

desplazamientos y las fuerzas laterales.

Figura 3 – Efecto

Este efecto se considera como de segundo orden, y se hace referencia al

índice de estabilidad de piso.

- Índice de estabilidad de piso

Los efectos no necesitan ser considerados cuando el índice de

estabilidad* es menor a 0.10.

Índice de estabilidad, del piso en estudio.

La carga en estudio desde el piso en estudio hasta el piso más alto.

El cortante aplicado, del piso en estudio.

* Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC11 - Índice de estabilidad de piso (2.7.5.2.)

19

Deriva del piso calculada en el centro de masas de piso.

Altura que existe desde el piso en estudio hasta el piso inferior.

El índice de estabilidad de cualquier piso, , no debe exceder el valor de

0.30. Cuando es mayor que 0.30, la estructura el potencialmente inestable y

debe rigidizarse, a menos que se demuestre, mediante procedimientos más

estrictos, que la estructura permanece estable y que cumple con todos los

requisitos de diseño sismo – resistente establecidos en las normativas de

diseño.

Como se mencionó anteriormente, el efecto origina momentos de

segundo orden, estos no tienen la misma dirección que los de primer orden;

por tal razón se hace uso de factores de mayoración para cubrir estas

incertidumbres.

El factor de mayoración está determinado por:

Control de la Deriva de Piso

Es ampliamente reconocido que el daño estructural se correlaciona mejor con

el desplazamiento que con la resistencia lateral desarrollada. Excesivas

deformaciones han ocasionado ingentes pérdidas por daños a elementos

estructurales y no estructurales. El diseñador debe comprobar que su

estructura presentará deformaciones inelásticas controlables, mejorando

substancialmente el diseño conceptual. Por lo tanto, los límites a las derivas

de entrepiso inelásticas máximas, los cuales deben satisfacerse en todas

las columnas del edificio.

* Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC11 - Factor de mayoración (2.7.5.4.)

20

Para la revisión de las derivas de piso se utilizará el valor de la respuesta

máxima inelástica de desplazamientos de la estructura, causada por el

sismo de diseño. Las derivas de piso obtenidas como consecuencia de la

aplicación de las fuerzas laterales de diseño reducidas , sean inelásticas o

dinámicas, para cada dirección de aplicación de las fuerzas laterales, se

calcularán, para cada piso, realizando un análisis elástico de la estructura

sometida a las fuerzas laterales calculadas, considerando las secciones

agrietadas de los elementos traslacionales y torsionales, y los efectos .

Adicionalmente, en el caso de pórticos con estructura metálica, debe

considerarse la contribución de las deformaciones de las zonas de conexiones

a la deriva de piso.

Límites de la Deriva de Piso

El valor de la deriva máxima inelástica* de cada piso debe calcularse

mediante:

Donde:

R = factor reductor de resistencia.

= No puede superar los siguientes valores:

Estructuras de máxima

Hormigón armado, estructuras metálicas y de madera 0.020

De mampostería 0.010

Tabla 2 – Valores de máximo, expresados como fracción de la altura de piso.**

* Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC11 - Límites de la Deriva de Piso (2.7.8.3.) ** Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC11 - Control de la deriva de piso (Tabla 2.8.)

21

2.3.3. Factores importantes en estructuras.

2.3.3.1. Factor de importancia.

Como una medida para incrementar el margen de seguridad asociado al

diseño de edificaciones, la mayoría de los códigos exige la aplicación

del llamado “Factor de Importancia”, que depende de la importancia,

uso, riesgo de fallo y categoría de ocupación de la edificación. El factor

se utiliza con el objetivo y/o estrategia de incrementar el margen de

seguridad asociado que estas edificaciones. Su selección depende de la

zonificación sísmica y eventuales consecuencias catastróficas de las

posibles fallas.

El propósito del factor de importancia* “I” es incrementar la demanda

sísmica de diseño para estructuras, que por sus características de

utilización o de importancia deben permanecer operativas o sufrir

menores daños durante y después de la ocurrencia del sismo de diseño.

La variabilidad del factor de importancia asignado a edificaciones de

uno residencial, educacional y hospitalario pone de manifiesto la falta

de consenso por parte de la comunidad internacional en el tratamiento

de las edificaciones esenciales. Sin embargo, también es notable que

esta estrategia no sea totalmente apropiada ni suficiente para dotar de la

seguridad requerida a las edificaciones.

* Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC11 - Tipo de Uso, Destino e Importancia de la Estructura (2.6.4)

22

Categoría Tipo de uso, destino e importancia Factor

Edificaciones

esenciales y/o

peligrosas

Hospitales, clínicas, Centros de salud o emergencia sanitaria. Instalaciones

militares, de policía, bomberos, defensa civil. Garages o establecimientos para

vehículos y aviones que atienden emergencias. Torres de control aéreo.

Estructuras de centros de telecomunicaciones u otros centros de atención de

emergencias. Estructuras que albergan equipos de generación y distribución

eléctrica. Tanque u otras estructuras utilizadas para depósito de agua u otras

substancias anti-incendio. Estructuras que albergan depósitos tóxicos,

explosivos, químicos u otras substancias peligrosas.

1.5

Estructuras de

ocupación

especial

Museos, iglesias, escuelas y centros de educación deportivos que albergan

más de trescientas personas. Todas las estructuras que albergan más de cinco

mil personas. Edificios públicos que requieren operar continuamente.

1.3

Otras estructuras Todas las estructuras de edificación y otras que no clasifican dentro de las

categorías anteriores.

1.0

Tabla 3 – Tipos de uso, destino e importancia de la estructura.**

2.3.3.2. Factor de configuración estructural en planta.

Se recomienda formas sencillas, entendiéndose como tales a aquellas en

la cuales la línea trazada de un punto a otro de la planta, transcurre en su

mayor parte por dentro de la misma. Lo anterior no ocurre en los

edificios en L, T, U, etc. (Figura 3). En éstos últimos cada brazo de la

planta se asemeja a un voladizo empotrado en el cuerpo restante del

edificio, sitio en el cual hay menores deformaciones laterales pero que

provoca concentraciones de esfuerzos en las zonas adyacentes y por tanto

daños.

** Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC11 - Tipo de Uso, Destino e Importancia de la Estructura (Tabla 2.9.)

23

Figura 3 – Irregularidad en Planta.

Sin embargo, se pueden diseñar plantas estructurales complejas si se

separan adecuadamente los diferentes cuerpos mediante juntas de

construcción con una holgura suficiente que permita evitar el choque

entre los diferentes cuerpos o edificios (Figura 4).

Figura 4 – Uso de juntas sísmicas para diseños estructurales con configuración en

planta compleja.

La característica de irregularidad en planta genera una excentricidad

entre el centro de masa y el centro de rigidez de los diferentes elementos

resistentes. Algunas veces, edificaciones que parecen simétricas no lo

son debido a la disposición de los elementos resistentes que crean una

falsa simetría (asimetría) Figura. Esta distribución asimétrica de la

24

rigidez genera una distribución no uniforme de los esfuerzos sobre los

diferentes elementos, donde los más afectados son los que se ubican más

lejos del centro de rigidez (Figura 5).

Figura 5 – Asimetría (falsa simetría), debido a disposición de elementos resistentes.

Una edificación se considera regular en planta cuando cumple con las

siguientes condiciones:

Más del 75% del área del edificio sobre el nivel del suelo está

construida por pisos cuyas plantas regulares sin entrantes o

salientes de dimensiones significativas. Los sótanos si están

confinados por el terreno circundante no se toman en cuenta.

No hay ningún piso con excesiva excentricidad entre su centro de

masa y si centro de rigideces. Se exceptúan los pisos superiores

que sumen menos del 15% de una masa del edificio sobre el nivel

del suelo.

25

El coeficiente de configuración estructural en planta* se estimará a

partir del análisis de las características de la regularidad e irregularidad

en las plantas en la estructura, descritas a continuación. Se utilizará la

siguiente expresión:

Donde:

= el mínimo valor de cada piso i de la estructura, obtenido de

la Tabla 4, para cuando se encuentran presentes las irregularidades

tipo 1, 2 y/o 3 ( en cada piso se calcula como el mínimo valor

expresado por la tabla para las tres irregularidades),

= se establece de manera análoga, para cuando se encuentran

presentes las irregularidades tipo 4 en la estructura.

Cuando una estructura no contempla ninguno de los tipos de

irregularidades descritas en la Tabla 4, en ninguno de sus pisos,

tomará el valor de 1 y se considerará como regular en planta.

* Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC11 - Coeficiente de Configuración estructural en Planta (2.6.6)

26

Tabla 4 – Coeficientes de irregularidad en planta*.

* Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC11 - Coeficientes de Irregularidad en planta (Tabla 2.12.)

27

2.3.3.3. Factor de configuración estructural en elevación.

Un aspecto del diseño arquitectónico que puede afectar al

comportamiento de un edificio es la existencia de irregularidad en altura

(Figura 6), que se produce por alguno de los siguientes factores:

Figura 6 – Ejemplos de estructuras con irregularidad en elevación.

1. Cuando un piso presenta una altura entre pisos mayor a los de los

pisos adyacentes.

2. Cuando hay cambio repentino en la configuración en planta de la

edificación (Figura 7).

Figura 7 – Formas irregulares en elevación.

28

3. Cuando se presenta una discontinuidad en los elementos verticales

(Figura 8).

Figura 8 – Discontinuidad en elementos y flujo de fuerzas.

4. Cuando hay concentraciones de masas en algún piso.

Para evitar que se produzcan grandes concentraciones de esfuerzos en

ciertos niveles del edificio, o amplificaciones de vibración en los pisos

superiores, es necesario que a lo largo de la elevación permanezcan las

mismas secciones de elementos estructurales como son columnas,

paredes de corte, se debe evitar el cambio brusco de cotas de altura entre

pisos, no se debe concentrar grandes masas en los pisos superiores.

Un edificio podrá ser calificado como regular en elevación si cumple con

las siguientes condiciones:

Si la estructura tiene una configuración geométrica vertical

aproximadamente constante y carece de escalonamientos de un

tramo o se exceptúan los escalonamientos entre las alientes y el

cuerpo del edificio y los escalonamiento que ocurran entre el

primer 15% de altura

Si la relación masa/rigidez no sufre cambios de más del 15% entre

pisos adyacentes, el último piso no requiere verificarse.

29

No debe tener interrupción de los elementos estructurales

verticales.

El coeficiente de configuración estructural en elevación* se

estimará a partir del análisis de las características de la regularidad e

irregularidad en elevación de la estructura, descritas a continuación.

Se utilizará la siguiente expresión:

Donde:

= el mínimo valor de cada piso i de la estructura, obtenido de

la Tabla 5, para cuando se encuentran presentes las irregularidades

tipo 1 ( en cada piso se calcula como el mínimo valor expresado

por la tabla para la irregularidad tipo 1),

= se establece de manera análoga, para cuando se encuentran

presentes las irregularidades tipo 2 y/o 3 en la estructura.

Cuando una estructura no contempla ninguno de los tipos de

irregularidades descritas en la Tabla 2.2, en ninguno de sus pisos,

tomará e valor de 1 y se considerará como regular en elevación.

Adicionalmente, se debe tomar en cuenta que, cuando la deriva

máxima de cualquier piso menor de 1.3 veces la deriva del piso

inmediato superior, puede considerarse que no existen irregularidades

de los tipos 1, 2 ó 3.

Para el caso de estructuras tipo pórtico espacial sismo – resistente con

muros estructurales (sistemas duales), que cumplan con la definición

proporcionada para dichos pórticos, tomará el valor de 1.

* Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC11 Factor de Configuración Estructural en Elevación (2.6.7)

30

Tabla 5 - Coeficientes de irregularidad en elevación*.

* Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC11 - Coeficientes de Irregularidad en elevación (Tabla 2.13.)

31

2.3.4. Fuerzas de diseño mínimas y efectos relacionados.

Las fuerzas inducidas por movimientos sísmicos en una edificación son

inerciales, es decir, dependen de la aceleración inducida por el sismo y de la

masa a mover, en este caso, la masa de la edificación.

Como primer paso para hallar las fuerzas sísmicas necesitamos conocer la

masa y donde se ubica. Consideraremos que la masa se concentra en cada piso

(lo cual es cierto para un edificio de pórticos) y por lo tanto determinaremos la

masa por piso y el centro de masa de cada uno de estos.

La carga sísmica W representa la carga reactiva por sismo y es igual a la carga

muerta total de la estructura más un 25% de la carga viva de piso. En el caso

de estructuras de bodegas o de almacenaje, W se calcula como carga muerta

más un 50% de la carga viva de piso.

2.3.4.1. Cortante basal de diseño.

Cargas de sismo:

Son debidas al movimiento acelerado del suelo en las direcciones

horizontal y vertical, expresadas en función de la gravedad “g”.

Cuando la base de una estructura está sujeta a una aceleración súbita

del suelo, fuerzas de inercia que siguen la segunda ley de Newton (F=

m*a) se desarrollan. Un análisis dinámico basado en las ecuaciones de

movimiento de Newton para estructuras localizadas en regiones de

riesgo sísmico debe ser seguido.

Figura 9 – Cargas de Sismo.

32

Para comprender mejor en qué consiste el corte basal, asociaremos el

edificio a una barra empotrada al suelo, cuanto más pesado sea el

edificio o mayor masa tenga, mayor será la fuerza horizontal

equivalente que tienda a moverlo, su mayor desplazamiento estará en

el último piso y su mayor valor de corte estará en la base empotrada.

Ese corte en la base o corte basal del edificio valdrá:

Donde:

C es el coeficiente sísmico de diseño

W es el peso del edificio

El cálculo del cortante basal permite determinar la fuerza lateral total

como consecuencia de las fuerzas de inercia que se induce a un

sistema de N-grados de libertad, distribuyéndolo posteriormente a lo

largo de las diferentes alturas de la estructura.

El cortante basal total de diseño V, a nivel de cargas últimas, que será

aplicado a una estructura en una dirección especificada, se

determinará mediante las expresiones:

Donde:

Factor de importancia definido en 2.3.3.1

Peso de la estructura.

Aceleración esperada en el suelo, depende de la zona donde se

encuentre la estructura.

Coeficiente de interacción suelo – estructura. No debe exceder

del valor de Cm establecido en la Tabla 5, no debe ser menor a

0,5 y puede utilizarse para cualquier estructura.

Factor de reducción de respuesta estructural.

33

Su valor y el de su exponente se obtienen de la Tabla 6.

Factores de configuración estructural en planta y en

elevación definidos en 2.3.3.2 y 2.3.3.3

Factor de reducción de respuesta estructural

Se conoce claramente que el factor de reducción de resistencia R

depende de los siguientes parámetros:

- Del tipo de estructura,

- Del tipo de suelo,

- Del período de vibración considerado y,

- De los factores de ductilidad, sobre resistencia, redundancia y

amortiguamiento de una estructura en condiciones límite.

Se ha simplificado a un parámetro constante dependiente únicamente

de la tipología estructural.

El factor de reducción de resistencia sísmica* R se escogerá de la Tabla

6, tomándose el menor de los valores para los casos en los cuales el

sistema estructural resulte una combinación de varios sistemas

descritos en la Tabla 6.

Para otro tipo de estructuras diferentes a las de edificación**

, se deberá

incluir todas las estructuras auto-portantes que no son edificios, las

cuales soportan cargas verticales y deben resistir los efectos sísmicos,

tales como reservorios, tanques, silos, torres de transmisión, estructuras

* Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC11 - Factor de reducción de resistencia sísmica R

(2.7.2.3.) ** Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC11 - Otras estructuras diferentes a las de

edificación. (2.7.9.)

34

hidráulicas, tuberías, etc., cuyo comportamiento dinámico es distinto al

comportamiento de las estructuras de edificación. Los valores para

correspondientes para otro tipo de estructuras diferentes a las de

edificación se encuentran en la Tabla 7.

El valor de R podrá aplicarse en el cálculo del cortante basal, siempre y

cuando la estructura sea diseñada con todos los requisitos de diseño

sismo-resistente.

Valores del coeficiente de reducción de respuesta estructural R

Sistemas Duales

Pórticos espaciales sismo-resistentes, de hormigón armado con vigas descolgadas, con muros

estructurales de hormigón armado o con diagonales rigidizadoras, sean de hormigón o acero

laminado en caliente.

7

Pórticos de acero laminado en caliente con diagonales rigidizadoras (excéntricas o concéntricas) o

con muros estructurales de hormigón armado.

7

Pórticos con columnas de hormigón armado y vigas de acero laminado en caliente con diagonales

rigidizadoras (excéntricas o concéntricas).

7

Pórticos espaciales sismo-resistentes, de hormigón armado con vigas banda, con muros

estructurales de hormigón armado o con diagonales rigidizadoras.

6

Pórticos resistentes a momentos

Pórticos espaciales sismo-resistentes, de hormigón armado con vigas descolgadas. 6

Pórticos espaciales sismo-resistentes, de acero laminado en caliente o con elementos armados de

placas.

6

Pórticos con columnas de hormigón armado y vigas de acero laminado en caliente. 6

Otros sistemas estructurales para edificaciones

Sistemas de muros portantes (que no clasifican como muros estructurales) de hormigón armado. 5

Pórticos espaciales sismo-resistentes de hormigón armado con vigas banda. 5

Estructuras de mampostería reforzada o confinada. 3.5

Tabla 6 - Coeficiente de reducción de respuesta estructural* R.

* Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC11 - Valores del coeficiente de reducción de

respuesta estructural R (Tabla 2.14.)

35

Valores del coeficiente de reducción de respuesta estructural R

Reservorios y depósitos, incluidos tanques y esferas presurizadas, soportados mediante columnas o

soportes arriostrados o no arriostrados.

2

Silos de hormigón fundido en sitio y chimeneas que poseen paredes continuas desde la

cimentación.

3.5

Estructuras tipo cantilever tales como chimeneas, silos y depósitos apoyados en sus bordes. 3

Torres en armadura (auto-portantes o atirantadas) 3

Estructuras en forma de péndulo invertido 2

Torres de enfriamiento 3.5

Depósitos elevados soportados por una pila o por apoyos no arriostrados. 3

Letreros y carteleras 3.5

Estructuras para vallas publicitarias y monumentos. 2

Otras estructuras no descritas en este documento. 2

Tabla 7 - Factor de reducción de respuesta R para estructuras diferentes a las de edificación**

.

2.4. Análisis y verificación del desempeño estructural.

Los objetivos básicos de diseño sismo-resistente son el de evitar colapsos de

estructuras durante sismos de gran intensidad que podrían presentarse en el

transcurso de la vida útil de estas estructuras y que además estas no presentan daños

de consideración durante sismos moderados, es decir aquellos que son frecuentes en

la mencionada vida útil. Sin embargo, el comportamiento observado de estructuras

durante sismos de distintas características en diversas partes del mundo sugiere que

estos objetivos no se han alcanzado de manera satisfactoria. En particular es

relevante mencionar los daños importantes en estructuras de concreto reforzado que

se han observado en sismos moderados y que no corresponden al sismo de diseño

del lugar donde ocurrieron estos sismos, y que sin embargo han llevado al colapso

de estructuras o a daños en elementos estructurales o no estructurales. En este

último caso, aún cuando los daños sólo ocurrieron en elementos no estructurales,

fueron de tal magnitud que impidieron el uso de la edificación un tiempo

** Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC11 - Valores del coeficiente de reducción de

respuesta estructural R (Tabla 2.15.)

36

considerable, hasta que se llevó a cabo las reparaciones o reforzamientos

necesarios.

Por lo antes mencionado es necesario llevar a cabo tanto un análisis así como una

verificación del desempeño estructural de la edificación*, para lo que en el presente

trabajo de investigación utilizaremos los lineamientos descritos por la Norma

Ecuatoriana de la Construcción (NEC 11); la misma que nos demanda la

verificación de los siguientes requisitos:

Elementos esenciales: Seguridad de vida ante amenaza sísmica con Tr 475 años y

prevención de colapso ante amenaza sísmica con tr 2,500 años.

Elementos de ocupación especial: Prevención de colapso ante amenaza sísmica

con Tr 2,500 años.

Para efectos de verificación, las acciones gravitacionales y sísmicas se combinan de

manera distinta a la utilizada en el diseño. De entre las dos combinaciones que se

presentan a continuación, aquella que cause el efecto más desfavorable en la

estructura deberá ser utilizada.

Los niveles de desempeño para Seguridad de Vida y Prevención de Colapso se

encuentran descritos a continuación:

*Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC11 - Análisis y Verificación del desempeño estructural. (3.2)

37

Tabla 8 - Control de daño y niveles de desempeño para Edificios*.

La memoria de diseño deberá incluir una descripción del modelo no-lineal

generado, propiedades de los materiales utilizados, acciones gravitacionales y

sísmicas, proceso de análisis, criterios de aceptación y su cumplimiento.

* Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC11 - Control de daño y niveles de desempeño para

Edificios (Tabla 3.2)

Nivel de Prevención al Colapso (S-

E)

Nivel de Seguridad de Vida

(S-e)

Nivel de Ocupación

Inmediata (1 - B)Nivel Operacional (1 - A)

Daño Global Severo Moderado Ligero Muy Ligero

General

Componentes Daño severo

No Estructurales

Niveles de Desempeño del Edificio Esperados

Control de Daño y Niveles de Desempeño del Edificio

No hay deriva permanente.

La estructura aún mantiene

resistencia y rigidez

originales. Fisuras

menores en fachadas,

paredes divisorias, cielos

razos así como en

elementos estructurales.

Los ascensores aún pueden

ser encendidos. Sistema

contra incendios aún

operable.

No hay deriva

permanente. La

estructura aún

mantiene la resistencia

y rigidez originales.

Fisuras menores en

fachadas, paredes

divisorias, y cielos

razos así como en

elementos

estructurales. Todos

los sistemas

importantes para una

operación normal están

en fucionamiento

Peligro de caida de objetos

mitigado pero bastante

daño en sistemas:

arquitectónico, mecánico y

eléctrico

Equipos y contenido están

seguros de manera general,

pero algunos no operan

debido a fallas mecánicas

o falta de util idad

Ocurre daño

insignificante. La

energía eléctrica y otros

servicios están

disponibles, por

servicios de reserva.

Algo de resistencia y rigidez

residual ha quedado en

todos los pisos. Elementos

que soportan cargas

gravitacionales aún

funcionando. Fallas en

muros dentro de su plano o

parapetos inclinados. Algo

de deriva permanente.

Daños en paredes

divisorias. El Edificio se

mantiene econónicamente

reparable

Pequeña resistencia y rigidez

residual, pero columnas y

muros cargadores funcionando.

Grandes derivas permanentes.

Algunas salidas bloqueadas.

Parapetos no asegurados que

han fallado o tienen alguna

falla incipiente. El edificio está

cerca del colapso

38

2.5. Evaluación rápida de estructuras.

Consiste en identificar, inventariar y clasificar las estructuras de acuerdo a indicadores

visuales de riesgo sísmico, por tratarse de un procedimiento sencillo puede ser empleado

por toda persona vinculada a la construcción como: consultores, constructores,

estudiantes de ingeniería civil o arquitectura, etc.

El sistema ha ser empleado en este documento puede ser aplicado para estudios de riesgo

sísmico a nivel urbano o regional, este sistema es apropiado para el reconocimiento de

problemas estructurales que puedan presentar las edificaciones en caso de un sismo de

grandes proporciones,

2.5.1. Metodología.

La metodología empleada en este documento se basa en la asignación de

puntajes a la estructura de las edificaciones de los establecimientos

educativos en estudio para así poder identificar las edificaciones

potencialmente vulnerables por medio de las deficiencias estructurales que

presentan.

La evaluación rápida de estructuras permite identificar fácil y rápidamente

aquellas edificaciones que no cumplan con la filosofía del diseño sismo-

resistente, es decir, que podrían causar la pérdida de vidas, daños graves a

la estructura de las edificaciones ó la severa interrupción de los servicios

básicos.

El proceso de evaluación se inicia identificando el sistema estructural del

que está compuesta la edificación así como el material del que está

construida la misma.

39

La evaluación de edificaciones se efectúa mediante el Formato 12A*

existente en la Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC-11, en dicho

formato se contemplan “puntajes básicos” para diferentes tipos de

edificaciones, del mismo modo existen “puntajes modificadores” que se

relacionan con las características que presenta el edificio y que a su vez

califican los defectos o las bondades en el sistema sismo-resistente.

Finalmente se llega a un puntaje estructural S de la edificación en estudio,

el puntaje S califica el potencial peligro de una edificación ante la

ocurrencia de un sismo, dicho puntaje puede variar entre 0 y 7. Un puntaje

bajo S sugiere que el edificio requiere un estudio adicional por un

ingeniero estructural que tenga experiencia en el diseño sismo-resistente, y

un alto puntaje S indica que el edificio es aceptable. La evaluación rápida

de estructuras es un proceso que puede demorar entre 15 a 20 minutos.

El resultado final de S nos permitirá dividir a las edificaciones

inspeccionadas en dos categorías: Los que mantienen un nivel de riesgo

aceptable con el fin primordial de salvaguardar las vidas de los ocupantes

y los que podrían ser símicamente vulnerables y que deberían ser

estudiados con mayor detenidamente.

Tipologías o sistemas estructurales**

W1 Pórticos de madera, para uso residencial o comercial, <500 metros

cuadrados.

W2 Pórticos de madera, >500 metros cuadrados.

S1 Pórticos de acero resistentes a momento.

S2 Pórticos de acero arriostrados.

* Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC-11 - Guía y formato para inspección y evaluación

rápida de estructuras (Anexo 3.A) ** Fuente: The Federal Emergency Management Agency (FEMA) - Characteristics and Earthquake Performance of RVS Building Types.

40

S3 Estructuras de acero doblado en frío.

S4 Pórticos de acero con muros de corte de concreto fundido en sitio.

S5 Pórticos de acero con mampostería no reforzada.

C1 Pórticos de concreto resistentes a momento.

C2 Muros de corte de concreto reforzado.

C3 Pórticos de concreto con mampostería no reforzada.

PC2 Pórticos de concreto prefabricado.

RM1 Mampostería reforzada con piso flexible y techo de diafragma.

RM2 Mampostería reforzada y diafragmas rígidos.

URM Mampostería no reforzada como muros de carga.

Figura 10 - Formato 12A (Datos generales)

Escala:

Número de pisos: Año de construcción:

Otra identificación:

ZIP:

Nombre del Edificio:

Uso:

Área total del Edificio (m²):

Revisor: Fecha:

Dirección:

Fotografía:

Sección para identificación

del edificio incluye la

dirección del edificio

evaluado, el número de

pisos, año en que fue

construido, el nombre del

profesional que revisa, fecha

de la revisión.

Esquema en planta del

edificio, que detallará si es

que existe algún problema

en la configuración de la

edificación.

Una fotografía en la cual se

pueda observar la mayor

cantidad de detalles de la

estructuración del edificio.

41

Figura 11 - Formato 12A (Características de la edificación)

Figura 12 - Formato 12A (Calificación Final S)

OCUPACION TIPO DE SUELO PELIGROS NO ESTRUCTURALES

Serv. De

Oficina

Residencial

Educación

Número de Personas

0 - 10

101 - 1000

11 - 100

Industrial 1000+

F

Dura M edia

Suelo Suelo Suelo

Blanda Rígido Blando Pobre

Roca Roca Roca

A

Indicar otro:Emergencia

Edif. De Reunionies

Comercial

C D EGobierno

Edificio

Histórico

B

Parapetos Revestimient Piel de Otro

W1 W2 S1 S2 S3 S4 S5 C1 C2 C3 PC2 RM1 RM2 URM

( U R M ( U R M

IN F) IN F)

4.4 3.8 2.8 3.0 3.2 2.8 2.0 2.5 2.8 1.6 2.4 2.8 2.8 1.8

N/A N/A 0.2 0.4 N/A 0.4 0.4 0.4 0.4 0.2 0.2 0.4 0.4 0.0

N/A N/A 0.6 0.8 N/A 0.8 0.8 0.6 0.8 0.4 0.4 N/A 0.6 N/A

-2.5 -2.0 -1.0 -1.5 N/A -1.0 -1.0 -1.5 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0

-0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5

0.0 -1.0 -1.0 -0.8 -0.6 -0.8 -0.2 -1.2 -1.0 -0.8 -0.8 -1.0 -0.8 -0.2

0.0 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4

0.0 -0.8 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.4 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6

0.0 -0.8 -1.2 -1.2 -1.0 -1.2 -0.8 -0.8 -0.8 -0.4 -0.4 -0.4 -0.6 -0.8

0.7

TIPO DE EDIFICACION

( M R F) ( B R ) ( LM )

Calificación Básica

COMENTARIOS: REQUIERE EVALUACION

DETALLADA

SI NO

Alura Media (4 a 7 pisos)

Gran Al tura (> 7 pisos)

Irregularidad Vertica l

Irregularidad en Planta

Norma

Suelo Tipo C

Suelo Tipo D

Suelo Tipo E

CALIFICACION FINAL, S

( R C SW ) ( M R F) ( SW )

PUNTAJES BÁSICOS, MODIFICADORES Y CALIFICACIÓN FINAL, S

Determinación de la

ocupación y estimación del

número de personas que

ocupan el edificio, la clase

de ocupación que mejor

describa al edificio y el

número de personas

ocupándolo deberán ser

encerrados en un círculo

cada uno.

Determinación del tipo de

suelo, generalmente realizado

en una fase previa de revisión y

de recolección de datos. De no

haberse realizado esta fase el

revisor deberá identificar el tipo

de suelo durante su visita. De

no haber una base para ésta

determinación se asumirá un

suelo tipo E y si el edificio es

máximo de 2 pisos con una

altura no mayor a 8 metros se

asumirá un suelo tipo D.

Determinación de los peligros

no estructurales, que pueden

darse durante la ocurrencia de

un terremoto como la caída de

objetos o elementos pesados

como parapetos, revestimientos

de distintos materiales, caída de

elementos de vidrio u otra clase

de objetos que deberán ser

inclinados.

MODIFICADORES

valores que se sumarán o

restarán del puntaje

básico para luego obtener

la calificación final.

PUNTAJE BÁSICO es

un puntaje basado en

estudios realizados por

FEMA con el apoyo de

reportes de ATC y de

BSSC, se considera

básico para estructuras de

distintos tipos.

Una vez identificado el

sistema estructural este

será el puntaje con el que

comenzará a calificarse

el edificio para luego

sumar o restar los valores

modificadores

dependiendo de las

demás características del

edificio.

CALIFICACIÓN O SCORE FINAL S, calificación

obtenida al sumar algebraicamente los valores básicos y

modificadores. La calificación límite se la deberá

establecer en una fase previa (FEMA 154 sugiere que ese

puntaje límite sea 2), si la calificación en menor que la

calificación límite se considera sísmicamente vulnerable.

En base a esta calificación obtenida se deberá escoger si se

quiere una evaluación más detallada o no.

42

2.5.2. Formato de evaluación (Formato 12A).

Figura 13 - Formato 12A

Ver ANEXO 1 que contiene el Capítulo 3 de la Norma Ecuatoriana de la Construcción

NEC-11.


( U R M ( U R M

IN F) IN F )

4.4 3.8 2.8 3.0 3.2 2.8 2.0 2.5 2.8 1.6 2.4 2.8 2.8 1.8

N/A N/A 0.2 0.4 N/A 0.4 0.4 0.4 0.4 0.2 0.2 0.4 0.4 0.0

N/A N/A 0.6 0.8 N/A 0.8 0.8 0.6 0.8 0.4 0.4 N/A 0.6 N/A

-2.5 -2.0 -1.0 -1.5 N/A -1.0 -1.0 -1.5 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0

-0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5

0.0 -1.0 -1.0 -0.8 -0.6 -0.8 -0.2 -1.2 -1.0 -0.8 -0.8 -1.0 -0.8 -0.2

0.0 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4

0.0 -0.8 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.4 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6

0.0 -0.8 -1.2 -1.2 -1.0 -1.2 -0.8 -0.8 -0.8 -0.4 -0.4 -0.4 -0.6 -0.8

TIPO DE EDIFICACION

( M R F) ( B R ) ( LM )



DETALLADA

SI NO

Alura Media (4 a 7 pisos )

Gran Altura (> 7 pisos )



Norma

Suelo Tipo C

Suelo Tipo D

Suelo Tipo E


( R C SW ) ( M R F) ( SW )

Escala:


Serv. De

Oficina

Residencial

Educación

Número de Personas

0 - 10

101 - 1000

11 - 100

Industrial 1000+

F

Dura M edia

Suelo Suelo Suelo


Roca Roca Roca

A


Número de pisos: Año de construcción:


ZIP:

Nombre del Edificio:

Uso:


Revisor: Fecha:

Indicar o tro :Emergencia

Edif. De Reunionies

Comercial

C D E

Dirección:

Gobierno

Edificio

Histórico

B

Fotografía:


43

CAPÍTULO 3: Inspección y evaluación rápida de los establecimientos educativos

(Grupos A, B y C) del Distrito 6: Circuito 6, del Distrito

Metropolitano de Quito usando el Formato 12A del NEC 11.

3.1. Mapa de los Distritos de Quito.

Figura 15 – Mapa de los Distritos de Quito

Distrito Circuitos Planteles

17D01 4 60 17D02 4 176 17D03 9 349 17D04 6 276 17D05 6 491 17D06 6 381 17D07 2 242 17D08 4 194 17D09 4 189

TOTAL 2358

44

3.1.1. Distrito 6: Circuito 6 (Grupos A, B y C)

Distrito Circuito Planteles

17D06

17D06CE01 84 17D06CE02 54 17D06CE03 48 17D06CE04 87 17D06CE05 56 17D06CE06 52

Figura 16 – Mapa del Distrito 6, Circuito 6.

El Distrito 6, Circuito 6 del Cantón Quito posee un total de 52 establecimientos

educativos, debido al gran número de establecimientos registrados se ha realizado una

subdivisión del circuito en cuestión para facilitar la evaluación e inspección de los

establecimientos educativos, de esta manera se tiene los siguientes grupos:

45

GRUPO A – Del establecimiento 1 al 20

GRUPO B – Del establecimiento 21 al 40

GRUPO C – Del establecimiento 41 al 52

De los 52 establecimientos registrados se ha constatado la existencia únicamente de 36 en

funcionamiento, de los cuales se ha elegido 15 para su inspección y desarrollo del

presente documento. Establecimientos que se detalla a continuación en la siguiente tabla:

ESTABLECIMIENTO EDUCATIVO DIRECCION GRUPOS

Centro Educativo “Cardenal Spínola” Calle Marcelo Spínola Oe5 – 95 y Calle

Lorenzo Flores. B

Centro de Formación Artesanal

Fiscomisional “T.E.S.P.A.”

Calle Salvador Bravo Oe4 – 75 y Calle

José María Alemán. C

Colegio Nacional “Dr. Emilio

Uzcátegui”

Calle Diego de Céspedes Oe5 – 32 y Calle

Moromoro A

Fiscal de Discapacidad Motriz

“INSFIDIM”

Calle Agustín Miranda Oe4 – 119 y Calle

Apuela. B

Colegio Nacional “Gonzalo

Zaldumbide”

Calle Salvador Bravo S20 y Calle

Francisco Rueda. B

Escuela Fiscal Mixta “Cuidad de San

Gabriel”

Calle Manuel Alvarado Oe4 – 452 y Calle

Francisco Rueda. A

Escuela “Eduardo Vásquez Dodero” Calle Juan Núñez y Calle José Argudo. A

Escuela Fiscal “23 de Mayo” Avenida Mariscal Sucre y Calle Diego de

Céspedes. A

Escuela “Eduardo Carrión

Eguiguren”

Calle Benedicto Rincón S18 y Calle

Gaspar Esperanza. A

Colegio Fiscomisional “María

Augusta Urrutia”

Dirección: Calle Manuel Monteros S22 –

53 y Calle Juan Núñez. B

Escuela de Educación Básica

“Marquesa de Solanda”

Avenida Mariscal Sucre y Avenida

Cusubamba. B

Jardín “María Eugenia Durán Ballén” Pasaje “G”, Las Malvas. B

Colegio Técnico Industrial “Miguel

de Santiago”

Calle Borbón S29 y Calle Alberto

Sprencer. B

Escuela “Francisco Zurita

Guayasamín” Calle Malvas Oe3 – 247 y Pasaje “H” A

Escuela “Tránsito Amaguaña” Interior del Mercado Mayorista Avenida

Tnte. Hugo Ortiz y Calle Ayapamba. C

Tabla 9 – Grupos de establecimientos educativos.

46

3.2. Centro Educativo “Cardenal Spínola” Dirección: Calle Marcelo Spínola Oe5 –

95 y Calle Lorenzo Flores.

3.2.1. Formato de evaluación 12 A (1).

Nota: No se pudo realizar la evaluación del establecimiento educativo.


( U R M ( U R M

IN F) IN F )

4.4 3.8 2.8 3.0 3.2 2.8 2.0 2.5 2.8 1.6 2.4 2.8 2.8 1.8

N/A N/A 0.2 0.4 N/A 0.4 0.4 0.4 0.4 0.2 0.2 0.4 0.4 0.0

N/A N/A 0.6 0.8 N/A 0.8 0.8 0.6 0.8 0.4 0.4 N/A 0.6 N/A

-2.5 -2.0 -1.0 -1.5 N/A -1.0 -1.0 -1.5 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0

-0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5

0.0 -1.0 -1.0 -0.8 -0.6 -0.8 -0.2 -1.2 -1.0 -0.8 -0.8 -1.0 -0.8 -0.2

0.0 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4

0.0 -0.8 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.4 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6

0.0 -0.8 -1.2 -1.2 -1.0 -1.2 -0.8 -0.8 -0.8 -0.4 -0.4 -0.4 -0.6 -0.8

C D E

Dirección: Calle Marcelo Spínola Oe5 – 95 y Calle Lorenzo Flores.

Gobierno

Edificio

Histórico

B


Número de pisos: 2 - 3 Año de construcción:

Otra identificación: Centro de capacitación ANETA (Solanda)

ZIP:

Nombre del Edificio: Centro Educativo “Cardenal Spínola”

Uso: Establecimiento Educativo


Revisor: Emilio J. Maldonado Ch. Fecha:


Edif. De Reunionies

Comercial

Industrial 1000+

F

Dura M edia

Suelo Suelo Suelo


Roca Roca Roca

A

( R C SW ) ( M R F) ( SW )

Escala:


Serv. De

Oficina

Residencial

Educación

Número de Personas

0 - 10

101 - 1000

11 - 100

Suelo Tipo C

Suelo Tipo D

Suelo Tipo E






Norma


DETALLADA

SI NO

TIPO DE EDIFICACION

( M R F) ( B R ) ( LM )



47

3.3. Centro de Formación Artesanal Fiscomisional “T.E.S.P.A.” Dirección: Calle

Salvador Bravo Oe4 – 75 y Calle José María Alemán.




( U R M ( U R M

IN F) IN F )

4.4 3.8 2.8 3.0 3.2 2.8 2.0 2.5 2.8 1.6 2.4 2.8 2.8 1.8

N/A N/A 0.2 0.4 N/A 0.4 0.4 0.4 0.4 0.2 0.2 0.4 0.4 0.0

N/A N/A 0.6 0.8 N/A 0.8 0.8 0.6 0.8 0.4 0.4 N/A 0.6 N/A

-2.5 -2.0 -1.0 -1.5 N/A -1.0 -1.0 -1.5 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0

-0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5

0.0 -1.0 -1.0 -0.8 -0.6 -0.8 -0.2 -1.2 -1.0 -0.8 -0.8 -1.0 -0.8 -0.2

0.0 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4

0.0 -0.8 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.4 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6

0.0 -0.8 -1.2 -1.2 -1.0 -1.2 -0.8 -0.8 -0.8 -0.4 -0.4 -0.4 -0.6 -0.8

C D E

Dirección: Calle Salvador Bravo Oe4 – 75 y Calle José María Alemán.

Gobierno

Edificio

Histórico

B



Otra identificación: Iglesia de solanda

ZIP:

Nombre del Edificio: Centro de Formación Artesanal Fiscomisional “T.E.S.P.A.”





Edif. De Reunionies

Comercial

Industrial 1000+

F

Dura M edia

Suelo Suelo Suelo


Roca Roca Roca

A

( R C SW ) ( M R F) ( SW )

Escala:


Serv. De

Oficina

Residencial

Educación

Número de Personas

0 - 10

101 - 1000

11 - 100

Suelo Tipo C

Suelo Tipo D

Suelo Tipo E






Norma


DETALLADA

SI NO

TIPO DE EDIFICACION

( M R F) ( B R ) ( LM )



48

3.4. Colegio Nacional “Dr. Emilio Uzcátegui” Dirección: Calle Diego de Céspedes

Oe5 – 32 y Calle Moromoro.



( U R M ( U R M

IN F) IN F )

4.4 3.8 2.8 3.0 3.2 2.8 2.0 2.5 2.8 1.6 2.4 2.8 2.8 1.8

N/A N/A 0.2 0.4 N/A 0.4 0.4 0.4 0.4 0.2 0.2 0.4 0.4 0.0

N/A N/A 0.6 0.8 N/A 0.8 0.8 0.6 0.8 0.4 0.4 N/A 0.6 N/A

-2.5 -2.0 -1.0 -1.5 N/A -1.0 -1.0 -1.5 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0

-0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5

0.0 -1.0 -1.0 -0.8 -0.6 -0.8 -0.2 -1.2 -1.0 -0.8 -0.8 -1.0 -0.8 -0.2

0.0 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4

0.0 -0.8 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.4 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6

0.0 -0.8 -1.2 -1.2 -1.0 -1.2 -0.8 -0.8 -0.8 -0.4 -0.4 -0.4 -0.6 -0.8

0.7

TIPO DE EDIFICACION

( M R F) ( B R ) ( LM )



DETALLADA

SI NO





Norma

Suelo Tipo C

Suelo Tipo D

Suelo Tipo E


( R C SW ) ( M R F) ( SW )

Escala:


Serv. De

Oficina

Residencial

Educación

Número de Personas

0 - 10

101 - 1000

11 - 100

Industrial 1000+

F

Dura M edia

Suelo Suelo Suelo


Roca Roca Roca

A




ZIP:

Nombre del Edificio: Colegio Nacional “Dr. Emilio Uzcátegui”





Edif. De Reunionies

Comercial

C D E

Dirección: Calle Diego de Céspedes Oe5 – 32 y Calle Moromoro.

Gobierno

Edificio

Histórico

B


49

Nombre de la Institución: Colegio Nacional “Dr. Emilio Uzcátegui”

Ubicación: Calle Diego de Céspedes Oe5 – 32 y Calle Moromoro.

Figura 17 – Ubicación Colegio Emilio Uzcátegui

Descripción:

La estructura del establecimiento educativo en cuestión se encuentra constituida por:

- Columnas de hormigón armado fundidas en sitio.

- Vigas peraltadas de hormigón armado fundidas en sitio.

- Losas alivianadas de hormigón armado fundidas en sitio.

Fotografía 1 – Elementos estructurales principales - Colegio Emilio Uzcátegui

50

La edificación se encuentra dispuesta en un área de terreno que presenta una topografía

regular facilitando así la presencia de columnas de altura constante que favorecen el

comportamiento de las edificaciones ante un evento extremo.

Debido a las dimensiones de las edificaciones que conforman al establecimiento

educativo se puede distinguir la presencia de juntas ubicadas adecuadamente en el

inmueble, lo que constata una correcta construcción del mismo, y asegura su

comportamiento ante un sismo.

Fotografía 2 – Junta de construcción - Colegio Emilio Uzcátegui

Se identifican dos edificaciones en el establecimiento educativo en forma de “C” lo que

no presenta inconvenientes para la configuración en planta de la estructura; de la misma

manera no posee cambios bruscos de sección que generen dificultades para la

configuración en elevación de la misma.

51

Fotografía 3 – Configuración en planta Colegio Emilio Uzcáteguí

Por motivos de espacio y como mejora para el establecimiento educativo la

administración ha decidido hacer una remodelación al mismo, dicha remodelación está

compuesta por una edificación de estructura metálica prefabricada que no forma parte

del diseño original del establecimiento y que ha seguido creciendo según las necesidades

del mismo.

Fotografía 4 – Edificaciones adicionales Colegio Emilio Uzcátegui

52

3.4.2. Conclusión:

Mediante la inspección y evaluación rápida realizada a la estructura del

establecimiento educativo se ha podido constatar el buen estado de la

misma; las columnas, vigas y losas que conforman el sistema estructural

principal no presentan problemas que puedan afectar en su funcionamiento.

Se ha evidenciado también la presencia fisuras provocadas por la retracción

del fraguado del hormigón así como también fisuras por asentamiento típico

de la estructura.

Por último se ha identificado ciertos problemas por efectos de la humedad

en las dos edificaciones que componen el establecimiento educativo, dichos

problemas han provocado el desprendimiento de la capa de mortero

empleada en el masillado. Este problema ha sido recurrente para las

edificaciones ya que no se ha podido solucionar con éxito, a su vez es un

problema que afecta a la parte estética de las edificaciones más no a su

desempeño estructural.

Fotografía 5 - Colegio Emilio Uzcátegui Fotografía 6 – Colegio Emilio Uzcátegui

Problemas por humedad Problemas por humedad

53

3.5. Instituto Fiscal de Discapacidad Motriz “INSFIDIM” Dirección: Calle Agustín

Miranda Oe4 – 119 y Calle Apuela.



( U R M ( U R M

IN F) IN F )

4.4 3.8 2.8 3.0 3.2 2.8 2.0 2.5 2.8 1.6 2.4 2.8 2.8 1.8

N/A N/A 0.2 0.4 N/A 0.4 0.4 0.4 0.4 0.2 0.2 0.4 0.4 0.0

N/A N/A 0.6 0.8 N/A 0.8 0.8 0.6 0.8 0.4 0.4 N/A 0.6 N/A

-2.5 -2.0 -1.0 -1.5 N/A -1.0 -1.0 -1.5 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0

-0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5

0.0 -1.0 -1.0 -0.8 -0.6 -0.8 -0.2 -1.2 -1.0 -0.8 -0.8 -1.0 -0.8 -0.2

0.0 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4

0.0 -0.8 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.4 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6

0.0 -0.8 -1.2 -1.2 -1.0 -1.2 -0.8 -0.8 -0.8 -0.4 -0.4 -0.4 -0.6 -0.8

0.7

TIPO DE EDIFICACION

( M R F) ( B R ) ( LM )



DETALLADA

SI NO





Norma

Suelo Tipo C

Suelo Tipo D

Suelo Tipo E


( R C SW ) ( M R F) ( SW )

Escala:


Serv. De

Oficina

Residencial

Educación

Número de Personas

0 - 10

101 - 1000

11 - 100

Industrial 1000+

F

Dura M edia

Suelo Suelo Suelo


Roca Roca Roca

A



Otra identificación: Estadio del Aucas

ZIP:

Nombre del Edificio: Instituto Fiscal de Discapacidad Motriz “INSFIDIM”





Edif. De Reunionies

Comercial

C D E

Dirección: Calle Agustín Miranda Oe4 – 119 y Calle Apuela.

Gobierno

Edificio

Histórico

B


54

Nombre de la Institución: Instituto Fiscal de Discapacidad Motriz “INSFIDIM”

Ubicación: Calle Agustín Miranda Oe4 – 119 y Calle Apuela.

Figura 18 – Ubicación INSFIDIM

Descripción:


- Columnas de hormigón armado fundido en sitio.

- Vigas de hormigón armado fundido en sitio.


Fotografía 7 – Vista frontal - INSFIDIM




55

La institución está conformada por cuatro edificaciones, tres de ellas son edificaciones

sencillas de un piso destinadas para el uso de aulas del instituto. La cuarta edificación

está conformada por dos pisos los mismos que se distribuyen entre aulas y áreas

administrativas.

Fotografía 8 – Vista de edificaciones - INSFIDIM

Fotografía 9 – Vista posterior - INSFIDIM Fotografía 10 – Vista de edificaciones - INSFIDIM

3.5.2. Conclusión:

La estructura presenta problemas leves por humedad lo que provoca

ciertos desprendimientos de la capa de mortero empleado en el

enlucido en ciertas partes, así como también fallas en la capa de

pintura.

Estos problemas son de carácter estético y no inciden en su

comportamiento estructural ante la presencia de un sismo.

56

3.6. Colegio Nacional “Gonzalo Zaldumbide” Dirección: Calle Salvador Bravo S20

y Calle Francisco Rueda.



( U R M ( U R M

IN F) IN F )

4.4 3.8 2.8 3.0 3.2 2.8 2.0 2.5 2.8 1.6 2.4 2.8 2.8 1.8

N/A N/A 0.2 0.4 N/A 0.4 0.4 0.4 0.4 0.2 0.2 0.4 0.4 0.0

N/A N/A 0.6 0.8 N/A 0.8 0.8 0.6 0.8 0.4 0.4 N/A 0.6 N/A

-2.5 -2.0 -1.0 -1.5 N/A -1.0 -1.0 -1.5 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0

-0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5

0.0 -1.0 -1.0 -0.8 -0.6 -0.8 -0.2 -1.2 -1.0 -0.8 -0.8 -1.0 -0.8 -0.2

0.0 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4

0.0 -0.8 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.4 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6

0.0 -0.8 -1.2 -1.2 -1.0 -1.2 -0.8 -0.8 -0.8 -0.4 -0.4 -0.4 -0.6 -0.8

0.7

TIPO DE EDIFICACION

( M R F) ( B R ) ( LM )



DETALLADA

SI NO





Norma

Suelo Tipo C

Suelo Tipo D

Suelo Tipo E


( R C SW ) ( M R F) ( SW )

Escala:


Serv. De

Oficina

Residencial

Educación

Número de Personas

0 - 10

101 - 1000

11 - 100

Industrial 1000+

F

Dura M edia

Suelo Suelo Suelo


Roca Roca Roca

A




ZIP:

Nombre del Edificio: Colegio Nacional “Gonzalo Zaldumbide”





Edif. De Reunionies

Comercial

C D E

Dirección: Calle Salvador Bravo S20 y Calle Francisco Rueda.

Gobierno

Edificio

Histórico

B


57

Nombre de la Institución: Colegio Nacional “Gonzalo Zaldumbide”

Ubicación: Calle Salvador Bravo S20 y Calle Francisco Rueda.

Figura 19 – Ubicación Colegio Gonzalo Zaldumbide

Descripción:



- Vigas de hormigón armado fundido en sitio.


Fotografía 11 – Colegio Gonzalo Zaldumbide

58




Debido a las dimensiones de las edificaciones del establecimiento educativo se puede

distinguir la presencia de juntas ubicadas adecuadamente en el inmueble, lo que constata

una correcta construcción del mismo, y asegura su comportamiento ante un sismo.

El establecimiento educativo consta de tres edificaciones preponderantes las cuales

poseen formas regulares que favorecen a la configuración en planta y en elevación del

mismo.

3.6.2. Conclusión:




principal no presentan problemas que puedan afectar el desempeño del

mismo ante la presencia de un evento extremo.

59

3.7. Escuela Fiscal Mixta “Cuidad de San Gabriel” Dirección: Calle Manuel

Alvarado Oe4 – 452 y Calle Francisco Rueda.



( U R M ( U R M

IN F) IN F )

4.4 3.8 2.8 3.0 3.2 2.8 2.0 2.5 2.8 1.6 2.4 2.8 2.8 1.8

N/A N/A 0.2 0.4 N/A 0.4 0.4 0.4 0.4 0.2 0.2 0.4 0.4 0.0

N/A N/A 0.6 0.8 N/A 0.8 0.8 0.6 0.8 0.4 0.4 N/A 0.6 N/A

-2.5 -2.0 -1.0 -1.5 N/A -1.0 -1.0 -1.5 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0

-0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5

0.0 -1.0 -1.0 -0.8 -0.6 -0.8 -0.2 -1.2 -1.0 -0.8 -0.8 -1.0 -0.8 -0.2

0.0 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4

0.0 -0.8 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.4 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6

0.0 -0.8 -1.2 -1.2 -1.0 -1.2 -0.8 -0.8 -0.8 -0.4 -0.4 -0.4 -0.6 -0.8

0.7

TIPO DE EDIFICACION

( M R F) ( B R ) ( LM )



DETALLADA

SI NO





Norma

Suelo Tipo C

Suelo Tipo D

Suelo Tipo E


( R C SW ) ( M R F) ( SW )

Escala:


Serv. De

Oficina

Residencial

Educación

Número de Personas

0 - 10

101 - 1000

11 - 100

Industrial 1000+

F

Dura M edia

Suelo Suelo Suelo


Roca Roca Roca

A



Otra identificación: Mercado de Solanda.

ZIP:

Nombre del Edificio: Fiscal Mixta “Cuidad de San Gabriel”





Edif. De Reunionies

Comercial

C D E

Dirección: Calle Manuel Alvarado Oe4 – 452 y Calle Francisco Rueda.

Gobierno

Edificio

Histórico

B


60

Nombre de la Institución: Escuela Fiscal Mixta “Cuidad de San Gabriel”

Ubicación: Calle Manuel Alvarado Oe4 – 452 y Calle Francisco Rueda.

Figura 20 – Escuela Ciudad de San Gabriel

Descripción:

La estructura principal del establecimiento educativo en cuestión se encuentra constituida

por:


- Vigas peraltadas de hormigón armado fundido en sitio.


Fotografía 12 – Composición de estructura principal - Escuela Ciudad de San Gabriel

61

El establecimiento educativo posee edificaciones complementarias conformadas por:

- Columnas metálicas (estructura metálica prefabricada).

- Vigas metálicas (estructura metálica prefabricada).

- Paredes de mampostería no reforzada.

- Cubiertas inclinadas de zinc.

Fotografía 13 – Edificaciones complementarias - Escuela Ciudad de San Gabriel




Fotografía 14 – Escuela Ciudad de San Gabriel Fotografía 15 – Escuela Ciudad de San Gabriel

62




Fotografía 16 - – Escuela Ciudad de San Gabriel Fotografía 17 - – Escuela Ciudad de San Gabriel

Junta de construcción Junta de construcción

Las edificaciones que componen al establecimiento educativo poseen formas regulares

apropiadas que favorecen tanto a la configuración en planta como en elevación del

mismo.

3.6.2. Conclusión:






La estructura metálica empleada en las edificaciones complementarias del

establecimiento educativo no presentan daño ya que se ha podido verificar

la presencia de pintura anticorrosiva en vigas y columnas que beneficia a la

preservación de las mismas evitando su corrosión.

63

Se ha identificado ciertos problemas por efectos de la humedad en las dos

edificaciones que componen el establecimiento educativo, dichos problemas

han provocado el desprendimiento de la capa de mortero empleada en el

enlucido. Este problema ha sido recurrente para las edificaciones porque no

se ha podido solucionar con éxito, a su vez es un problema que afecta a la

parte estética de las edificaciones más no a su desempeño estructural.

Fotografía 18 – Escuela Ciudad de San Gabriel Fotografía 19– Escuela Ciudad de San Gabriel

Problemas por humedad Problemas por humedad

64

3.8. Escuela “Eduardo Vásquez Dodero” Dirección: Calle Juan Núñez y Calle José

Argudo.




( U R M ( U R M

IN F) IN F )

4.4 3.8 2.8 3.0 3.2 2.8 2.0 2.5 2.8 1.6 2.4 2.8 2.8 1.8

N/A N/A 0.2 0.4 N/A 0.4 0.4 0.4 0.4 0.2 0.2 0.4 0.4 0.0

N/A N/A 0.6 0.8 N/A 0.8 0.8 0.6 0.8 0.4 0.4 N/A 0.6 N/A

-2.5 -2.0 -1.0 -1.5 N/A -1.0 -1.0 -1.5 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0

-0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5

0.0 -1.0 -1.0 -0.8 -0.6 -0.8 -0.2 -1.2 -1.0 -0.8 -0.8 -1.0 -0.8 -0.2

0.0 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4

0.0 -0.8 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.4 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6

0.0 -0.8 -1.2 -1.2 -1.0 -1.2 -0.8 -0.8 -0.8 -0.4 -0.4 -0.4 -0.6 -0.8

C D E

Dirección: Calle Juan Núñez y Calle José Argudo.

Gobierno

Edificio

Histórico

B


Número de pisos: 1 Año de construcción:

Otra identificación: Iglesia de solanda

ZIP:

Nombre del Edificio: Escuela “Eduardo Vásquez Dodero”





Edif. De Reunionies

Comercial

Industrial 1000+

F

Dura M edia

Suelo Suelo Suelo


Roca Roca Roca

A

( R C SW ) ( M R F) ( SW )

Escala:


Serv. De

Oficina

Residencial

Educación

Número de Personas

0 - 10

101 - 1000

11 - 100

Suelo Tipo C

Suelo Tipo D

Suelo Tipo E






Norma


DETALLADA

SI NO

TIPO DE EDIFICACION

( M R F) ( B R ) ( LM )



65

3.9. Escuela Fiscal “23 de Mayo” Dirección: Avenida Mariscal Sucre y Calle Diego

de Céspedes.




( U R M ( U R M

IN F) IN F )

4.4 3.8 2.8 3.0 3.2 2.8 2.0 2.5 2.8 1.6 2.4 2.8 2.8 1.8

N/A N/A 0.2 0.4 N/A 0.4 0.4 0.4 0.4 0.2 0.2 0.4 0.4 0.0

N/A N/A 0.6 0.8 N/A 0.8 0.8 0.6 0.8 0.4 0.4 N/A 0.6 N/A

-2.5 -2.0 -1.0 -1.5 N/A -1.0 -1.0 -1.5 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0

-0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5

0.0 -1.0 -1.0 -0.8 -0.6 -0.8 -0.2 -1.2 -1.0 -0.8 -0.8 -1.0 -0.8 -0.2

0.0 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4

0.0 -0.8 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.4 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6

0.0 -0.8 -1.2 -1.2 -1.0 -1.2 -0.8 -0.8 -0.8 -0.4 -0.4 -0.4 -0.6 -0.8

TIPO DE EDIFICACION

( M R F) ( B R ) ( LM )



DETALLADA

SI NO





Norma

Suelo Tipo C

Suelo Tipo D

Suelo Tipo E


( R C SW ) ( M R F) ( SW )

Escala:


Serv. De

Oficina

Residencial

Educación

Número de Personas

0 - 10

101 - 1000

11 - 100

Industrial 1000+

F

Dura M edia

Suelo Suelo Suelo


Roca Roca Roca

A



Otra identificación: Frente al PAI de Chillogallo

ZIP:

Nombre del Edificio: Escuela Fiscal “23 de Mayo”





Edif. De Reunionies

Comercial

C D E

Dirección: Avenida Mariscal Sucre y Calle Diego de Céspedes.

Gobierno

Edificio

Histórico

B


66

3.10. Escuela “Eduardo Carrión Eguiguren” Dirección: Calle Benedicto Rincón S18

y Calle Gaspar Esperanza.



( U R M ( U R M

IN F) IN F )

4.4 3.8 2.8 3.0 3.2 2.8 2.0 2.5 2.8 1.6 2.4 2.8 2.8 1.8

N/A N/A 0.2 0.4 N/A 0.4 0.4 0.4 0.4 0.2 0.2 0.4 0.4 0.0

N/A N/A 0.6 0.8 N/A 0.8 0.8 0.6 0.8 0.4 0.4 N/A 0.6 N/A

-2.5 -2.0 -1.0 -1.5 N/A -1.0 -1.0 -1.5 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0

-0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5

0.0 -1.0 -1.0 -0.8 -0.6 -0.8 -0.2 -1.2 -1.0 -0.8 -0.8 -1.0 -0.8 -0.2

0.0 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4

0.0 -0.8 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.4 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6

0.0 -0.8 -1.2 -1.2 -1.0 -1.2 -0.8 -0.8 -0.8 -0.4 -0.4 -0.4 -0.6 -0.8

1.2

TIPO DE EDIFICACION

( M R F) ( B R ) ( LM )



DETALLADA

SI NO





Norma

Suelo Tipo C

Suelo Tipo D

Suelo Tipo E


( R C SW ) ( M R F) ( SW )

Escala:


Serv. De

Oficina

Residencial

Educación

Número de Personas

0 - 10

101 - 1000

11 - 100

Industrial 1000+

F

Dura M edia

Suelo Suelo Suelo


Roca Roca Roca

A



Otra identificación: Parque Lineal (Solanda)

ZIP:

Nombre del Edificio: Escuela “Eduardo Carrión Eguiguren”





Edif. De Reunionies

Comercial

C D E

Dirección: Calle Benedicto Rincón S18 y Calle Gaspar Esperanza.

Gobierno

Edificio

Histórico

B


67

Nombre de la Institución: Escuela “Eduardo Carrión Eguiguren”

Ubicación: Calle Benedicto Rincón S18 y Calle Gaspar Esperanza.

Figura 21 – Ubicación Escuela Eduardo Carrión

Descripción:


por:





Fotografía 20 – Composición de estructura principal - Escuela Eduardo Carrión

68




Fotografía 21 – Escuela Eduardo Carrión Fotografía 22– Escuela Eduardo Carrión

Topografía regular Topografía regular

3.6.2. Conclusión:



misma; las columnas y vigas que conforman el sistema estructural principal

no presentan problemas que puedan afectar el desempeño del mismo ante la

presencia de un evento extremo.

La estructura metálica empleada en las edificaciones del establecimiento

educativo no presentan daño ya que se ha podido verificar la presencia de

pintura anticorrosiva en vigas y columnas que beneficia a la preservación de

las mismas evitando su corrosión.

69

3.11. Colegio Fiscomisional “María Augusta Urrutia” Dirección: Calle Manuel

Monteros S22 – 53 y Calle Juan Núñez.



( U R M ( U R M

IN F) IN F )

4.4 3.8 2.8 3.0 3.2 2.8 2.0 2.5 2.8 1.6 2.4 2.8 2.8 1.8

N/A N/A 0.2 0.4 N/A 0.4 0.4 0.4 0.4 0.2 0.2 0.4 0.4 0.0

N/A N/A 0.6 0.8 N/A 0.8 0.8 0.6 0.8 0.4 0.4 N/A 0.6 N/A

-2.5 -2.0 -1.0 -1.5 N/A -1.0 -1.0 -1.5 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0

-0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5

0.0 -1.0 -1.0 -0.8 -0.6 -0.8 -0.2 -1.2 -1.0 -0.8 -0.8 -1.0 -0.8 -0.2

0.0 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4

0.0 -0.8 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.4 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6

0.0 -0.8 -1.2 -1.2 -1.0 -1.2 -0.8 -0.8 -0.8 -0.4 -0.4 -0.4 -0.6 -0.8

0.7

TIPO DE EDIFICACION

( M R F) ( B R ) ( LM )



DETALLADA

SI NO





Norma

Suelo Tipo C

Suelo Tipo D

Suelo Tipo E


( R C SW ) ( M R F) ( SW )

Escala:


Serv. De

Oficina

Residencial

Educación

Número de Personas

0 - 10

101 - 1000

11 - 100

Industrial 1000+

F

Dura M edia

Suelo Suelo Suelo


Roca Roca Roca

A




ZIP:

Nombre del Edificio: Colegio Fiscomisional “María Augusta Urrutia”





Edif. De Reunionies

Comercial

C D E

Dirección: Calle Manuel Monteros S22 – 53 y Calle Juan Núñez.

Gobierno

Edificio

Histórico

B


70

Nombre de la Institución: Colegio Fiscomisional “María Augusta Urrutia”

Ubicación: Calle Manuel Monteros S22 – 53 y Calle Juan Núñez.

Figura 22 – Ubicación Colegio María Augusta Urrutia

Descripción:





Fotografía 23 - Composición de estructura principal - Colegio María Augusta Urrutia

71

El Colegio Fiscomisional “María Augusta Urrutia” cuenta también con estructuras

complementarias conformadas por:





Fotografía 24 - Colegio María A. Urrutia Fotografía 25 - Colegio María A. Urrutia

Edificaciones complementarias




Fotografía 26 - Colegio María A. Urrutia Fotografía 27 - Colegio María A. Urrutia

Topografía regular

72



mismo.

3.6.2. Conclusión:






La estructura metálica empleada en las edificaciones complementarias del

establecimiento educativo no presentan daño ya que se ha podido verificar

la presencia de pintura anticorrosiva en vigas y columnas que beneficia a la

preservación de las mismas evitando su corrosión.

La edificación de hormigón armado presenta problemas de humedad en

ciertas partes, las mismas que deben ser solucionadas a la brevedad posible

para que no siga afectando a la parte arquitectónica del establecimiento.

73

3.12. Escuela de Educación Básica “Marquesa de Solanda” Dirección: Avenida

Mariscal Sucre y Avenida Cusubamba.




( U R M ( U R M

IN F) IN F )

4.4 3.8 2.8 3.0 3.2 2.8 2.0 2.5 2.8 1.6 2.4 2.8 2.8 1.8

N/A N/A 0.2 0.4 N/A 0.4 0.4 0.4 0.4 0.2 0.2 0.4 0.4 0.0

N/A N/A 0.6 0.8 N/A 0.8 0.8 0.6 0.8 0.4 0.4 N/A 0.6 N/A

-2.5 -2.0 -1.0 -1.5 N/A -1.0 -1.0 -1.5 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0

-0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5

0.0 -1.0 -1.0 -0.8 -0.6 -0.8 -0.2 -1.2 -1.0 -0.8 -0.8 -1.0 -0.8 -0.2

0.0 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4

0.0 -0.8 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.4 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6

0.0 -0.8 -1.2 -1.2 -1.0 -1.2 -0.8 -0.8 -0.8 -0.4 -0.4 -0.4 -0.6 -0.8

REQUIERE EVALUACION

DETALLADA

SI NO

TIPO DE EDIFICACION

( M R F) ( B R ) ( LM )






Norma

Suelo Tipo C

Suelo Tipo D

Suelo Tipo E


COMENTARIOS:

( R C SW ) ( M R F) ( SW )

Escala:


Serv. De

Oficina

Residencial

Educación

Número de Personas

0 - 10

101 - 1000

11 - 100

Industrial 1000+

F

Dura M edia

Suelo Suelo Suelo


Roca Roca Roca

A



Otra identificación: PAI - Chillogallo

ZIP:

Nombre del Edificio: de Educación Básica “Marquesa de Solanda”





Edif. De Reunionies

Comercial

C D E

Dirección: Avenida Mariscal Sucre y Avenida Cusubamba.

Gobierno

Edificio

Histórico

B


74

3.13. Jardín “María Eugenia Durán Ballén” Dirección: Pasaje “G”, Las Malvas.




( U R M ( U R M

IN F) IN F )

4.4 3.8 2.8 3.0 3.2 2.8 2.0 2.5 2.8 1.6 2.4 2.8 2.8 1.8

N/A N/A 0.2 0.4 N/A 0.4 0.4 0.4 0.4 0.2 0.2 0.4 0.4 0.0

N/A N/A 0.6 0.8 N/A 0.8 0.8 0.6 0.8 0.4 0.4 N/A 0.6 N/A

-2.5 -2.0 -1.0 -1.5 N/A -1.0 -1.0 -1.5 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0

-0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5

0.0 -1.0 -1.0 -0.8 -0.6 -0.8 -0.2 -1.2 -1.0 -0.8 -0.8 -1.0 -0.8 -0.2

0.0 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4

0.0 -0.8 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.4 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6

0.0 -0.8 -1.2 -1.2 -1.0 -1.2 -0.8 -0.8 -0.8 -0.4 -0.4 -0.4 -0.6 -0.8

TIPO DE EDIFICACION

( M R F) ( B R ) ( LM )



DETALLADA

SI NO





Norma

Suelo Tipo C

Suelo Tipo D

Suelo Tipo E


( R C SW ) ( M R F) ( SW )

Escala:


Serv. De

Oficina

Residencial

Educación

Número de Personas

0 - 10

101 - 1000

11 - 100

Industrial 1000+

F

Dura M edia

Suelo Suelo Suelo


Roca Roca Roca

A



Otra identificación: Registro Civil de Turubamba

ZIP:

Nombre del Edificio: Jardín “María Eugenia Durán Ballén”





Edif. De Reunionies

Comercial

C D E

Dirección: Pasaje “G”, Las Malvas.

Gobierno

Edificio

Histórico

B


75

3.14. Colegio Técnico Industrial “Miguel de Santiago” Dirección: Calle Borbón S29

y Calle Alberto Spencer.



( U R M ( U R M

IN F) IN F )

4.4 3.8 2.8 3.0 3.2 2.8 2.0 2.5 2.8 1.6 2.4 2.8 2.8 1.8

N/A N/A 0.2 0.4 N/A 0.4 0.4 0.4 0.4 0.2 0.2 0.4 0.4 0.0

N/A N/A 0.6 0.8 N/A 0.8 0.8 0.6 0.8 0.4 0.4 N/A 0.6 N/A

-2.5 -2.0 -1.0 -1.5 N/A -1.0 -1.0 -1.5 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0

-0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5

0.0 -1.0 -1.0 -0.8 -0.6 -0.8 -0.2 -1.2 -1.0 -0.8 -0.8 -1.0 -0.8 -0.2

0.0 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4

0.0 -0.8 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.4 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6

0.0 -0.8 -1.2 -1.2 -1.0 -1.2 -0.8 -0.8 -0.8 -0.4 -0.4 -0.4 -0.6 -0.8

0.7

TIPO DE EDIFICACION

( M R F) ( B R ) ( LM )



DETALLADA

SI NO





Norma

Suelo Tipo C

Suelo Tipo D

Suelo Tipo E


( R C SW ) ( M R F) ( SW )

Escala:


Serv. De

Oficina

Residencial

Educación

Número de Personas

0 - 10

101 - 1000

11 - 100

Industrial 1000+

F

Dura M edia

Suelo Suelo Suelo


Roca Roca Roca

A




ZIP:

Nombre del Edificio: Colegio Técnico Industrial “Miguel de Santiago”





Edif. De Reunionies

Comercial

C D E

Dirección: Calle Borbón S29 y Calle Alberto Sprencer.

Gobierno

Edificio

Histórico

B


76

Nombre de la Institución: Colegio Técnico Industrial “Miguel de Santiago”

Ubicación: Calle Dionisio Mejía S29 y Calle Alberto Spencer.

Figura 23 – Colegio Miguel de Santiago

Descripción:





Fotografía 29 – Composición de estructura principal - Colegio Miguel de Santiago

77




Fotografía 27 – Colegio Miguel de Santiago Fotografía 28 – Colegio Miguel de Santiago

Topografía regular




Fotografía 29 – Juntas de construcción - Colegio Miguel de Santiago

78



mismo.

3.14.2. Conclusión:






De todos los establecimientos educativos inspeccionados podemos llegar a

la conclusión que el Colegio Técnico Nacional “Miguel de Santiago” es el

que se encuentra en mejores condiciones, presentando ciertas fallas mínimas

producto de sus años de servicio.

79

3.15. Escuela “Francisco Zurita Guayasamín” Dirección: Calle Malvas Oe3 – 247

y Pasaje “H”



( U R M ( U R M

IN F) IN F )

4.4 3.8 2.8 3.0 3.2 2.8 2.0 2.5 2.8 1.6 2.4 2.8 2.8 1.8

N/A N/A 0.2 0.4 N/A 0.4 0.4 0.4 0.4 0.2 0.2 0.4 0.4 0.0

N/A N/A 0.6 0.8 N/A 0.8 0.8 0.6 0.8 0.4 0.4 N/A 0.6 N/A

-2.5 -2.0 -1.0 -1.5 N/A -1.0 -1.0 -1.5 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0

-0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5

0.0 -1.0 -1.0 -0.8 -0.6 -0.8 -0.2 -1.2 -1.0 -0.8 -0.8 -1.0 -0.8 -0.2

0.0 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4

0.0 -0.8 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.4 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6

0.0 -0.8 -1.2 -1.2 -1.0 -1.2 -0.8 -0.8 -0.8 -0.4 -0.4 -0.4 -0.6 -0.8

1.2

TIPO DE EDIFICACION

( M R F) ( B R ) ( LM )



DETALLADA

SI NO





Norma

Suelo Tipo C

Suelo Tipo D

Suelo Tipo E


( R C SW ) ( M R F) ( SW )

Escala:


Serv. De

Oficina

Residencial

Educación

Número de Personas

0 - 10

101 - 1000

11 - 100

Industrial 1000+

F

Dura M edia

Suelo Suelo Suelo


Roca Roca Roca

A



Otra identificación: Estadio del Aucas

ZIP:

Nombre del Edificio: Escuela “Francisco Zurita Guayasamín”





Edif. De Reunionies

Comercial

C D E

Dirección: Calle Malvas Oe3 – 247 y Pasaje “H”

Gobierno

Edificio

Histórico

B


80

Nombre de la Institución: Escuela “Francisco Zurita Guayasamín”

Ubicación: Calle Malvas Oe3 – 247 y Pasaje “H”

Figura 24 – Escuela Francisco Z. Guayasamín

Descripción:


por:





Fotografía 30 – Escuela Francisco Z. Guayasamín

81


irregular causando que el establecimiento educativo se encuentre distribuido en niveles

separados 0.60m. el uno del otro. Debido a que las edificaciones comparten columnas, los

desniveles provocan que se genere el efecto de una columna corta razón por la cual es

sumamente perjudicial el momento de un evento extremo.

Fotografía 31 – Escuela Fco. Z. Guayasamín Fotografía 32 – Escuela Fco. Z. Guayasamín

La Escuela “Francisco Zurita Guayasamín”, presenta una edificación complementaria

compuesta por:




- el momento de un evento extremo.

Fotografía 33 – Escuela Fco. Z. Guayasamín Fotografía 34 – Escuela Fco. Z. Guayasamín

Composición de estructura principal

82


La edificación compuesta de vigas, columnas y losas de hormigón armado

presenta problemas de humedad los mismos que deben ser solucionado a la

brevedad posible para que no representen una amenaza en el futuro.

La edificación de hormigón armado del establecimiento educativo presenta

una configuración en planta irregular, que se va en contra de lo especificado

en la NEC-11, y que a su vez puede afectar su desempeño el momento de un

evento extremo.

La estructura metálica empleada en las edificaciones del establecimiento

educativo presentan deterioro debido a su falta de mantenimiento, del

mismo modo no se ha podido constatar que la estructura metálica haya sido

debidamente tratada con pintura anti-corrosiva.

Fotografía 35 – Escuela Fco. Z. Guayasamín

Deterioro de estructura metálica

83

3.16. Escuela “Tránsito Amaguaña” Dirección: Interior del Mercado Mayorista

Avenida Tnte. Hugo Ortiz y Calle Ayapamba.



( U R M ( U R M

IN F) IN F )

4.4 3.8 2.8 3.0 3.2 2.8 2.0 2.5 2.8 1.6 2.4 2.8 2.8 1.8

N/A N/A 0.2 0.4 N/A 0.4 0.4 0.4 0.4 0.2 0.2 0.4 0.4 0.0

N/A N/A 0.6 0.8 N/A 0.8 0.8 0.6 0.8 0.4 0.4 N/A 0.6 N/A

-2.5 -2.0 -1.0 -1.5 N/A -1.0 -1.0 -1.5 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0

-0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5

0.0 -1.0 -1.0 -0.8 -0.6 -0.8 -0.2 -1.2 -1.0 -0.8 -0.8 -1.0 -0.8 -0.2

0.0 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4

0.0 -0.8 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.4 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6

0.0 -0.8 -1.2 -1.2 -1.0 -1.2 -0.8 -0.8 -0.8 -0.4 -0.4 -0.4 -0.6 -0.8

0.7

TIPO DE EDIFICACION

( M R F) ( B R ) ( LM )



DETALLADA

SI NO





Norma

Suelo Tipo C

Suelo Tipo D

Suelo Tipo E


( R C SW ) ( M R F) ( SW )

Escala:


Serv. De

Oficina

Residencial

Educación

Número de Personas

0 - 10

101 - 1000

11 - 100

Industrial 1000+

F

Dura M edia

Suelo Suelo Suelo


Roca Roca Roca

A



Otra identificación: Interior del Mercado Mayorista

ZIP:

Nombre del Edificio: Escuela “Tránsito Amaguaña”





Edif. De Reunionies

Comercial

C D E

Dirección: Avenida Teniente Hugo Ortiz y Calle Ayapamba.

Gobierno

Edificio

Histórico

B


84


La calidad del hormigonado empleada en los elementos estructurales que

conforman el establecimiento educativo es malo, lo que provoca un acabado

poroso del hormigón que deja al descubierto el acero de refuerzo a los

efectos de la intemperie afectando así el correcto desempeño las columnas,

vigas y losas.

La Unidad Educativa “Tránsito Amaguaña” no cumple con los parámetros

sobre configuración en planta especificados en el capítulo 3 de la Norma

Ecuatoriana de la Construcción NEC-11.

En comparación con resto de establecimientos educativos inspeccionados la

Unidad Educativa “Tránsito Amaguaña” se encuentra en condiciones más

desfavorables en el caso de presentarse un evento extremo, es por ello que

se ha decidido seleccionar a este establecimiento como el más vulnerable de

todos los inspeccionados.

Como se ha mencionado anteriormente, de la inspección y evaluación

rápida realizada a la estructura de la Escuela “Tránsito Amaguaña” se ha

llegado a la conclusión que este establecimiento educativo presenta la

edificación más vulnerable ante un evento extremo como lo es un sismo de

grandes proporciones.

85

CAPÍTULO 4: Descripción técnica del establecimiento educativo más vulnerable del

Distrito 6: Circuito 6 (Grupo A, B y C).

4.1. Descripción estructural del proyecto.

La escuela “Tránsito Amaguaña” ubicada en el interior del Mercado Mayorista al

sur de del Distrito Metropolitano de Quito, cuenta con cuatro bloques de

edificaciones independientes que por motivos netamente de análisis se ha adoptado

la siguiente nomenclatura para los mismos como se muestra en la Figura 25.

Figura 25 - Distribución de bloques Escuela “Tránsito Amaguaña”.

86

La estructura del establecimiento educativo en cuestión se encuentra constituida

por:



- Losas de hormigón armado fundidas en sitio.

- Viguetas de madera (laurel).

Los cuatro bloques que conforman la edificación constan de dos plantas las mismas

que están separadas por una losa de entrepiso de hormigón armado en una dirección

asentada sobre viguetas de madera que van distribuidas en forma paralela a las

vigas transversales (sentido corto).

Fotografía 36 – Bloque 2 Fotografía 37 – Bloque 1

Para la conformación de las paredes de los cuatro bloques de todo el

establecimiento educativo se ha utilizado ladrillo mambrón. La construcción de las

paredes se ha realizado empleando mortero de cemento (masilla).

Fotografía 38 – Bloque 4

87

La cubierta de los cuatro bloques es inclinada, la misma que está conformada por

las vigas de hormigón armado perimetrales sobre las cuales se asientan las viguetas

de madera que sirven de apoyo para una loseta de hormigón de 6cm de espesor que

está cubierta en su totalidad de teja.

Fotografía 39 – Cubierta (Viguetas de madera)

Fotografía 40 – Cubierta (Vigas perimetrales de hormigón)

88

4.1.1. Antecedentes del establecimiento educativo.

IDENTIFICACIÓN DEL ESTABLECIMIENTO

NOMBRE: Unidad Educativa “Transito Amaguaña"

DIRECTORA: Lic. Irma Gómez

DIRECCIÓN: Interior del mercado Mayorista - Avenida Tnte. Hugo Ortiz y Calle

Ayapamba.

PARROQUIA: Chillogallo

CANTÓN: Quito

PROVINCIA: Pichincha

NIVELES: Primaria y secundaria

MATRÍCULA 2013: 230 Alumnos

JORNADA CLASES: Matutina

RÉGIMEN: Sierra.

Uno de los problemas vigentes en nuestro país es la migración de los pobladores del

campo hacia las grandes ciudades como es la ciudad de Quito, originarios

pertenecientes a las comunidades Kichwas como son Chimborazo, Tungurahua,

Bolívar, Imbabura, etc.; que se lanzan a la aventura de buscar un mejor nivel de

vida y mejorar sus ingresos económicos.

Frente a esta realidad un grupo de profesionales indígenas y no indígenas

vinculados a los procesos educativos Bilingüe Intercultural asumen levantar un

proceso de revitalización cultural y de defensa de los derechos sociales mediante la

educación en los niños y jóvenes creando la UNIDAD EDUCATIVA

INTERCULTURAL BILINGÜE “TRANSITO AMAGUAÑA” el año de 1990, que

es una institución al servicio de niños, jóvenes indígenas y campesinos

provenientes de las diferentes comunidades de la región Andina.

89

4.1.2. Croquis y ubicación del inmueble.

La Unidad Educativa Intercultural Bilingüe “Transito Amaguaña” se encuentra

ubicada en la zona sur del Distrito Metropolitano de Quito al interior del Mercado

Mayorista, en las calles Av. Moran Valverde y calle Ayapamba , Provincia de

Pichincha.

Figura 26 - Ubicación Escuela “Tránsito Amaugaña”.

90

4.2. Definición del sistema principal estructural.

4.2.1. Datos y características geométrica-estructurales del inmueble.

El establecimiento educativo está compuesto por cuatro edificaciones (Figura 25)

de dos plantas cada uno, las cuatro edificaciones presentan una forma regular lo que

favorece tanto a la configuración en planta como en elevación del establecimiento

educativo.

Columnas

La columna es el elemento estructural vertical empleado para sostener la carga de la

edificación, pueden ser de diferentes alturas, secciones y construidas por varios

tipos de materiales.

Una columna es un elemento estructural que transmite, a través de compresión, el

peso de la estructura sobre otros elementos estructurales que se encuentran debajo.

Estas pueden ser diseñadas para resistir las fuerzas laterales del viento o de los

movimientos sísmicos. Las columnas son frecuentemente usadas para soportar

vigas o arcos sobre los cuales las partes superiores de las paredes o techos

descansan. Las columnas modernas son construidas de acero, concreto vertido o

prefabricado.

La Unidad Educativa “Tránsito Amaguaña” está conformada por columnas de

hormigón armado fundidas en sitio de secciones cuadradas y rectangulares

dependiendo de las solicitaciones, así como también de diferentes alturas según la

necesidad del bloque al que pertenecen.

Vigas

La viga es un elemento estructural horizontal diseñado para someter esfuerzos de

tracción, pueden ser de diferentes luces, secciones y materiales y construidas por

varios tipos de materiales.

91

En el caso del establecimiento educativo en estudio se distingue vigas de hormigón

armado longitudinales y transversales fundidas en sitio, de sección rectangular y de

diferentes luces según la necesidad de los bloques a los que pertenecen.

Fotografía 41 – Elementos estructurales principales (Vigas y columnas de hormigón armado)

Losas

Las losas son elementos estructurales bidimensionales, en los que la tercera

dimensión es pequeña comparada con las otras dos dimensiones básicas. Las cargas

que actúan sobre las losas son esencialmente perpendiculares al plano principal de

las mismas, por lo que su comportamiento está dominado por la flexión.

Para la Unidad Educativa “Tránsito Amaguaña” se ha empleado un sistema de losa

de entrepiso tradicional alivianada, armada en una dirección, con un espesor de

20cm la cual se asienta sobre viguetas de madera que están apoyadas sobre las

vigas longitudinales de borde espaciadas 50cm entre ellas.

VIGAS DE HORMIGON

ARMADO

COLUMNAS DE

HORMIGON ARMADO

92

Fotografía 42 – Losa de entrepiso

Cubierta

El establecimiento educativo en estudio presenta una cubierta inclinada que se

encuentra apoyada sobre viguetas de madera dispuestas a 1m de separación las

mismas que sirven de sustento para una capa de carrizo sobre la que se asienta una

loseta de hormigón de 6cm de espesor que está recubierta por teja en su totalidad.

Fotografía 43

LOSA DE ENTREPISO

VIGUETAS DE MADERA

LOSETA DE HORMIGON

VIGUETAS DE MADERA

RECUBRIMIENTO DE

TEJA

CAPA DE CARRIZO

93

Es importante señalar que todos los elementos que conforman la cubierta antes

descrita se encuentran soportados por vigas de hormigón armado de sección

rectangular que sirven de apoyo para las viguetas de madera sobre las cuales se

asienta la cubierta.

Fotografía 44

VIGUETAS DE MADERA VIGUETAS DE MADERA

94

4.2.2. Informe de Regulación Metropolitana IRM*.

* Sistema Urbano de Información Metropolitano - http://sgu.quito.gob.ec:8080/SuimIRM-war/index.jspx

95

4.2.3. Elementos estructurales principales.

Bloque 1

Conformado por vigas y columnas de hormigón armado fundidas en sitio así

como también por una losa unidireccional aliviada de entrepiso de 20cm de

espesor, que descansa sobre vigas transversales de madera embebidas en la

losa dispuestas en el sentido corto de la misma a 50 cm de espaciamiento.

Se distingue dos tipos de columnas de diferentes secciones que van

distribuidas a lo largo y ancho del Bloque 1 (Figura 27), las columnas que

nacen en la cimentación se levantan hasta el Nivel +5,05; están separadas

por una losa de entrepiso obteniéndose así dos tramos: el primer tramo de

columnas llega hasta el Nivel +2,65 y el segundo tramo de columnas que

llega al Nivel +5,05, como se distingue en la Figura 29.

Figura 27 – Corte en planta Bloque 1

96

Se identifica dos tipos de vigas de hormigón armado de diferentes

secciones, teniéndose así tres vigas principales que alcanzan una longitud de

12,15 metros de longitud y tres vigas transversales que alcanzan una

longitud de 6,10 metros de longitud en la primera planta.

Las vigas se encuentran amarrando las columnas y definiendo el perímetro

de la losa de entrepiso de Nivel +2,65, a las vigas de hormigón armado

trasversales se suman viguetas de madera sobre las que se apoya la losa de

entrepiso de la primera planta. (Figura 28)

Para la cubierta en el Nivel +5.05 se repite la distribución de vigas

perimetrales de hormigón armado descritas para la primera planta señalando

que sobre éstas descansan viguetas de madera que soportan la cubierta, la

misma que está compuesta por una loseta de hormigón de 6cm de espesor

recubierta de teja. (Figura 29).

El Bloque 1 conforma un área total de construcción de 148.23 m² la cual

está compuesta por la planta baja en el Nivel N +0.00 que comprende un

área de 74.115 m² y la planta alta en el Nivel N +2.65 con un área útil de

74.115 m².

97

Figura 28 – Corte en planta Bloque 1 (Losa Nivel +2,65)

98

Figura 29 – Corte en elevación Bloque 1

99

Bloque 2



espesor, que descansa sobre vigas transversales de madera, embebidas en la

losa, dispuestas en el sentido corto de la misma a 50 cm de espaciamiento.

Se distingue un solo tipo de columna que van distribuidas a lo largo y ancho

del Bloque 2 (Figura 30), las columnas que nacen en la cimentación se

levantan hasta el Nivel +5,10; están separadas por una losa de entrepiso

obteniéndose así dos tramos de columnas: el primer tramo de que llega hasta

el Nivel +2,65 y el segundo tramo que llega al Nivel +5,10; como se

distingue en la Figura 32.

Figura 30 – Corte en planta (Nivel +2,66) Bloque 2

100

Se identifica dos tipos de vigas de hormigón armado de diferentes

secciones, teniéndose así tres vigas principales que alcanzan una longitud

de 11,95 metros de longitud y tres vigas transversales que alcanzan una

longitud de 6,15 metros de longitud en la primera planta.




entrepiso de la primera planta. (Figura 31)

Para la cubierta en el Nivel +5.10 se repite la distribución de vigas

perimetrales de hormigón armado descritas para la primera planta señalando

que sobre éstas descansan viguetas de madera que soportan la cubierta, la

misma que está compuesta por una loseta de hormigón de 6cm de espesor

recubierta de teja en su totalidad. (Figura 32).

El Bloque II conforma un área total de construcción de 146.99 m² la cual



73.49 m².

101


102


103

Bloque 3



espesor, que descansa sobre vigas transversales de madera, embebidas en la

losa, dispuestas en el sentido corto de la misma a 50 cm de espaciamiento.







Figura 33 – Corte en planta (Nivel +3,09) Bloque 3.

104

Se identifica un solo tipo de vigas de hormigón armado de una misma

sección, teniéndose así tres vigas principales que alcanzan una longitud total

de 14,86 metros de longitud y tres vigas transversales de 6,00 metros de

longitud en la primera planta.




entrepiso de la primera planta. Es necesario notar que en éste bloque debido

a la ausencia de columnas intermedias se ha reforzado a la estructura

mediante la colocación de vigas metálicas prefabricadas en el centro de la

misma, ubicadas en el sentido corto. (Figura 34)

Para la cubierta en el Nivel +5.35 se repite la distribución de vigas de

hormigón armado descritas para la primera planta señalando que sobre éstas

descansan viguetas de madera que soportan la cubierta, la misma que está

compuesta por una loseta de hormigón de 6cm de espesor recubierta de teja.

(Figura 35).

El bloque III conforma un área total de construcción de 178.32 m² la cual



89.16 m².

105


106


107

Bloque 4


como también por una losa unidireccional alivianada de entrepiso de 15 cm

de espesor. Únicamente para éste bloque la losa no se encuentra apoyada

sobre viguetas de madera salvo el último tramo de la misma.








108

Se identifica un solo tipo de vigas de hormigón armado de una misma

sección, teniéndose así tres vigas principales que alcanzan una longitud total

de 15,27 metros de longitud y tres vigas transversales que alcanzan una

longitud total de 6,06 metros de longitud en la primera planta.


de la losa de entrepiso de Nivel +2,54 (Figura 37).

Para la cubierta en el Nivel +4,88 se repite la distribución de vigas de

hormigón armado descritas en los Bloques anteriores señalando que sobre

éstas descansan viguetas de madera que soportan la cubierta, la misma que

está compuesta por una loseta de hormigón de 6cm de espesor recubierta de

teja. (Figura 38).

El bloque III conforma un área total de construcción de 185.07 m² la cual



92.536 m².

109


110


111

4.2.4. Identificación de problemas.

En la inspección realizada a los establecimientos educativos correspondientes al

Distrito 6: Circuito 6, del Distrito Metropolitano de Quito, se ha verificado que la

Unidad Educativa “Tránsito Amaguaña” es la más vulnerable basado en los

resultados obtenidos del Formato 12A de la Norma Ecuatoriana de la

Construcción (NEC 11), razón por la cual se decidió hacer una inspección más

detallada de la cual se levantaron las siguientes observaciones:

Se ha evidenciado que existen discontinuidades en los ejes verticales que

componen el establecimiento educativo generando así un plano de falla que

ante la presencia de un evento extremo como lo es un sismo de grandes

proporciones podría provocar el mal funcionamiento de la estructura del

establecimiento.

Éste tipo de fallas estructurales se producen por la utilización de mano de

obra no calificada, por la ausencia de un profesional responsable que realice

una supervisión permanente en la etapa de construcción.

Fotografía 45 – Bloque 1 Fotografía 46 – Bloque 4 (Discontinuidad de elementos verticales) (Discontinuidad de elementos verticales)

112

Fotografía 47 – Bloque 1

(Discontinuidad de elementos verticales)

Es importante dar a notar un problema que únicamente se ha detectado en

el bloque 4 y es la mala calidad del hormigonado en vigas y columnas;

producido por un vibrado deficiente o a su vez la ausencia del mismo en los

elementos estructurales del bloque 4.

El vibrado de los elementos estructurales principales como vigas, columnas

y losas es indispensable, debido a que con un adecuado vibrado del

hormigón garantizamos que éste cubra todos los lugares y no queden

espacios vacios sin hormigonar, lo que puede provocar como en el caso del

bloque 4, que el acero de refuerzo empleado en las columnas y vigas quede

expuesto al medio ambiente.

La exposición de las varillas corrugadas a la intemperie provoca el deterioro

de las estructuras de hormigón armado debido a la corrosión del acero de

refuerzo, dicho comportamiento se encuentra estrictamente relacionado con

la interacción de sus componentes con el medio de exposición, lo que

provoca que en numerosas ocasiones el hormigón experimente una

degradación apreciable.

113


(Exposición de acero de refuerzo a la intemperie) (Exposición de acero de refuerzo a la intemperie)


(Exposición de acero de refuerzo a la intemperie) (Exposición de acero de refuerzo a la intemperie)

114

4.3. Registro y estudio analítico de las lesiones estructurales.

4.3.1. Zonas afectadas por la humedad.

Una vez realizada la inspección a los cuatro bloques que conforman la Unidad

Educativa “Tránsito Amaguaña” no se ha podido evidenciar la presencia de zonas

afectadas por la humedad que perjudiquen de manera grave a la estructura de la

misma. Se ha detectado la presencia de humedades leves en el Nivel +0.00 del

Bloque 4, para lo que se recomienda la conformación de una acera perimetral que

proteja a la edificación de la presencia de humedades.

4.3.2. Reconocimiento general de fisuras.

Los elementos estructurales que conforman al establecimiento educativo en

estudio no presentan lesiones que afecten su desempeño o que a su vez pongan en

peligro la funcionalidad del mismo.

Por otra parte se enfatiza en el hecho de que el establecimiento educativo no

cumple con los requerimientos de diseño sismo resistente que constan en el

Capítulo 3 de la Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC-11.

Es importante señalar el hecho que de los 15 establecimientos educativos

inspeccionados la Unidad Educativa “Tránsito Amaguaña” es la que presenta las

condiciones más desfavorables en el caso de un evento extremo.

4.3.3. Reporte fotográfico.

En el literal 4.2.4 del presente capítulo se detalló con mayor detenimiento los

problemas que se han identificado en el establecimiento educativo debidamente

documentados mediante un reporte fotográfico.

115

4.4. Sismicidad del área respecto a la NEC – 11.

La Unidad Educativa “Tránsito Amaguaña” se encuentra ubicada en el Cantón

Quito al sur del Distrito Metropolitano, Parroquia Solanda, Barrio Mayorista según

indica el Informe de Regulación Metropolitana (IRM).

Debido a la ubicación del establecimiento educativo se desprenden las siguientes

características de la sismicidad del área:

Zona Sísmica I II III IV V VI

Valor factor Z 0,15 0,25 0,30 0,35 0,40 ≥0,50

Características de amenaza sísmica

Intermedia Alta Alta Alta Alta Muy Alta

Tabla 10 – Valores del factor Z en función de la zona sísmica adoptada*.

* Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC-11 – Valores del factor Z de la zona sísmica adoptada – Tabla 2.1.

116

4.5. Evaluación mecánica de materiales estructurales.

La evaluación de las estructuras de concreto en sitio, además de los métodos de

extracción de testigos y pruebas de carga, se pueden realizar mediante ensayos no

destructivos, que tienen la ventaja de permitir el control de toda la estructura y sin

afectarla en forma rápida.

Se denomina ensayo no destructivo* (también llamado END, o en inglés NDT

de nondestructive testing) a cualquier tipo de prueba practicada a un material que no

altere de forma permanente sus propiedades físicas, químicas, mecánicas o

dimensionales. Los ensayos no destructivos implican un daño imperceptible o nulo.

Para el desarrollo del presente trabajo de investigación se procedió a realizar los

siguientes ensayos:

Ensayos esclerométricos sobre columnas, vigas y losas de acuerdo a la

norma ASTM C – 805.

Extracción de núcleos de hormigón de los diferentes elementos

estructurales, de acuerdo a la norma ASTM C – 42 y además la realización

de pruebas de compresión axial a la norma ASTM C – 39.

4.5.1. Esclerometrías.

Dentro de los métodos no destructivos, los de dureza superficial son los más

generalizados, por su economía y facilidad de ejecución, entre ellos el método del

esclerómetro es empleado por el mayor número de piases.

Trata de relacionar la dureza superficial del hormigón con su resistencia a

compresión. En realidad, el aparato mide el rebote de una masa al chocar contra la

superficie del hormigón a estudiar.

Las aplicaciones del método**

, generalmente admitidas, son las siguientes:

* Fuente: wikipedia.com Ensayos no destructivos (http://es.wikipedia.org/wiki/Ensayo_no_destructivo) ** Fuente: civilgeeks.com – Evaluación del concreto por el Esclerómetro. (http://civilgeeks.com/2011/12/10/evaluacion-del-concreto-por-el-esclerometro/)

http://es.wikipedia.org/wiki/Material

http://www.construmatica.com/construpedia/Hormig%C3%B3n

117

Estimar la uniformidad de la calidad del hormigón.

Comparar la calidad de un hormigón determinado con otro de referencia.

Obtener valores de resistencia a la compresión a partir de correlaciones con

un ensayo directo (índice de rebote/rotura de probetas).

La precisión del método se estima en un 25 % para un nivel de confianza de un 95 %.

118

Reporte Fotográfico

Fotografía 52 – Ensayo de esclerometría Fotografía 53 – Ensayo de esclerometría

Columna 1 – bloque 1 Columna 1 – bloque 1



119




Losa – bloque 4 Losa – bloque 4

120


Viga 1 – bloque 4 Viga 1 – bloque 4

Los datos obtenidos de las Esclerometrías realizadas a los cuatro bloques que componen

el establecimiento educativo son los siguientes:

UBICACIÓN: RESISTENCIA (MPa)

- Columna 1 – Bloque 1 28.00



- Viga 1 – Bloque 4 26.36

- Losa 1 – Bloque 4 31.04

Ver ANEXO 2 que contiene los resultados de los ensayos de resistencia indirecta a la

compresión utilizando esclerómetros en hormigón.

121

4.5.2. Núcleos de hormigón.

122

Reporte Fotográfico.

Fotografía 62 – Extracción de muestras de hormigón.

Columna 1 – bloque 1



123




Losa – bloque 4

124


Viga 1 – bloque 4

125

4.6. Criterios generales de la propuesta.

La propuesta se basa en la utilización de fibras de carbono para el reforzamiento de

vigas y columnas que no cumplan con la cuantía necesaria de acero de refuerzo.

Cada vez más se introduce en nuestro medio nuevos sistemas de reforzamiento

estructural basados materiales de alta tecnología que presenta innumerables ventajas

frente a los métodos convencionales: la fibra de carbono, un polímero 10 veces más

resistente a la tracción que el acero (35,500 kg/cm2 vs. 4,200 kg/cm2) y mucho más

liviano.

Las fibras de carbono son polímeros que se obtiene de calentar sucesivamente a altas

temperaturas (hasta 1500 °C) otro polímero llamado poliacrilonitrilo. Este proceso

de recalentamiento da lugar a la formación de unas cintas perfectamente alineadas de

casi carbono puro en su forma de grafito, por ello su nombre de fibras de carbono.

De todos los sistemas de reforzamiento disponibles, en nuestro medio, el que más

aceptación ha tenido es el de láminas de fibras de carbono por la eficiencia que

presentan.

Una o varias capas de láminas son colocadas alrededor o debajo de las secciones de

concreto a reforzar, y junto a un sistema adhesivo epóxico especial, se logra una total

adherencia a la antigua superficie de concreto; el resultado es una capa externa de

reforzamiento que ayuda a soportar las cargas del elemento y previene deflexiones

excesivas.

A este comportamiento se suma su rápida aplicación y bajo costo, obteniendo un

sistema único basado en materiales de alta resistencia, con una relación rigidez/peso

elevada y muy resistentes a ataques químicos.

126

4.7. Detalle de propuestas de reforzamiento.

Una vez obtenidos los resultados del modelamiento mediante el programa

SAP2000, se procede a verificar si la cuantía de acero es suficiente para el buen

desempeño de los elementos estructurales de los cuatro bloques del establecimiento

educativo; caso contrario determinar los elementos que necesitan ser reforzados.

El reforzamiento de columnas y vigas consiste en:

1. Ya preparada la superficie de concreto, se aplica una capa de imprimante

epóxico usando un rodillo especial. Usualmente, este primer producto

epóxico tiene una baja viscosidad permitiendo su penetración en el

concreto. La función de esta primera capa es proveer a la superficie del

concreto una adecuada adherencia.

2. Acto seguido, se aplica una masilla o pasta epóxica para rellenar cualquier

defecto en la superficie que pueda quedar mayor de ¼” de profundidad

(Cualquier cangrejera o hueco profundo debe ser rellenado con mortero

durante la preparación de la superficie de concreto, no en esta etapa).

3. Luego, se cubre la superficie con un saturante epóxico para impregnar las

fibras secas. Este saturante mantiene las fibras en su adecuada dirección y

posición. El objetivo de esta capa de saturante es rápidamente empapar las

fibras y mantenerlas en su ubicación mientras se inicia el proceso de curado

del sistema de reforzamiento. Debido a su alta viscosidad, permite el fácil

manejo de la fibra y su correcta aplicación. Este saturante también

distribuye los esfuerzos en las fibras y ayuda a protegerlas de las

condiciones ambientales y la abrasión.

4. Se cortan y preparan a medida las láminas de fibras de carbono de acuerdo

al diseño del proyecto y se colocan en su lugar, permitiendo que comience a

absorber el saturante.

127

5. Luego de 5 a 10 minutos de espera que permite que la lámina absorba la

primera capa de saturante, se aplica una segunda capa de saturante para

cubrirla.

6. Finalmente, se aplica una capa de acabado que cubre totalmente el sistema

FRP, logrando una apariencia similar a un concreto común. Esta capa

también protege a la fibra de los rayos ultravioletas, ataques químicos,

abrasión, severas condiciones climáticas, etc.

Ver ANEXO 3 que contiene manual de SIKA con información detallada sobre el

reforzamiento con fibras de carbono. Se ha empleado el manual de la marca SIKA

con fines netamente académicos para ejemplificar con mayor claridad el adecuado

uso de las fibras de carbono para reforzamiento de elementos estructurales.

128

CAPÍTULO 5: Análisis estructural del establecimiento educativo más vulnerable del

Distrito 6: Circuito 6 (Grupos A, B y C).

SAP2000 es un programa de cálculo estructural que emplea MEF (método de elementos

finitos), el programa es un paquete computacional con interfaz de gráficos 3D preparado

para realizar de forma totalmente integral la modelación, análisis y dimensionamiento de

elementos estructurales; así como la solución para un amplio conjunto de problemas de

ingeniería de estructuras.

La interfaz intuitiva del programa permite crear modelos estructurales en forma rápida sin

necesidad de largos retrasos de aprendizaje. Los problemas más sencillos y complejos se

pueden solucionar mediante de utilización de plantillas integradas de forma automática en

la interfaz del programa.

A continuación se describe un resumen de los datos generales ingresados para el

modelamiento del establecimiento educativo.

Losa de entrepiso

Bloque 1 Bloque 2 Bloque 3 Bloque 4

s 6.10 6.15 6.00 6.06

(m)

l 12.15 11.95 14.86 15.27

(m)

Peso por unidad de volumen 2.4028 2.4028 2.4028 2.4028

Ton/m³

Módulo de Elasticidad 262292.4 1510246 153664.7 244515.5

E

Resistecia la compresión

3017.29 1000.326 1035.335 2622.16 f’c

Ton/m²

Tabla 11 – Datos generales de losa modelada.

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9todo_de_los_elementos_finitos

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9todo_de_los_elementos_finitos

129

Elemento b h

Peso por unidad de volumen

Módulo de

Elasticidad

Resistencia a la compresión

(cm) (cm)

f’c

Ton/m³ E Ton/m²

BLOQUE 1

VIGAS 53X35 53 35 2.4028 262292.36 3017.29

VIGAS 53X25 53 25 2.4028 262292.36 3017.29

VIGA MADERA 12X7 12 7 0.675 110000 N/A

COLUMNA 35X25 35 25 2.4028 262292.36 3017.29

COLUMNA 25X25 25 25 2.4028 262292.36 3017.29

BLOQUE

2

VIGA 45X25 45 25 2.4028 1510245.9 1000.3257

VIGA MADERA 12X7 12 7 0.675 110000 N/A

COLUMNA 25X25 25 25 2.4028 1510245.9 1000.3257

BLOQUE 3

VIGA 35X25 35 25 2.4028 153664.66 1035.335

VIGA MADERA 12X7 12 7 0.675 110000 N/A

COLUMNA 25X25 25 25 2.4028 153664.66 1035.335

BLOQUE

4

VIGA 40X25 40 25 2.4028 244515.52 2622.16

VIGA MADERA 12X7 12 7 0.675 110000 N/A

COLUMNA 25X20 25 20 2.4028 244515.52 2622.16 Tabla 12 – Datos generales de vigas y columnas modeladas.

En el caso de las paredes de ladrillo que componen el establecimiento educativo se utilizo

los siguientes datos para el modelamiento:

Módulo de elasticidad E = 490000.

Peso por unidad de volumen = 1.50 Ton/m³.

130

5.1. Datos utilizados en el modelamiento estructural.

Los datos empleados en éste documento han sido obtenidos directamente del

reporte que genera el programa SAP2000 una vez finalizado el análisis de la

estructura. Estos datos están descritos a continuación:

BLOQUE 1

Tabla 13 – Propiedades de la sección de losa.

Tabla 14 – Definición de los casos de carga.

Tabla 15 – Definición de cargas de diseño.

Table: Area Section Properties

Section Material MatAngle AreaType Type DrillDOF Thickness BendThick Arc

Degrees m m Degrees

LOSA HORMIGÓN 0.000 Shell Shell-Thin Yes 0.080000 0.080000

LOSA CUBIERTA

HORMIGÓN 0.000 Shell Shell-Thin Yes 0.050000 0.050000

Paredes Ladrillo 0.000 Shell Shell-Thin Yes 0.125000 0.125000

Table: Load Case Definitions

Case Type InitialCond ModalCase BaseCase DesTypeOpt DesignType AutoType

DEAD LinStatic Zero Prog Det DEAD None

MODAL LinModal Zero Prog Det OTHER None

VIVA LinStatic Zero Prog Det LIVE None

SX Din LinRespSpec MODAL Prog Det QUAKE None

SY Din LinRespSpec MODAL Prog Det QUAKE None

SX Est LinStatic Zero Prog Det QUAKE None

SY Est LinStatic Zero Prog Det QUAKE None

Table: Load Pattern Definitions

LoadPat DesignType SelfWtMult AutoLoad GUID Notes

DEAD DEAD 1.000000

VIVA LIVE 0.000000

SX Est QUAKE 0.000000 USER LOADS

SY Est QUAKE 0.000000 USER LOADS

131

Table: Combination Definitions

ComboName ComboType AutoDesign CaseType CaseName ScaleFactor SteelDesign

COMB1 Linear Add No Linear Static DEAD 1.400000 No

COMB1 Linear Static VIVA 1.700000



COMB2 Linear Static SX Est 1.400000



COMB3 Linear Static SX Est -1.400000









COMB7 Linear Static SY Est 1.400000



COMB8 Linear Static SY Est -1.400000





COMB11 Envelope No Response Combo COMB1 1.000000 No

COMB11 Response Combo COMB2 1.000000









DCON1 Linear Add Yes Linear Static DEAD 1.400000 No


DCON2 Linear Static VIVA 1.600000



DCON3 Linear Static SX Est 1.000000



DCON4 Linear Static SX Est -1.000000



DCON5 Linear Static SY Est 1.000000



DCON6 Linear Static SY Est -1.000000


DCON7 Linear Static SX Est 1.000000


DCON8 Linear Static SX Est -1.000000


DCON9 Linear Static SY Est 1.000000


DCON10 Linear Static SY Est -1.000000

132

Tabla 16 – Definición de combinaciones de carga.

Tabla 17 – Secciones de armadura

Tabla 18 – Diseño de columnas.

Tabla 19 – Diseño de vigas.



DCON11 Response Spectrum SX Din 1.000000



DCON12 Response Spectrum SY Din 1.000000


DCON13 Response Spectrum SX Din 1.000000


DCON14 Response Spectrum SY Din 1.000000

Table: Frame Section Properties - General

SectionName Material Shape t3 t2 tf tw

m m m m

COL 25X25 HORMIGÓN Rectangular 0.250000 0.250000



FSEC1 HORMIGÓN Rectangular 0.530000 0.350000

MADERA 12X7 MADERA Rectangular 0.120000 0.070000

METALICA 150X100 A36 Box/Tube 0.150000 0.100000 0.004000 0.004000

VIGA 25X25 HORMIGÓN Rectangular 0.250000 0.250000





Table: Frame Section Properties - Concrete Column

SectionName

RebarMatL RebarMatC ReinfConfig LatReinf Cover NumBars3Dir

NumBars2Dir

BarSizeL

m

COL 25X25 A615Gr60 A615Gr60 Rectangular Ties 0.025000 3 3 #9



Table: Frame Section Properties - Concrete Beam

SectionName

RebarMatL RebarMatC TopCover BotCover TopLeftArea TopRghtArea

BotLeftArea BotRghtArea

m m m2 m2 m2 m2

VIGA 25X25 A615Gr60 A615Gr60 0.025000 0.025000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

VIGA 40X25 A615Gr60 A615Gr60 0.025000 0.025000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

VIGA 45X25 A615Gr60 A615Gr60 0.025000 0.025000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

VIGA 53X25 A615Gr60 A615Gr60 0.025000 0.025000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

VIGA 53X35 A615Gr60 A615Gr60 0.025000 0.025000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

133

BLOQUE 2






Degrees m m Degrees


LOSA CUBIERTA








SX DIN LinRespSpec MODAL Prog Det QUAKE None

SY DIN LinRespSpec MODAL Prog Det QUAKE None

SX EST LinStatic Zero Prog Det QUAKE None

SY EST LinStatic Zero Prog Det QUAKE None



DEAD DEAD 1.000000

VIVA LIVE 0.000000

SX EST QUAKE 0.000000 USER LOADS

SY EST QUAKE 0.000000 USER LOADS







COMB2 Response Spectrum SX DIN 1.400000



COMB3 Response Spectrum SX DIN -1.400000


134


Tabla 24 – Secciones de armadura.


COMB4 Response Spectrum SX DIN 1.430000


COMB5 Response Spectrum SX DIN -1.430000





COMB7 Response Spectrum SY DIN 1.400000



COMB8 Response Spectrum SY DIN -1.400000


COMB9 Response Spectrum SY DIN 1.430000


COMB10 Response Spectrum SY DIN -1.430000













m m m m











SectionName


NumBars2Dir

BarSizeL

m



135


BLOQUE 3





SectionName



m m m2 m2 m2 m2

VIGA 25X25 A615Gr60 A615Gr60 0.025000 0.025000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

VIGA 40X25 A615Gr60 A615Gr60 0.025000 0.025000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

VIGA 45X25 A615Gr60 A615Gr60 0.025000 0.025000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

VIGA 53X25 A615Gr60 A615Gr60 0.025000 0.025000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

VIGA 53X35 A615Gr60 A615Gr60 0.025000 0.025000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000



Degrees m m Degrees


LOSA CUBIERTA








SXDin LinRespSpec MODAL Prog Det QUAKE None

SYDin LinRespSpec MODAL Prog Det QUAKE None

SXEst LinStatic Zero Prog Det QUAKE None

SYEst LinStatic Zero Prog Det QUAKE None




DEAD DEAD 1.000000

VIVA LIVE 0.000000

SXEst QUAKE 0.000000 USER LOADS

SYEst QUAKE 0.000000 USER LOADS

136









COMB2 Linear Static SXEst 1.400000



COMB3 Linear Static SYEst -1.400000


COMB4 Response Spectrum SXDin 1.430000


COMB5 Linear Static SXEst -1.430000





COMB7 Linear Static SYEst 1.400000





COMB9 Linear Static SYEst 1.430000















m m m m





Perfil I 200x100mm A992Fy50 I/Wide Flange 0.200000 0.100000 0.004000 0.004000






137



BLOQUE 4




SectionName


NumBars2Dir

BarSizeL

m




SectionName



m m m2 m2 m2 m2

VIGA 25X25 A615Gr60 A615Gr60 0.025000 0.025000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

VIGA 40X25 A615Gr60 A615Gr60 0.025000 0.025000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

VIGA 45X25 A615Gr60 A615Gr60 0.025000 0.025000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

VIGA 53X25 A615Gr60 A615Gr60 0.025000 0.025000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

VIGA 53X35 A615Gr60 A615Gr60 0.025000 0.025000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000



Degrees m m Degrees

Losa HORMIGÓN 0.000 Shell Shell-Thin Yes 0.150000 0.150000

Losa Cubierta








SX Din LinRespSpec MODAL Prog Det QUAKE None

SY Din LinRespSpec MODAL Prog Det QUAKE None

SX Est LinStatic Zero Prog Det QUAKE None

SY Est LinStatic Zero Prog Det QUAKE None

138





DEAD DEAD 1.000000

VIVA LIVE 0.000000

SX Est QUAKE 0.000000 USER LOADS

SY Est QUAKE 0.000000 USER LOADS





































139





SectionName Material Shape t3 t2 Area TorsConst

m m m2 m4

COL 25X25 HORMIGÓN Rectangular 0.250000 0.250000 0.062500 0.000550

COL 35X25 HORMIGÓN Rectangular 0.350000 0.250000 0.087500 0.001020

FSEC1 HORMIGÓN Rectangular 0.450000 0.250000 0.112500 0.001530

Madera 12X7 MADERA Rectangular 0.120000 0.070000 0.008400 8.727E-06

VIGA 25X20 HORMIGÓN Rectangular 0.250000 0.200000 0.050000 0.000342







SectionName


NumBars2Dir

BarSizeL

m



Table: Frame Section Properties 03 - Concrete Beam

Table: Frame Section Properties 03 - Concrete Beam

SectionName



m m m2 m2 m2 m2

FSEC1 A615Gr60 A615Gr60 0.025000 0.025000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

VIGA 25X20 A615Gr60 A615Gr60 0.025000 0.025000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

VIGA 25X25 A615Gr60 A615Gr60 0.025000 0.025000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

VIGA 40X25 A615Gr60 A615Gr60 0.025000 0.025000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

VIGA 45X25 A615Gr60 A615Gr60 0.025000 0.025000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

VIGA 53X25 A615Gr60 A615Gr60 0.025000 0.025000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

VIGA 53X35 A615Gr60 A615Gr60 0.025000 0.025000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

140

5.2. Modelamiento Estructural SAP2000.

A partir de los datos especificados anteriormente, se procede al modelamiento de los

cuatro bloques que conforman el establecimiento educativo.

Selección de las unidades de trabajo.

Debido a las unidades en las que tenemos los datos de la estructura, debemos

usar las unidades que más se acomoden a ellos. Luego de cargar el programa,

en la parte inferior derecha de la pantalla principal debemos seleccionar como

unidad de trabajo Tonf, m, C.

Definición y modificación de la geometría con el uso de plantillas.

Para modelar la estructura haremos uso de las plantillas que el programa tiene

previamente cargadas, para ello elegimos la opción File y damos clic en New

Model se desplegará un cuadro de diálogo el mismo que nos mostrará las

diferentes plantillas que pueden ser utilizadas; seleccionamos la opción 3D

Frames.

Figura 39 – Menú File Figura 40 – New Model Initialization

141

La ventana que aparece a continuación corresponde a 3D Frames, en la que

se ingresan los parámetros geométricos del modelo a analizar. Una vez

ingresados dichos valores se procede a activar la casilla Use Costum Grind

Spacing and Locate Origin, dar clic en Edit Grind para poder modificar el

espaciamiento entre ejes y las alturas entrepisos.

Figura 41 – 3D Frames Figura 42 – Difine Grind System Data

Después de haber definido y modificado la geometría del modelo, damos clic

en OK, y el programa generará el modelo de la estructura.

Asignación del Tipo de Apoyo.

Los nudos ubicados en la base de la estructura (z = 0) estarán empotrados,

para ello seleccionamos dichos nudos, damos clic en Assign - Joint –

Restraints, inmediatamente el programa mostrará un cuadro de diálogo del

que elegiremos la condición de empotramiento.

142

Figura 43 – Menu Assign Figura 44 – Joints Restraints

Asignación de Diagragmas Rígidos.

Los diafragmas deben ser asignados por cada nivel para ello es necesario

seleccionar todos los nudos que lo conforman. Hacer clic en Assign - Joint –

Constraints se desplegará un cuadro de diálogo donde elegiremos la opción

Diafragm, para posteriormente dar clic en Add Neww Cosntraint.

Figura 45 – Menu Joint Costraints Figura 46 – Assign/Define Constraints

143

Posteriormente aparecerá una ventana que nos permitirá ingresar los datos

correspondientes al diafragma, damos clic en OK y de esta manera el

diafragma quedará asignado.

Figura 47 – Diaphragm Constraint

Definición de propiedades de los materiales.

Una vez definida la geometría de la estructura modelada el siguiente paso es

definir los tipos de materiales de los que está conformada la misma, para ello

en el menú elegimos la opción Define – Materials el programa generará un

cuadro que nos muestra una serie de opciones de las que seleccionaremos

Add New Material.

Figura 48 – Define Materials

144

En la ventana Material Porperty Data ingresar las propiedades

correspondientes del material que se desea definir dar clic en OK para

finalizar el proceso.

Figura 49 – Material Property Data

Definición de las secciones (vigas y columnas).

Para definir las secciones de las columnas y vigas de a estructura modelada

damos clic en Define – Section Properties – Frame Sections, el programa

generará una ventana en la que se muestran diferentes opciones de las que

seleccionaremos Add New Property.

Figura 50 – Menu Define Section Properties Figura 51 – Frame Properties

145

La ventana Add Frame Section Property nos permite seleccionar el tipo de

material a utilizarse así como la forma de la sección. Las secciones de vigas

y columnas empleadas en el modelamiento de este documento son

rectangulares para ello elegimos la opción Rectangular. En la ventana

Rectangular Section se debe ingresar el nombre del elemento, el material y

las dimensiones de la sección. Para finalizar dar clic en Concrete

Reinforcement.

Figura 52 – Add Frame Section Property Figura 53 – Rectangular Section

La ventana Reinforcement Data nos permite definir la sección como viga o

como columna, de la misma manera seleccionar el número de varillas, las

propiedades de las varillas a usar, el recubrimiento, etc. Dar clic en OK para

finalizar el proceso.

146

Figura 54 – Reinforcement Data

Asignación de secciones (vigas y columnas).

Para la asignación de secciones primero se debe seleccionar los elementos a

ser asignados, dar clic en Assign – Frame – Frame Sections. De la lista que

aparece en la ventana Frame Properties elegimos las secciones de vigas y

columnas antes definidas.

Figura 55 – Menu Assign / Frame Sections

147

Figura 56 – Frame Properties

Asignación de brazos rígidos.

Los materiales empleados en la estructura de la Unidad Educativa Tránsito

Amaguaña son hormigón armado y madera. La asignación de brazos rígidos

se realiza únicamente para las columnas y vigas de hormigón armado.

Una vez seleccionadas las vigas y columnas nos dirigimos al menú y

seleccionamos Assign – Frame – End (Length) Offsets, el programa

generará un ventana en la que se debe elegir la opción Automatic from

Connectivity lo que activará la celda Rigid – Zone Factor y donde se

colocará el valor de 0,5.

Figura 57 – Menu Frame / End (Length)Offsets Frame 58 – Frame End Length Offsets

148

Definición de Cargas.

Las cargas se define en el menú Define – Load Patterns el programa genera

una ventana en la que podemos definir el nombre y el tipo de las cargas. Las

cargas que se han definido en el modelado son Carga Viva, Carga Muerta,

Sismo X Estático (SXEst) y Sismo Y Estático (SYEst).

Figura 59 – Define Load Patterns

Definición del Espectro de Diseño.

El menú Define – Functions – Response Spectrum despliega un cuadro de

diálogo que nos permite definir el espectro de diseño a emplearse en el

modelamiento de la estructura dando clic en la opción Add New Function.

Figura 60 – Menu Fuctions/Response Spectrum Figura 61 – Response Spectrum Functions

149

La ventana Response Spectrum Function Definition nos permite definir la

función a partir de los datos ingresados del período y la aceleración, el

programa genera automáticamente la gráfica de la función.

Figura 62 – Response Spectrum Function Definition

Definición de los casos de cargas.

Es importante para el modelado en el programa SAP2000 definir los casos de

las cargas que se van a utilizar, para ello el menú Define – Load Case genera

una ventana que nos permite crear ó modificar distintos casos de cargas.

Elegimos la opción Add New Load Case para seguir definiendo los diferentes

casos de cargas a emplearse.

150

Figura 63 – Menu Load Cases Figura 64 – Define Load Cases

Definición de Combinaciones de Cargas.

Para las combinaciones de cargas nos dirigimos al menú Define – Load

Combinations aparecerá un cuadro de diálogo que nos permitirá la creación

de nuevos combos escogiendo la opción Add New Combo.

Figura 65 – Load Combinations Figura 66 – Define Load Combinatios

151

La ventana Load Combination Data nos permite seleccionar el nombre del

combo, configurar el tipo de combinación de carga y asignar los coeficientes

para los diferentes combos. Los combos empleados en éste documento son

los siguientes:

Figura 67 – Load Combination Data

- Combo1 = 1,4 Carga Muerta + 1,7 Carga Viva

- Combo2 = 1,05 Carga Muerta + 1,28 Carga Viva + 1,4 Sismo X

Estático

- Combo3 = 1,05 Carga Muerta + 1,28 Carga Viva - 1,4 Sismo X Estático

- Combo4 = 0,9 Carga Muerta + 1,43 Sismo X Estático

- Combo5 = 0,9 Carga Muerta - 1,43 Sismo X Estático

- Combo6 = Carga Muerta + Carga Viva

- Combo7 = 1,05 Carga Muerta + 1,28 Carga Viva + 1,4 Sismo Y

Estático

- Combo8 = 1,05 Carga Muerta + 1,28 Carga Viva - 1,4 Sismo Y Estático

- Combo9 = 0,9 Carga Muerta + 1,43 Sismo Y Estático

- Combo10 = 0,9 Carga Muerta - 1,43 Sismo Y Estático

- Combo11 = Combo1 + Combo2 + Combo3 + Combo4 + Combo5 +

Combo6 + Combo 7 + Combo8 + Combo9 + Combo10.

152

Definición de Combinaciones de Cargas.

Una vez finalizada la configuración geométrica de la estructura, así como las

características que van a formar parte de la misma, se procede a asignar los

elementos como vigas, columnas y losas que la van a constituir.

Para ello el menú Assign – Frame – Frame Sections despliega un cuadro de

diálogo que nos permite elegir entre las secciones de vigas y columnas

previamente definidas.

Se sigue el mismo procedimiento para la asignación de áreas mediante el

menú Assign – Area – Sections.

Figura 68 – Frame Properties

Para una mejor distribución de las cargas y precisión en los cálculos se realiza

la división de áreas mediante el menú Edit – Edit Areas – Divide Areas, el

programa genera una ventana que nos ofrece diferentes opciones para la

división de áreas elegimos la segunda a un espaciamiento de 0,5 por cada

sentido.

153

Figura 69 – Divide Selected Areas

Análisis de la Estructura.

Habiendo definido la geometría del modelo y el caso de análisis a considerar

se procede al análisis estructural. En el menú Analysis – Set Analysis

Options, el programa genera un cuadro donde hacemos clic en el botón Space

Frame debido a que estamos realizando un análisis estructural.

Figura 70 – Analysis Options

154

Para finalizar el proceso de análisis de la estructura en el menú Analyze

elegir la opción Run Analysis, se desplegará un cuadro de diálogo Set Load

Cases to Run el mismo que contiene todos los estados de carga para los

cuales va ser sometida la estructura modelada se iniciará el proceso al elegir

la opción Run Now.

Figura 71 – Set Load Cases to Run

El análisis habrá finalizado cuando aparezca en la pantalla el siguiente

cuadro:

Figura 72 – Analysis Complete

155

Ver ANEXO 4, contiene el resultado gráfico del análisis estructural de los cuatro

Bloques que componen el establecimiento educativo.

156

5.3. Planos estructurales de reforzamiento.

Se adjuntan los planos estructurales de reforzamiento a continuación.

157

5.4. Memoria Técnica.

1.-CONSIDERACIONES TECNICAS:

A.- OBJETIVO:

Este proyecto de investigación tiene como finalidad presentar una propuesta

de reforzamiento para la mejora del desempeño estructural de la Unidad

Educativa “Tránsito Amaguaña”, la misma que se encuentra ubicada al interior

del Mercado Mayorista de la ciudad de Quito entre la Avenida Tnte. Hugo Ortiz

y Calle Ayapamba.

B.- ALCANCE DE LOS TRABAJOS: El proyecto comprende los siguientes trabajos básicos:

Limpieza de elementos estructurales, reforzamiento estructural de la edificación

existente.

C.- PLANOS DE OBRA CONSTRUIDA (“As built”):

Con forme avance la obra, se debe elaborar los detalles y planos "como

realmente se construyó" (“As Built”), en los cuales se recogerán todos los

cambios y/o aumentos autorizados que se realicen durante el proceso

constructivo.

D.- ESPECIFICACIONES Y NORMAS QUE FORMAN PARTE:

Son parte integrante de estas especificaciones los códigos y normas que se

indican a continuación

D.1.- NORMA ECUATORIANA DE LA CONSTRUCCION

D.2.- ACI STANDARD 318-05, Building Code Requirements for

Structural Concrete and Commentary.



158



F.- MATERIALES ESPECIFICOS PARA LA REPARACION

ESTRUCTURAL:

F.1.- DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE SISTEMAS FRP ADHERIDOS

EXTERNAMENTE PARA EL REFORZAMIENTO DE ESTRUCTURAS DE

HORMIGÓN

F.1.1 Se definen como SISTEMAS FRP “Fiber-Reinforced Polymers”

(Polímeros fibro-reforzados) a aquellos sistemas constituidos por: 1) Fibras y

resinas usados para crear la lámina compuesta; 2) resinas usadas para adherir

firmemente esta lámina a la superficie (sub-estrato) del hormigón y 3) todas las

capas de recubrimiento aplicadas para protección de los materiales constitutivos

anteriores.

F.1.2 Estos sistemas han sido desarrollados por la industria y, por lo tanto, se

los comercializa bajo nombres registrados, sus propiedades para diseño son

particulares de cada marca y su montaje a la Obra debe sujetarse estrictamente a

las indicaciones y especificaciones del fabricante.

F.1.3 El reforzamiento de las vigas y columnas del Establecimiento

Educativo existente se realizará con un polímero reforzado con fibra de carbón.

No se aceptará otro tipo de fibra.

F.1.4 Con el objeto de especificar los sitios de la estructura que deben ser

reforzados con CFRP (“Carbon Fiber-Reinforced Polymers”) en función de los

análisis estructurales realizados y de establecer un presupuesto, se ha utilizará

un sistema de reforzamiento CFRP producido por la firma SIKA con el nombre

“Carbodur S plate”.

159

G.- SERVICIOS TEMPORALES EN EL SITIO:

Es necesario durante todo el período de construcción que se provea de los

siguientes servicios:

Agua potable para servicio humano y para la construcción; Canalización y

drenaje de aguas lluvias; Disposición de aguas servidas; Energía eléctrica para

alumbrado y para operación de equipo y maquinaria; servicio telefónico.

2.- PLIEGO DE ESPECIFICACIONES TÉCNICAS PARTICULARES,

MEDICIÓN Y PAGO

A continuación se señalan en detalle los elementos y condiciones técnicas

pertinentes para los ítems o rubros que constituyen la Obra. Las unidades

utilizadas corresponden al Sistema Internacional, excepto en aquellos casos en

que se señala expresamente unidades de otro sistema.

Cuando en estas Especificaciones los materiales, los rubros o sus componentes

consten con nombres comerciales, se entenderá tal nombre solamente como

referencial y el Contratista podrá utilizar de otras marcas.

Los costos están fijados en dólares de los Estados Unidos de Norteamérica. Las

cotizaciones de todos los rubros corresponden para la Obra terminada y

completa, realizada de acuerdo a los planos y demás especificaciones técnicas

del Proyecto, entendiéndose que están incluidos todos los requisitos, expresos o

tácitos, y los componentes, directos o indirectos, para este fin.

Sin limitarse a los indicados a continuación, los precios deben comprender los

costos de los siguientes elementos o componentes.

160

Directos:

Mano de obra calificada de acuerdo con las mejores prácticas establecidas para la

ejecución de cada uno de los rubros de Obra. Todos los materiales a ser

incorporados a la Obra, comprendidos los auxiliares y consumibles. Transporte.

Equipo - mecánico, eléctrico, manual - completo, en perfecto estado de

funcionamiento, requerido y apropiado para realizar en condiciones óptimas

todos y cada uno de los rubros de Obra, incluyendo equipo alternativo de

emergencia.

Indirectos:

Movilización del Contratista al Sitio y su retiro o salida una vez que la Obra se

halle terminada, construcción y/o instalación, y posterior retiro, de: 1)

Construcciones temporales debidamente equipadas: oficinas administrativas y

técnicas, guardianías, bodegas cubiertas, talleres; 2) Instalaciones temporales de

energía, iluminación, agua potable, desalojo de aguas servidas; 3) Sala

para atención médica de emergencia con el equipamiento estipulado por la

Seguridad Social del Ecuador IESS.

Los costos indirectos también incluyen la consecución, diseño y/o preparación

de los siguientes documentos: Certificados de calidad y origen de materiales.

Diseños de hormigón y sus pruebas debidamente certificados por un laboratorio

registrado. Certificados del fabricante o de laboratorio sobre la calidad,

resistencia y demás características del acero y materiales especiales utilizados.

Cálculos, diseños y planos de detalle para construcción de la plataforma de

trabajo y encofrados, suscritos y sellados por un ingeniero estructural o mecánico

con no menos de diez años de experiencia. Planos de Taller o Fabricación para

todos los ítems y rubros de la Obra. Planos de Obra Construida. Protección y

mantenimiento de toda la Obra hasta su entrega definitiva al Propietario.

Además se considera incluido en los costos indirectos lo siguiente:

161

Personal: 1) Administrativo; 2) Técnico: Ingenieros especialistas en cálculo,

diseño, dirección de obra, control geométrico, control de calidad; dibujantes,

inspectores, etc.; 3) Vigilancia y seguridad 4) Salud y asistencia médica de

emergencia

3.1.- PERSONAL TÉCNICO MÍNIMO REQUERIDO:

Residente de obra, Ingeniero civil, experiencia mínimo 5 años 1 u

Técnico especialista en reparaciones, experiencia mínimo 10 años 1 u

3.2.- EQUIPO MÍNIMO REQUERIDO:

Compresor de aire 1 u

Amoladoras 2 u

Martillos 2 u

Soldadora eléctrica 2 u

Aspiradora Industrial 1 u

3.3.- CUMPLIMIENTO DE ORDENANZAS MUNICIPALES:

El Contratista debe tener presente que es de su obligación cumplir con las

Ordenanzas Municipales de la Ciudad de Quito, que tengan relación con la

ejecución del Proyecto.

ACONTINUACION SE DETALLA LAS ESPECIFICACIONES POR CADA

UNO DE LOS RUBROS CONTENIDOS EN EL PRESUPUESTO DE OBRA

PARA LA REPARACION ESTRUCTURAL:

162

RE-001 LIMPIEZA DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES, CHORRO DE

AGUA Y/O ARENA Y/O DESBASTADORES

a. DEFINICION:

Es el conjunto de operaciones para la limpieza integral de la estructura en las

áreas expuestas de la losa, vigas y columnas, en las cuales se realizaran trabajos

de reparación y mantenimiento. Incluye la provisión y operación de equipos y

todos los materiales necesarios para realizar el trabajo. Así como los andamios

móviles y equipo de seguridad.

b. ESPECIFICACION:

La limpieza con agua se realizará con agua potable limpia, por medio del equipo

adecuado, (bombas de alta presión y caudal suficiente, cepillos, etc.). De ser

necesario se podrá utilizar detergentes aprobados. La presión de trabajo deberá

ser la necesaria para remover las partículas sueltas y contaminación superficial

de la estructura (polvo, hollín, grasas, etc.), en todo caso la presión no deberá ser

menor a 35 Mpa, pudiendo llegar incluso a 300 Mpa. La limpieza permitirá

evaluar los sitios donde se tenga que intervenir con reparaciones.

En los sitios afectados que requieren reparación, adicionalmente se realizará la

limpieza con chorro de arena, que permita eliminar contaminantes y remover

capas de mortero de cemento, superficiales (máximo 5 mm) y partículas sueltas.

El sistema utilizado debe permitir la proyección de la arena con recuperación de

la misma o bien mezclar con una cierta cantidad de agua. Para realizar este

trabajo se utilizará el equipo de seguridad necesario para los trabajadores y

operadores, debiendo ser adecuadamente programado para no afectar con los

trabajos a terceros.

163

Además, la limpieza en los sitios que deban ser reparados y/o reforzados deberá

ser realizada con desbastadores manuales o mecánicos, a través de cepillado,

lijado, cincelado, abujardado, fresado, granallado, lo que corresponda según cada

caso.

El Constructor implementará las medidas de seguridad necesarias tanto para el

personal, así como para los bienes que pudieran ser afectados por estos trabajos.

El acopio y disposición final de los materiales producto de la limpieza se los

realizará en los sitios autorizados para ese propósito.

c.- ENSAYOS Y TOLERANCIAS:

De considerar necesario, la Fiscalización podrá solicitar certificados de

fabricante o proveedor que los materiales y equipos cumplen con las Normas

Técnicas vigentes.

d. REFERENCIAS:

Reglamento de Seguridad para la Construcción y Obras Públicas

Especificaciones de Materiales y procesos

e. MEDICION:

Se cuantificará en metros cuadrados del área total ejecutada de la limpieza

integral de la estructura y con aproximación al centésimo.

f. PAGO:

Las cantidades establecidas en la forma indicada en el numeral anterior se pagará

al precio contractual para el rubro más abajo designado y que conste en el

contrato.

Rubro unidad

Limpieza de Elementos Estructurales, Chorro de Agua y/o Arena y/o Desbastadores m2

164

RE-002 DERROCAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES

a. DEFINICION:

Es el conjunto de operaciones para el derrocamiento integral de los elementos

estructurales según lo establecido en el Proyecto. Incluye acopio y desalojo a un

botadero autorizado.

b. ESPECIFICACION:

Los trabajos de demolición se realizarán en forma planificada y con las

seguridades del caso. Se utilizará el personal, equipo y materiales adecuados para

la demolición.

Es obligación del Contratista suministrar los equipos necesarios e idóneos y

aplicar los métodos de ejecución, previamente aceptados por Fiscalización, para

realizar un trabajo nítido y que no cause deterioro o el menor daño en la

estructura existente, en condiciones apropiadas para el nuevo uso y cargas

previstas, hasta llegar a los niveles indicados en los Planos de Ingeniería.

Cualquier daño causado por negligencia del Constructor será reparado por este a

su costo.

El constructor implementará las medidas de seguridad necesarias para el

personal, así como para los bienes que pudieran ser afectados por estos trabajos.

El contratista tiene la obligación de recuperar los materiales que determine la

Fiscalización con el cuidado respectivo.

El acopio y disposición final de los materiales producto de la demolición se los

realizará en los sitios autorizados por el fiscalizador.

165


El nivel final luego de los trabajos de demolición no deberá variar en +/- 0.02 m

del nivel previsto.

d. REFERENCIAS:

Especificaciones Generales MOP 001-F-2002; Sección 301

e. MEDICION:

Se cuantificará en metros cúbicos en “banco”, esto es antes de la demolición y

con aproximación al centésimo.

f. PAGO:



contrato.

Código Rubro unidad

RE-002 Derrocamiento de elementos estructurales, incluye desalojo m3.

166

RE-003 REFORZAMIENTO DE VIGAS CON FIBRAS DE CARBONO

RE-004 REFORZAMIENTO DE COLUMNAS CON FIBRAS DE

CARBONO

a. DEFINICION:

Consiste en la provisión e instalación del sistema de reforzamiento adherido de

alto desempeño con bandas o platinas CFRP (Polímeros laminados reforzados

con fibras de carbón), en vigas y columnas, para recuperación y mejoramiento de

la capacidad estructural del Edificio existente. Incluye todos los materiales y

equipos necesarios para la aplicación, así como los ensayos de calidad previa y

posterior a la aplicación, como también la limpieza posterior.

b. ESPECIFICACION:

El Contratista ejecutará este trabajo por medio de personal técnico capacitado y

certificado por Organismo pertinente, con experiencia en la ejecución de trabajos

similares.

El reforzamiento con platinas CFRP (Polímeros laminados reforzados con fibras

de carbono), tipo SIKA CARBODUR cumplirán con los siguientes

requerimientos de diseño: 50 a 100 mm de ancho x 1.4 mm de espesor, módulo

de elasticidad E = 165.000 Mpa, Resistencia a la tensión = 2.800 Mpa,

Resistencia de tensión a la rotura 3.000 Mpa., instaladas en la ubicación prevista

en el Proyecto. Unidas a los elementos de hormigón a ser reforzados con

adhesivo epóxico, tipo SIKADUR 32, adherencia 4 Mpa, que tengan

conformidad las Normas ASTM C-881

Previo a la aplicación, el área de hormigón deberá estar adecuadamente

preparada, a través de limpieza con chorro de agua y/o arena y/o desbastadores,

167

previsto en el rubro respectivo. La superficie debe estar completamente seca

(mínimo 6 horas después de haber realizado la limpieza). Si se utiliza aire para la

remoción de polvo, se debe garantizar que esté libre de grasas que puedan

contaminar la superficie.

Se realizará la inspección detallada así como el control de la capacidad de

adherencia del hormigón a ser reforzado, por medio de ensayos normalizados,

(mínima resistencia de adherencia a tensión 1.5 Mpa., resistencia media de

adherencia a tensión de la superficie de concreto preparada 2 Mpa.), lo que se

dejará constancia en un documento con el protocolo respectivo. El sistema y

procedimiento de aplicación será sometido a la aprobación previa de la

Fiscalización con por lo menos 30 días de anticipación a su ejecución. Las

superficies a ser recubierta debe ser uniforme, las irregularidades no deben ser

mayores de0,5 mm. Después de la limpieza se debe remover completamente el

polvo de la superficie con la ayuda de una aspiradora industrial. La planeidad de

la superficie debe ser verificada con una regla metálica. La tolerancia máxima

permitida es de 5 mm para una longitud de 1 m. A menos que se indique otra

cosa en el sistema aprobado al Contratista, se procederá de la siguiente manera:

Se preparará el adhesivo epóxico según la recomendación del fabricante, la

mezcla se efectuará de preferencia con un taladro de bajas revoluciones (500

rpm). Luego se aplica el adhesivo epóxico con una espátula o aplicador

apropiado en un espesor aproximado de 1 mm sobre la superficie de hormigón,

se prepara la platina CFRP, limpiándola del polvo residual de carbono con el

limpiador especificado por el fabricante, tipo “Colma Limpiador”, por medio de

una espátula con labrado en forma de cubierta a dos aguas se aplica el adhesivo

epóxico sobre la platina en un espesor aproximado de 2 mm. Dentro del tiempo

abierto del adhesivo, se coloca la platina CFRP, perfectamente alineada y con un

rodillo se presiona la platina hasta que el adhesivo sea forzado a salir a ambos

lados de la platina, eliminando el aire que pudo haberse incorporado en el

proceso de cubrimiento de adhesivo, una vez completado este paso se debe

remover el excedente de adhesivo epóxico. Para realizar el control del material

168

adhesivo usado, referente al desarrollo de resistencias, se debe fabricar probetas

de ensayo para establecer las resistencias de trabajo y finales.

Todo el material de desecho de la aplicación del reforzamiento con platinas

CFRP deberá ser adecuadamente tratado para su disposición final.

El constructor implementará las medidas de seguridad necesarias, de

conformidad con las recomendaciones de fábrica del producto y Reglamento de

Seguridad para la Construcción y Obras Públicas, vigente.


Para garantizar la calidad del Producto el Contratista deberá presentar

certificados de fabricante o proveedor que los materiales cumplen con las

Normas Técnicas vigentes. Se realizarán los ensayos de verificación de la

capacidad de tensión del sustrato (hormigón a reforzar). Después del

endurecimiento del adhesivo se debe medir las resistencias a compresión,

flexotracción y adherencia de trabajo y finales.

d.- REFERENCIAS:

Reforzamiento de vigas mediante sistemas de polímeros fibro-reforzados

adheridos exteriormente, proceso constructivo y especificaciones previstos en el

diseño, que se transcriben a continuación.

Reglamento de Seguridad para la Construcción y Obras Públicas

e. MEDICION:

169

Se cuantificará en ml, con aproximación al centésimo las platinas CFRP

efectivamente instaladas, que cumplan con lo especificado y aprobadas por la

Fiscalización.

f. PAGO:



contrato.

Código Rubro unidad

RE-003 Reforzamiento de Vigas con Fibras de Carbono ml.

RE-004 Reforzamiento de Columnas con Fibras de Carbono ml.

170

5.5. Especificaciones de obra.

1. Delimitación y Preparación del Sitio de trabajo.

Delimitar la zona de trabajo señalada.

Determinar claramente requerimientos y ubicaciones para trabajar con

electricidad y agua.

Instalar protecciones y aislamientos contra el viento y/o polvo o cualquier

contaminante según amerite, las mismas que también cumplirían la función

de proteger elementos en el entorno.

Instalar andamiaje según Manual de Seguridad de la obra.

SEGURIDAD

Antes de armar el andamiaje, verificar que el piso del área de trabajo esté

nivelado

El área de trabajo deberá mantener limpieza y orden.

El área de trabajo se deberá señalizar de acuerdo con los estándares de

seguridad, para evitar la entrada de personas ajenas. Se deberá usar una cinta

plástica de advertencia.

AMBIENTE

Se usarán contenedores apropiados para desperdicio con avisos apropiados

(Plásticos, Cartón, Sólidos No Reciclables, Desechos Peligrosos).

171

2. Limpieza y preparación de superficies.

Pasar la amoladora con el disco de diamante sobre la superficie de cada

columna de hormigón hasta tener una superficie de contacto limpia y libre de

material suelto.

Seguidamente, lavar la superficie utilizando hidrolavadora a chorro entre

2500psi a 4000psi.

Secado y aspirado de la superficie de la columna de hormigón con sopladores

y aspiradores industriales.

Se desaguará el agua consecuencia del lavado por los desagües, canales, o

sitios señalados.

SEGURIDAD

Todo equipo y herramientas de pulido serán ensambladas y verificadas

previamente a la tarea.

Los equipos de limpieza a chorro de presión de agua nunca deben ser

apuntados y disparados hacia ninguna persona.

Verificar que los equipos se encuentren apagados y desconectados cuando

estos no sean utilizados. Especialmente cuando se realice cualquier tipo de

ajuste y mantenimiento.

El personal deberá estar calificado para hacer este trabajo.

3. Instalación del Sistema de Fibras Compuestas.

Una vez que la superficie de concreto de la columna se encuentre seca, se procederá

con la instalación del sistema CARBOWRAP 600, en las siguientes fases:

Aplicar MORTERO EPOXICO DE RECUPERACIÓN DE SUPERFICIE

utilizando la herramienta que la situación amerite, como brocha o rodillo.

Seguidamente, aplicar el IMPRIMANTE EPOXICO para dejar en la columna

de hormigón una superficie tersa y emporada.

172

La instalación del refuerzo de fibra ELR 2410 se dará de la siguiente manera

por cada capa:

- Pegante epóxico de Fibra EPOFIX 300, aplicado con brocha, rodillo, o

espátula, según amerite.

- Colocación de Fibra de refuerzo.

- Rodillado para desentrapar aire.

- Saturación con epóxico EPOFIX 300.

Protección ambiental final en base revestimiento acrílico-cementicio, o arena

pegada para enlucido posterior.

SEGURIDAD

Constatar permanentemente que el personal use el equipo de protección

durante todas las fases.

Verificar entre fases la ausencia de elementos contaminantes como polvo o

agua.

Utilizar mano de obra calificada.

Adicional al equipo de seguridad personal, los trabajadores deberán usar

mascarilla aprobada contra polvos, guantes de látex, y equipo anti caídas:

arnés y línea de vida.

Los procedimientos, características y normas del Sistema CARBOWRAP 600

se encuentran especificados dentro de su respectiva Hoja Técnica provista por

el proveedor.

No se podrá continuar con las fases subsiguientes de instalación si se constata

la presencia de contaminantes como grasas o aceites sobre la superficie de la

columna, hasta que estos sean eliminados.

Los trabajos sobre, debajo, o alrededor de los andamios serán realizados

según indique el Manual de Seguridad de la obra.

173

AMBIENTE

Se usarán contenedores apropiados para desperdicio con avisos visibles.

Mantener la limpieza en el área, antes, y después de la actividad.

Controles de seguridad: El departamento de seguridad del contratista, deberá

verificar que todo el personal siga y cumpla con todas las normas de

seguridad en todas las áreas de trabajo.

5.6. Volúmenes de obra de las propuestas de reforzamiento.

BLOQUE 1

Tabla 41 – Áreas de reforzamiento Bloque 1.

NIVEL DIMENSIONES EJE ENCAMISADO

PERIMETRO DE

ENCAMISADO

(m)

ANCHO DE

ENCAMISADO

(m)

CANTIDAD

ÁREA DE

REFORZAMIENTO

(m²)

53X25 1 TIPO 1 1.35 0.10 8 1.08

53X35 3 TIPO 1 1.41 0.10 16 2.256

53X35 5 TIPO 1 1.41 0.10 6 0.846

53X25 A TIPO 1 1.35 0.10 16 2.16

53X25 C TIPO 1 1.35 0.10 16 2.16

53X25 1 TIPO 1 1.35 0.10 8 1.08

53X35 5 TIPO 1 1.35 0.10 8 1.08

53X25 A TIPO 1 1.35 0.10 8 1.08

53X25 C TIPO 1 1.35 0.10 16 2.16

13.902

N+0.00

N+2.65

N+2.65

N+5.05

ÁREA TOTAL =

174

BLOQUE 2


BLOQUE 3



PERIMETRO DE

ENCAMISADO

(m)

ANCHO DE

ENCAMISADO

(m)

CANTIDAD

ÁREA DE

REFORZAMIENTO

(m²)

45X25 1 TIPO 1 1.15 0.10 2 0.23

45X25 5 TIPO 1 1.15 0.10 6 0.69

45X25 A TIPO 1 1.15 0.10 12 1.38

45X25 B TIPO 1 1.15 0.10 16 1.84

45X25 C TIPO 1 1.15 0.10 8 0.92

45X25 1 TIPO 1 1.15 0.10 8 0.92

45X25 5 TIPO 1 1.15 0.10 6 0.69

45X25 A TIPO 1 1.15 0.10 4 0.46

45X25 C TIPO 1 1.15 0.10 4 0.46

7.59

N+0.00

N+2.65

N+2.65

N+5.05

ÁREA TOTAL =


PERIMETRO DE

ENCAMISADO

(m)

ANCHO DE

ENCAMISADO

(m)

CANTIDAD

ÁREA DE

REFORZAMIENTO

(m²)

25X25 1 TIPO 1 0.75 0.10 8 0.6

25X25 6 TIPO 1 0.75 0.10 8 0.6

25X25 A TIPO 1 0.75 0.10 32 2.4

25X25 B TIPO 1 0.75 0.10 24 1.8

25X25 1 TIPO 1 0.75 0.10 8 0.6

25X25 6 TIPO 1 0.75 0.10 8 0.6

25X25 A TIPO 1 0.75 0.10 32 2.4

25X25 B TIPO 1 0.75 0.10 24 1.8

10.8

N+0.00

N+3.09

N+3.09

N+5.35

ÁREA TOTAL =

175

BLOQUE 4

Tabla 44 – Áreas de reforzamiento Bloque 4

El área total de reforzamiento es de 47.34 m².

El volumen total de desalojo de escombros es de 1.18 m³.

Limpieza de elementos estructurales es de 47.34 m².


PERIMETRO DE

ENCAMISADO

(m)

ANCHO DE

ENCAMISADO

(m)

CANTIDAD

ÁREA DE

REFORZAMIENTO

(m²)

25X20 1 TIPO 1 0.70 0.10 6 0.42

25X20 5 TIPO 1 0.70 0.10 16 1.12

25X20 6 TIPO 1 0.70 0.10 8 0.56

40X25 A TIPO 1 1.05 0.10 12 1.26

40X25 B TIPO 1 1.05 0.10 16 1.68

40X25 C TIPO 1 1.05 0.10 30 3.15

25X20 1 TIPO 1 0.7 0.10 16 1.12

25X20 6 TIPO 1 0.7 0.10 16 1.12

40X25 A TIPO 1 1.05 0.10 28 2.94

40X25 C TIPO 1 1.05 0.10 16 1.68

15.05

N+0.00

N+2.54

N+2.54

N+4.88

ÁREA TOTAL =

176

5.7. Presupuesto de las propuestas de reforzamiento.

Tabla 45 – Tabla de precios y cantidades.

PROYECTO : Unidad Educativa "Tránsito Amaguaña"

PRECIO PRECIO

UNITARIO TOTAL

RE-001Limpieza de elementos estructurales, chorro de

agua y/o arena y/o desvastadoresm² 47.34 2.55 120.72

RE-002Derrocamiento de Recubrimientos en Columnas,

incluye desalojo.m³ 1.18 172.29 203.30

RE-003 Reforzamiento de Vigas con Fibras de Carbono m² 47.34 397.68 18,826.17

RE-004Reforzamiento de Columnas con Fibras de

Carbonom² 0.00 381.49 -

TOTAL 19,150.19

Son: Diecinueve mil ciento cincuenta con 19/100

Estos Precios No Incluyen IVA

TABLA DE CANTIDADES Y PRECIOS

REPARACION ESTRUCTURAL

DESCRIPCIONCODIGO UNIDAD CANTIDAD

PREPARADO POR: Emilio M aldonado

177

Tabla 46 – Análisis de Precios Unitarios RE-001


CODIGO: RE-001

RUBRO : Limpieza de elementos estructurales, chorro de agua y/o arena y/o desvastadores

UNIDAD : m² FECHA : Marzo 2014

MATERIALES

Unid. Cantidad P. Unitario Costo

m³ 0.01 0.54 0.01

m³ 0.05 10.70 0.54

U 0.01 20.33 0.20

U 0.01 1.18 0.01

-

-

-

-

-

-

Subtotal 0.76

MANO DE OBRA

No. S.R.H. H.H. Costo

1 2.82 0.032 0.09

2 2.78 0.032 0.18

1 2.82 0.032 0.09

-

-

-

Subtotal 0.36

HERRAMIENTAS Y EQUIPOS

No. Costo/Hora H.E. Costo

Glb 0.02

2 15.40 0.032 0.99

-

-

-

Subtotal 1.01

TRANSPORTE

Unidad Cantidad Tarifa Costo

-

-

-

Subtotal -

COSTOS DIRECTOS 2.13

COSTOS INDIRECTOS 20% 0.43

COSTO TOTAL 2.55

ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS


Descripción

Agua

Arena

Desvastadores (Grata de Alambre)

Cepillos

Descripción

Herramienta Menor (5% MO)

Albañil D2

Peón E2

Operador de Equipo Liviano D2

Descripcion

Descripción

Compresor de aire 210 H CFM

178

Tabla 47 - Análisis de Precios Unitarios RE-002


CODIGO: RE-002

RUBRO : Derrocamiento de Recubrimientos en Columnas, incluye desalojo.

UNIDAD : m³ FECHA : Marzo 2014

MATERIALES


U 0.02 3.10 0.06

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Subtotal 0.06

MANO DE OBRA


1 2.82 3.21 9.05

3 2.78 3.21 26.77

0.5 4.16 3.21 6.68

0.5 2.82 3.21 4.53

-

-

Subtotal 47.03



Glb 2.35

2 4.56 3.21 29.28

2 1.35 3.21 8.67

0.5 15.00 3.21 24.08

0.5 20.00 3.21 32.10

Subtotal 96.48

TRANSPORTE


-

-

-

Subtotal -



COSTO TOTAL 172.29

Minicargador

Descripcion


Martillo rompedor eléctrico

Amoladora

Volqueta 8 m³

Descripción

Descripción

Albañil D2

Peón E2

Chofer Volqueta Oc. C1

Operador de Equipo Liviano D2



Descripción

Disco de Desvaste

179



CODIGO: RE-003

RUBRO : Reforzamiento de Vigas con Fibras de Carbono


MATERIALES


Kg 4.00 5.24 20.97

Kg 0.25 26.75 6.69

m² 1.10 169.06 185.97

Kg 1.00 29.96 29.96

m² 1.00 6.42 6.42

-

-

-

-

Subtotal 250.01

MANO DE OBRA


1 2.82 4.01 11.32

1 3.02 4.01 12.12

1 2.82 4.01 11.32

2 2.78 4.01 22.31

-

-

Subtotal 57.07



Glb 2.85

1 1.35 4.01 5.42

1 1.50 4.01 6.02

1 2.50 4.01 10.03

-

Subtotal 24.32

TRANSPORTE


-

-

-

Subtotal -



COSTO TOTAL 397.68

Imprimante Epóxico



Descripción

Mortero Epóxico de Recuperación de Superficie

Maestro de Obra C1

Fibra Carbowrap 600

Saturado Epóxico epofix 300

Acabado Final Sistema Acrilico Cementicio Tomix100

Descripción

Instalador de Revestimineto en General

Albañil D2

Peón E2

Descripción


Amoladora

Rodillo Manual de Presión

Aspiradora Industrial

Descripcion

180



CODIGO: RE-004

RUBRO : Reforzamiento de Columnas con Fibras de Carbono


MATERIALES


Kg 4.00 5.24 20.97

Kg 0.25 26.75 6.69

m² 1.10 169.06 185.97

Kg 1.00 29.96 29.96

m² 1.00 6.42 6.42

-

-

-

-

Subtotal 250.01

MANO DE OBRA


1 2.82 3.35 9.44

1 3.02 3.35 10.11

1 2.82 3.35 9.44

2 2.78 3.35 18.62

-

-

Subtotal 47.61



Glb 2.38

1 1.35 3.35 4.52

1 1.50 3.35 5.02

1 2.50 3.35 8.37

-

Subtotal 20.29

TRANSPORTE


-

-

-

Subtotal -



COSTO TOTAL 381.49

Imprimante Epóxico



Descripción

Mortero Epóxico de Recuperación de Superficie

Maestro de Obra C1

Fibra Carbowrap 600

Saturado Epóxico epofix 300

Acabado Final Sistema Acrilico Cementicio Tomix100

Descripción

Instalador de Revestimineto en General

Albañil D2

Peón E2

Descripción


Amoladora

Rodillo Manual de Presión

Aspiradora Industrial

Descripcion

181

CAPÍTULO 6: Conclusiones y recomendaciones.

6.1. Conclusiones.

Más del 75% de los establecimientos educativos se encuentran ubicados en el

Distrito 6: Circuito 6 (Grupos A, B y C), del Distrito Metropolitano de Quito,

cuentan con construcciones informales o sencillamente son unidades de vivienda

(casas) que han sido adaptadas para ser utilizadas como locales educativos. A

muchos establecimientos no se permitió el ingreso para poder realizar una

inspección más detallada del estado de sus estructuras.

Los establecimientos educativos que han sido inspeccionados para el desarrollo de

esta tesis cumplen con las especificaciones de diseño sismo resistente que constan

en la Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC-11, Capítulo 2 “Peligro

Sísmico y Requisitos de Diseño Sismo Resistente”.

Al analizar las irregularidades estructurales, tanto en planta como en elevación, no

se encontraron problemas de piso blando o excentricidades que puedan provocar

torsión en planta.

La Unidad Educativa “Tránsito Amaguaña” ha sido seleccionada como el

establecimiento educativo más vulnerable a los sismos, por las condiciones que

presenta la estructura que la compone.

La resistencia promedio a la compresión de los hormigones analizados en los

cuatro bloques de la edificación es de 18.255 MPa., valor que no cumple con los

requerimientos de la Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC11. La Norma

recomienda que para elementos estructurales se utilice hormigón con una

resistencia mínima de 21 MPa.

Mediante la inspección a la Unidad Educativa “Tránsito Amaguaña” se comprobó

el mal estado de columnas y vigas que componen la estructura; el acero de

182

refuerzo que ha sido empleado en los elementos estructurales se encuentra

expuesto a la intemperie lo que provoca el deterioro del material y perjudica su

desempeño.

Una vez realizado el análisis estructural del establecimiento educativo mediante el

programa SAP2000, se concluye que: las paredes de ladrillo mambrón son

elementos estructurales irremplazables que permiten un efecto de encajonamiento

entre vigas y columnas provocando que el inmueble trabaje como un gran

diafragma.

Debido al efecto de encajonamiento provocado por las paredes de ladrillo

mambrón las vigas soportan bajos efectos de flexión, sus deflexiones son

mínimas; del mismo modo las columnas sufren bajos efectos de pandeo con

desplazamientos inapreciables.

La cuantía de acero de refuerzo principal existente en las vigas, calculada con el

programa SAP2000, es la necesaria para su correcto comportamiento estructural

ante un evento extremo, por lo que no es necesario realizar un reforzamiento

longitudinal adicional.

Las vigas que componen la estructura del establecimiento educativo presentan

deficiencia de refuerzo al corte, según los datos obtenidos del programa SAP2000,

motivo por el cual es necesario realizar un reforzamiento con fibras de carbono

para suplir los esfuerzos de corte y mejorar el confinamiento del hormigón

existente.

Las columnas que conforman la estructura no presentan fallas por refuerzo

principal ni por refuerzo cortante por lo que no se considera necesario realizar un

reforzamiento.

183

El reforzamiento mediante el empleo de fibras de carbono propuesto en el

presente documento de investigación mejorará en un 40% el desempeño de la

estructura del establecimiento educativo.

6.2. Recomendaciones.

Se recomienda que el reforzamiento propuesto en este documento de

investigación se realice siguiendo todas las especificaciones que se detalla en el

numeral 4.7. para que no exista ningún error constructivo.

Pese a no existir la presencia de humedades que afecten, de alguna manera, a los

elementos estructurales de la Unidad Educativa “Tránsito Amaguaña” se

recomienda la construcción de una acera perimetral, para evitar humedades en la

planta baja del Bloque 4.

184

BIBLIOGRAFÍA

1. NEC-11, NORMA ECUATORIANA DE LA CONSTRUCCIÓN (2011),

Capítulo 2, Peligro Sísmico y Requisitos de Diseño Sismo Resistente.

2. NEC-11, NORMA ECUATORIANA DE LA CONSTRUCCIÓN (2011),

Capítulo 3, Riesgo Sísmico, Evaluación y Rehabilitación de Estructuras.

3. CRISAFULLI Francisco J. (2013), Diseño Sismorresistente de Construcciones de

Acero, Mendoza, Argentina.

4. SAUTER F., Franz Aspectos conceptuales del Diseño Sismorresitente, San José,

Costa Rica.

5. AGUILAR M. Armando, (2011), Evaluación probabilista del riesgo sísmico de

edificios en zonas urbanas, Catalunya, Barcelona.

6. SALAZAR T., Jorge E., (2007), Resistencia de Materiales Básica para

estudiantes de Ingeniería, Manizales, Colombia.

7. FEMA 154 (2012), Rapid Visual Screening of Buildings for Potential Seismic

Hazards, Washington DC, Estados Unidos.

8. FEMA 440 (2012), Rapid Improvement of Nonlinear Static Seismic Analysis

Procedures, Washington DC, Estados Unidos.

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