AUSCULTACIÓN EDIFICIOS CENTRO DE ATENCIÓN AL MIGRANTE.
FUNDACIÓN ISCYC
Antiguo Cuscatlán, 03 de noviembre de 2014.
i
Contenido
ÍNDICE DE FIGURAS ............................................................................................................................. v
ÍNDICE DE TABLAS .............................................................................................................................. vii
ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS .................................................................................................................. viii
1 INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................... 1
2 INSPECCIÓN VISUAL .................................................................................................................... 2
2.1 Edificio 1 .............................................................................................................................. 2
2.2 Edificio 2 .............................................................................................................................. 5
2.3 Edificio 3 .............................................................................................................................. 7
2.4 Edificio Administrativo ........................................................................................................ 9
3 EVALUACIÓN DE CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS EDIFICIOS ......................................... 10
3.1 REFRACCIÓN SÍSMICA ....................................................................................................... 10
3.2 ENSAYOS DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR (SPT) ................................................................... 13
3.3 EVALUACIÓN DEL CONCRETO ........................................................................................... 14
3.3.1 Ubicación de acero de refuerzo. ............................................................................... 14
3.3.2 Martillo de Rebote (ASTM C805) .............................................................................. 15
3.3.3 Pulso Ultrasónico (ASTM C597) ................................................................................. 15
3.3.4 Potencial de Corrosión .............................................................................................. 19
3.3.5 Resistencia a la Compresión ...................................................................................... 20
3.3.6 Profundidad de Carbonatación ................................................................................. 21
4 ANÁLISIS EDIFICIO 1. ................................................................................................................. 22
4.1 Descripción del sistema estructural. ................................................................................. 22
4.2 Cargas de análisis. ............................................................................................................. 23
4.2.1 Cargas Gravitacionales: ............................................................................................. 23
4.2.2 Cargas Vivas: .............................................................................................................. 23
ii
4.3 Resistencia de materiales. ................................................................................................. 23
4.4 Elementos estructurales. .................................................................................................. 24
4.5 Periodos modales de vibración. ........................................................................................ 24
4.6 Cortante sísmico VSFi – NTDS. .......................................................................................... 26
4.7 Cortante Sísmico VSFi – Pushover. .................................................................................... 27
4.8 Modelos matemáticos y resultados de análisis. ............................................................... 34
4.9 Análisis e interpretación de resultados ............................................................................. 45
5 ANÁLISIS EDIFICIO 2 .................................................................................................................. 47
5.1 Descripción del sistema estructural. ................................................................................. 47
5.2 Cargas de análisis. ............................................................................................................. 48
5.2.1 Cargas gravitacionales: .............................................................................................. 48
5.2.2 Cargas vivas: .............................................................................................................. 48
5.3 Resistencia de materiales. ................................................................................................. 48
5.4 Elementos estructurales. .................................................................................................. 49
5.5 Periodos modales de vibración. ........................................................................................ 49
5.6 Cortante sísmico VSFi – NTDS. .......................................................................................... 52
5.7 Cortante Sísmico VSFi – Pushover. .................................................................................... 53
5.8 Modelos matemáticos y resultados de análisis. ............................................................... 60
5.9 Análisis e interpretación de resultados ............................................................................. 71
6 ANÁLISIS EDIFICIO 3 .................................................................................................................. 73
6.1 Descripción del sistema estructural. ................................................................................. 73
6.2 Cargas de análisis. ............................................................................................................. 73
6.2.1 CARGAS GRAVITACIONLES: ....................................................................................... 74
6.2.2 CARGAS VIVAS: .......................................................................................................... 74
6.3 Resistencia de materiales. ................................................................................................. 74
6.4 Elementos estructurales. .................................................................................................. 75
iii
6.5 Periodos modales de vibración. ........................................................................................ 75
6.6 Cortante sísmico VSFi – NTDS. .......................................................................................... 77
6.7 Cortante Sísmico VSFi – Pushover. .................................................................................... 78
6.8 Modelos matemáticos y resultados de análisis. ............................................................... 80
6.9 Análisis e interpretación de resultados ............................................................................. 86
7 ANÁLISIS EDIFICIO ADMINISTRATIVO ........................................................................................ 87
7.1 Descripción del sistema estructural. ................................................................................. 87
7.2 Cargas de análisis. ............................................................................................................. 87
7.2.1 Cargas gravitacionales: .............................................................................................. 87
7.2.2 Cargas vivas: .............................................................................................................. 87
7.3 Resistencia de materiales. ................................................................................................. 88
7.4 Elementos estructurales. .................................................................................................. 88
7.5 Periodos modales de vibración. ........................................................................................ 89
7.6 Cortante sísmico VSFi – NTDS. .......................................................................................... 90
7.7 Cortante Sísmico VSFi – Pushover. .................................................................................... 91
7.8 Modelos matemáticos y resultados de análisis. ............................................................... 93
7.9 Análisis e interpretación de resultados ............................................................................. 99
ANEXO 1. PROPIEDADES GEOMÉTRICAS Y CARACTERÍSTICAS DE ANÁLISIS, EDIFICIO 1 – MÓDULO
ORIENTE. .............................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.
ANEXO 2 PROPIEDADES GEOMÉTRICAS Y CARACTERÍSTICAS DE ANÁLISIS, EDIFICIO 1 – MÓDULO
PONIENTE. ............................................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
ANEXO 3. PROPIEDADES GEOMÉTRICAS Y CARACTERÍSTICAS DE ANÁLISIS, EDIFICIO 2 – MÓDULO
ORIENTE. .............................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.
ANEXO 4. PROPIEDADES GEOMÉTRICAS Y CARACTERÍSTICAS DE ANÁLISIS, EDIFICIO 1 – MÓDULO
PONIENTE. ............................................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
ANEXO 5. PROPIEDADES GEOMÉTRICAS Y CARACTERÍSTICAS DE ANÁLISIS, EDIFICIO 3 ........... ¡Error!
Marcador no definido.
iv
ANEXO 6. PROPIEDADES GEOMÉTRICAS Y CARACTERÍSTICAS DE ANÁLISIS, EDIFICIO
ADMINISTRATIVO ................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.
ANEXO 7. REGISTRO FOTOGRÁFICO ..................................................... ¡Error! Marcador no definido.
REGISTRO FOTOGRÁFICO DEL TRABAJO REALIZADO ....................... ¡Error! Marcador no definido.
REGISTRO FOTOGRÁFICO – EDIFICIO 1 ............................................ ¡Error! Marcador no definido.
REGISTRO FOTOGRÁFICO – EDIFICIO 2 ............................................ ¡Error! Marcador no definido.
REGISTRO FOTOGRÁFICO – EDIFICIO 3 ............................................ ¡Error! Marcador no definido.
ANEXO 8. RESULTADOS DE LABORATORIO .......................................... ¡Error! Marcador no definido.
v
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Esquema de Edificios Auscultados. ...................................................................................... 1
Figura 2. Ubicación de Módulos en Edificio 1. .................................................................................... 2
Figura 3. Ubicación de Módulos en edifico 2. ..................................................................................... 5
Figura 4. Ubicación de módulos del edificio 3. ................................................................................... 7
Figura 5. Perfil estratigráfico del suelo, Tendido 1 (Entre edificio 2 y 3) .......................................... 11
Figura 6. Perfil estratigráfico del suelo, Tendido 2 (Frente edificio 1) .............................................. 12
Figura 7. Edificio 1, Módulo Oriente Modelo SAP ............................................................................. 35
Figura 8. Mecanismo de Rotulación Plástica para un estado de análisis estático no lineal en la
dirección X, para el módulo Oriente del Edificio 1. ........................................................................... 36
Figura 9. Mecanismo de Rotulación Plástica para un estado de análisis estático no lineal en la
dirección Y, para el módulo Oriente del Edificio 1. ........................................................................... 37
Figura 10. Curva Carga Lateral vs Deformación, Pushover X. .......................................................... 38
Figura 11. Curva Carga Lateral vs Deformación, Pushover Y. .......................................................... 39
Figura 12. Edificio 1, Módulo Poniente Modelo SAP ........................................................................ 40
Figura 13. Secuencia de Rotulación Plástica para un estado del Análisis Estático No Lineal en la
dirección X. ........................................................................................................................................ 41
Figura 14. Secuencia de rotulación Plástica debido a la carga estática nolineal en la dirección Y,
para el módulo Poniente del Edificio 1. ............................................................................................ 42
Figura 15. Curva Carga Lateral vs Deformación, Pushover X. .......................................................... 43
Figura 16. Curva Carga Lateral vs Deformación, Pushover Y. .......................................................... 44
Figura 17. Modelo de Módulo Oriente, Edificio 2 en SAP ................................................................. 61
Figura 18. Esquema de rotulación plástica para un estado del análisis no lineal en la dirección X . 62
Figura 19. Esquema de rotulación plástica para un estado del análisis no lineal en la dirección Y .. 63
Figura 20. Curva de Desempeño ATC dirección X. ............................................................................ 64
Figura 21. Curva de Desempeño ATC dirección Y. ............................................................................ 65
Figura 22. Modelo de módulo Poniente, edificio 2, en SAP. ............................................................. 66
Figura 23. Modelo de rotulación plástica en análisis no lineal en la dirección X. ............................. 67
Figura 24. Modelo de rotulación en análisis no lineal en la dirección Y. .......................................... 68
Figura 25. Curva de desempeño ATC-40 dirección X ........................................................................ 69
Figura 26. Curva de desempeño ATC-40 dirección Y ........................................................................ 70
vi
Figura 27. Modelo de Edificio 3 ......................................................................................................... 81
Figura 28. Deformación bajo condición máxima de deformación, dirección X. ............................... 82
Figura 29. Deformación máxima para carga lateral en dirección Y .................................................. 83
Figura 30. Curva Fuerza Lateral / Deformación, dirección X ............................................................. 84
Figura 31. Curva Carga Lateral / deformación, dirección Y ............................................................... 85
Figura 32. Modelo de Edificio administrativo ................................................................................... 94
Figura 33. Deformación bajo condición máxima de deformación, dirección X. ............................... 95
Figura 34. Deformación máxima para carga lateral en dirección Y .................................................. 96
Figura 35. Curva Fuerza Lateral / Deformación, dirección X ............................................................. 97
Figura 36. Curva Carga Lateral / deformación, dirección Y ............................................................... 98
vii
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Resultados del Ensayo de Refracción Sísmica ..................................................................... 10
Tabla 2. Clasificación de Materiales según velocidad de onda compresional (Vp), ASTM D5777 .... 12
Tabla 3. Capacidad de carga admisible (Kg/cm2) en función de la profundidad explorada. ............ 13
Tabla 4. Resultados promedio de Número de Rebote ...................................................................... 15
Tabla 5. Resultados del ensayo de pulso ultrasónico - Edificio 1. ..................................................... 16
Tabla 6. Resultados del ensayo de pulso ultrasónico - Edificio Administrativo. ............................... 16
Tabla 7. Resultados del ensayo de pulso ultrasónico - Edificio 2. ..................................................... 17
Tabla 8. Resultados del ensayo de pulso ultrasónico - Edificio 2. ..................................................... 17
Tabla 9. Resultados de ensayo de pulso ultrasónico – Núcleos extraídos. ....................................... 18
Tabla 10. Resultados de potencial de corrosión en elementos estructurales. ................................. 19
Tabla 11. Cuadro resumen del ensayo de resistencia a compresión en núcleos. ............................. 20
Tabla 12. Resistencia a la compresión del concreto en los edificios evaluados. .............................. 20
Tabla 13. Profundidades de carbonatación del concreto de núcleos taladrados. ............................ 21
Tabla 14. Índice de participación modal de las masas del edificio 1. Módulo Oriente, en las
direcciones ortogonales principales. ................................................................................................. 24
Tabla 15. Índice de participación modal de las masas del edificio 1, módulo Poniente, en las
direcciones ortogonales principales. ................................................................................................. 25
Tabla 16. Índice de participación modal de las masas del edificio 2, módulo Oriente, en las
direcciones ortogonales principales. ................................................................................................. 50
Tabla 17. Índice de participación modal de las masas del edificio 2, módulo Poniente, en las
direcciones ortogonales principales .................................................................................................. 50
Tabla 18. Factores de equivalencia en paredes de Mampostería utilizado en el análisis. ............... 75
Tabla 19. Índice de participación modal de las masas del edificio 2, módulo Oriente, en las
direcciones ortogonales principales. ................................................................................................. 76
Tabla 20. Factores de Equivalencia en Paredes ................................................................................ 88
Tabla 21. Índices de participación modal .......................................................................................... 89
viii
ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS
Fotografía 1. Interfaz Viga Columna con daño en fisura. .................................................................... 3
Fotografía 2. Fisura en Nudo y Pared interior desligada ..................................................................... 3
Fotografía 3. Fisuramiento por efecto Columna Corta con pared perimetral a mediana Altura. ...... 3
Fotografía 4. Fisuramiento en paredes no estructurales. ................................................................... 4
Fotografía 5. Junta de dilatación entre módulo Oriente y Poniente .................................................. 5
Fotografía 6. Vista Sur de Edificio 2, Módulo Poniente. ..................................................................... 6
Fotografía 7. Elementos Estructurales Edificio 2. ............................................................................... 6
Fotografía 8. Solera de Fundación sobre mampostería de piedra. ..................................................... 7
Fotografía 9. Estructura de techo y soleras superiores de Edificio 3. ................................................. 8
Fotografía 10. Vista de fachada Norte de Edificio 3. ........................................................................... 8
Fotografía 11. Vigueta y Bovedilla en entrepiso. ................................................................................ 9
Fotografía 12. Excavación de fundaciones en edificio Administrativo. .............................................. 9
Fotografía 13. Colocación de geófonos y configuración de equipo de refracción sísmica (Frente
edificio 1) .............................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 14. Realización de ensayo de penetración estándar – SPT (Parqueo entre edificio 2 y 3)
.............................................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 15. Detección de acero de refuerzo en losa de techo (Edificio 1) ...... ¡Error! Marcador no
definido.
Fotografía 16. Detección de acero de refuerzo en columna (Eje 1A, Edificio 1) .. ¡Error! Marcador no
definido.
Fotografía 17. Ensayo de martillo de rebote en columna (Columna 1A, edificio 1) . ¡Error! Marcador
no definido.
Fotografía 18. Ensayo de pulso ultrasónico en columna (Edificio 1) ... ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 19. Realización de extracción de núcleo mediante taladro eléctrico y broca de diamante
(Edificio 3) ............................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 20. Extracción del núcleo taladrado en columna (Edificio 3) ............. ¡Error! Marcador no
definido.
Fotografía 21. Profundidad de carbonatación, núcleo 1-A edificio 1. Profundidad obtenida: 4.4 cm
.............................................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.
ix
Fotografía 22. Profundidad de carbonatación, núcleo 1-A edificio 2. Profundidad obtenida: 1.3 cm
.............................................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 23. Profundidad de carbonatación, núcleo 2-G edificio 3. Profundidad obtenida: 7.0 cm
.............................................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 24. Carbonatación presente en vigas de edificio 1, parte superior de viga (expuesta a
intemperie) ........................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 25. Realización de ensayo de resistencia a compresión no confinada en máquina
hidráulica (Laboratorio Fundación ISCYC). ........................................... ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 26. Conjunto de núcleos ensayados a compresión llevados hasta la falla (Laboratorio
Fundación ISCYC) .................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 27. Fisuras en losa de techo, edificio 1. .............................. ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 28. Abertura de fisura de 0.70 mm ubicado en losa de techo de edificio 1. ............ ¡Error!
Marcador no definido.
Fotografía 29. Acero en estado avanzado de corrosión, losa de techo edificio 1. ... ¡Error! Marcador
no definido.
Fotografía 30. Presencia de humedad en losa de techo, edificio 1. .... ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 31. Fisura en nudo viga-columna generalizado en todo el edificio No. 1 ¡Error! Marcador
no definido.
Fotografía 32. Fisura en nudo viga-columna (0.60 mm), edificio 1. .... ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 33. Fisura indicando desprendimiento de repello en viga (parte externa, viga edificio 1)
.............................................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 34. Espesor de repello de 3 centímetros en viga (parte externa, viga edificio 1) .... ¡Error!
Marcador no definido.
Fotografía 35. Colocación de extractora de núcleo – Determinación de la configuración de losa de
techo. ................................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 36. Realización de extracción de núcleo – Losa de techo, edificio 1 .. ¡Error! Marcador no
definido.
Fotografía 37. Configuración de losa de techo mediante núcleo extraído, edificio 1 ............... ¡Error!
Marcador no definido.
Fotografía 38. Vista de núcleo perforado en losa de techo, edificio 1. ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 39. Configuración del acero de refuerzo en vigas, edificio 1. ............. ¡Error! Marcador no
definido.
x
Fotografía 40. Evaluación de viga de losa en voladizo, entrada edificio 1. .......... ¡Error! Marcador no
definido.
Fotografía 41. Disposición del acero de refuerzo en viga de losa en voladizo, edificio 1. ......... ¡Error!
Marcador no definido.
Fotografía 42. Disposición del acero de refuerzo en viga de losa en voladizo, edificio 1. ......... ¡Error!
Marcador no definido.
Fotografía 43. Detalle de viga de edificio No. 2 ................................... ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 44. Detalle de vigas en junta de dilatación de módulos de edificio No.2 ¡Error! Marcador
no definido.
Fotografía 45. Junta de dilatación entre módulos, edificio 2............... ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 46. Configuración geométrica y distribución de acero de refuerzo en vigas intermedias,
edificio 2. .............................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 47. Acartelado de viga en sala de espera, edificio 2. .......... ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 48. Unión de vigas a columna con altura 2.58 respecto a nivel de piso terminado en sala
de espera, edificio 2. ............................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 49. Acero de refuerzo expuesto de losa de techo, edificio 2. ............ ¡Error! Marcador no
definido.
Fotografía 50. Detalle de viga y columna de edificio No. 3 .................. ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 51. Detalle de columna y viga de Edificio No. 3 .................. ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 52. Columna de edificio 3. .................................................. ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 53. Detalle de unión viga - columna, edificio 3................... ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 54. Detalle de unión viga - columna, edificio 3................... ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 55. Vista frontal de bodega, edificio 3. ............................... ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 56. Vista frontal de edificio 3 .............................................. ¡Error! Marcador no definido.
Fotografía 57. Vista frontal de edificio 3. ............................................. ¡Error! Marcador no definido.
1
1 INTRODUCCIÓN
El presente informe contiene los resultados del diagnóstico del estado actual de cuatro edificios
del Centro de Atención al Migrante, ubicado entre el Bulevar Arturo Castellanos y la 54 Avenida
Sur, en el departamento de San Salvador.
Figura 1. Esquema de Edificios Auscultados.
El complejo de edificios del centro de Atención al Migrante, está compuesto por cuatro cuerpos de
edificios, denominados 1, 2, 3 y administrativo (ver figura 1). El trabajo realizado consistió en tres
etapas: Auscultación de edificios, ensayos en laboratorio y análisis estructural de edificaciones.
Este documento se ha estructurado para presentar inicialmente los resultados de la campaña
geotécnica así como los resultados de los ensayos hechos en campo y laboratorio en las etapas 1 y
2, luego se presenta de forma individual el análisis estructural de cada edificio, presentando los
resultados obtenidos los cuales se basan en comparar la calidad de materiales encontrada, estado
visual de elementos estructurales y resultados del modelado numérico, para clasificar las
estructuras según la guía ATC-40.
2
2 INSPECCIÓN VISUAL
2.1 Edificio 1
El edificio 1, se encuentra ubicado en su dirección larga de Oriente a Poniente y el acceso principal
en el costado Norte, es una estructura dividida en dos módulos, el Oriente y el Poniente,
geométricamente similares, el módulo oriente está formado por siete marcos orientados en la
dirección X, (Oriente – Poniente) y un marco en la dirección Y, (Norte – Sur), el módulo Poniente
tiene seis marcos en la dirección X y uno en la dirección Y, el sistema resistente a cargas laterales y
gravitacionales está formado por columnas y vigas, fue construido por Constructor Técnica en el
año de 1973, según se pudo observar en la placa colocada al edificio.
Las columnas tienen una sección rectangular de 50x30cm orientando la máxima inercia en la
dirección corta, las vigas están inclinadas para conformar un techo a dos aguas, salvando un claro
de 9.50m, la cubierta es un sistema de bovedilla de barro con un topping de concreto. Los
módulos están separados por una junta de dilatación de 2.54 cm, las paredes exteriores están
ligadas a las columnas, mientras que las paredes interiores son desligadas de la estructura
principal.
Figura 2. Ubicación de Módulos en Edificio 1.
3
El módulo Oriente presenta agrietamientos horizontales en la interfaz viga columna en todos los
nudos, en algunas zonas presenta agrietamiento horizontal en la interfaz columna – pared, lo que
denota la formación de plastificaciones y daños debido a cargas laterales (sismos).
Fotografía 1. Interfaz Viga Columna con daño en fisura.
Fotografía 2. Fisura en Nudo y Pared interior desligada
Fotografía 3. Fisuramiento por efecto Columna Corta con pared perimetral a mediana Altura.
4
En la fotografía 3, se puede observar un daño común en los marcos del módulo poniente, este
fisuramiento atiende al efecto de columna corta generado por la pared perimetral no desligada,
además de las especificaciones de detallado del edificio ya que para la fecha de construcción la
metodología de diseño utilizada era la de esfuerzos permisibles en la que no se consideraba el
efecto dúctil de las estructuras.
Fotografía 4. Fisuramiento en paredes no estructurales.
El módulo Poniente presenta agrietamiento en 4 columnas, la pared ubicada al costado izquierdo
del acceso principal tiene fisuramientos por la interacción entre los marcos y la pared no portante,
los cuales no son de carácter estructural.
Al inspeccionar el techo se encontró que hay daños por corrosión de acero, en las vigas
rigidizadoras paralelas a la dirección larga, así como en el refuerzo inferior de la losa. (Ver Anexo 5.
Registro Fotográfico). Las fundaciones se encuentran en buenas condiciones y no hay señales de
asentamientos en ninguno de los dos módulos.
Se corroboró que el edificio administrativo fue construido junto al edificio 1, sin ninguna junta de
expansión lo que puede generar daños por choque de las dos estructuras.
5
2.2 Edificio 2
El edificio 2, está ubicado paralelo al edificio 1 y está compuesto por dos módulos desligados El
módulo Oriente y el Poniente (ver figura 2).
Figura 3. Ubicación de Módulos en edifico 2.
El módulo Oriente está compuesto por 4 marcos en la dirección “X” (Oriente – Poniente) y 2
marcos en la dirección “Y” (Norte – Sur), las columnas tienen todas dimensiones de 22cm x 25cm,
y vigas principales en la dirección Y, de 35cm de peralte y 22cm de ancho, vigas secundarias de
20x20cm en la dirección X desplazadas 30 cm bajo el nivel de las vigas principales en Y.
Fotografía 5. Junta de dilatación entre módulo Oriente y Poniente
6
El módulo Poniente cuenta con 11 marcos en la dirección X y 1 marco en la dirección Y, tiene los
mismos elementos estructurales que el módulo Oriente y la misma distribución de espacios. En la
visita se pudo observar que la losa es de concreto y cuenta con dos aleros en voladizo a cada lado
de la dirección larga del edificio, las losas están soportadas por vigas de 1.4m de largo acarteladas.
En las porciones de losa en voladizo se observó presencia de corrosión, fisuramientos menores y
paredes de carga portante en las direcciones más solicitadas (dirección Y). Se tiene una pared
perimetral a mediana altura que no se encuentra aislada de las columnas, lo que puede ocasionar
daños por columna corta en las columnas.
Fotografía 6. Vista Sur de Edificio 2, Módulo Poniente.
Fotografía 7. Elementos Estructurales Edificio 2.
Losa t=10cm Viga secundaria
20x20cm
Viga Principal con
Voladizo
Columna
7
2.3 Edificio 3
El Edificio 3 es una estructura cuyo uso es de bodegas, está compuesto por tres cuerpos sin junta
de dilatación, su sistema constructivo es de mampostería confinada, cada uno de los cuerpos o
módulos, tienen una longitud de aproximadamente 16.5m, la altura en la parte más baja es de
3.75m de alto y en la más alta de 4.50m, la dirección larga del edificio está orientada en el eje X
(Oriente – Poniente).
Figura 4. Ubicación de módulos del edificio 3.
Las paredes y los nervios están apoyados sobre una solera de fundación colada sobre una solera
de mampostería apoyada en el suelo natural, como se puede observar en la fotografía 8, el detalle
estructural se encuentra en el anexo 8.
Fotografía 8. Solera de Fundación sobre mampostería de piedra.
EDIFICIO 3
8
La configuración de cada uno de los módulos del edificio 3 es similar, todos están desplantados
25cm del terreno natural sobre la mampostería y luego tienen nervios de altura 2.6m hasta la
siguiente solera, la próxima solera tiene altura variable en cada uno de los ejes largos del edificio
para lograr la pendiente, debido a que la configuración existente no cumple con la normativa de
construcción con mampostería confinada, se evaluará como una estructura de concreto con
paredes de mampostería como arriostramiento, lo que genera un comportamiento más real al
existente.
Este edificio se encuentra en buen estado y no se apreciaron fisuras ni corrosión existente, la
estructura de techo si tiene un estado de corrosión alto, sin embargo puede evitarse con
mantenimiento preventivo.
Fotografía 9. Estructura de techo y soleras superiores de Edificio 3.
Fotografía 10. Vista de fachada Norte de Edificio 3.
9
2.4 Edificio Administrativo
El edificio Administrativo se encuentra ubicado en el costado poniente del edificio 1, es una
estructura de paredes de mampostería y columnas de concreto de dos niveles de 7.00m de ancho
en la dirección X (Oriente – Poniente) y de 14.00m de largo en la dirección Y. Estructura irregular
en elevación pues el segundo nivel solamente abarca la mitad del área de la edificación, la losa de
entrepiso es de vigueta y bovedilla.
Fotografía 11. Vigueta y Bovedilla en entrepiso.
La inspección visual no se encontró fisuramientos de consideración estructural ni en las columnas
ni en las paredes, solamente en algunos repellos, lo cual es normal para este tipo de edificaciones,
no se pudo determinar la edad de la estructura.
Las fundaciones mostraron que se apoyan sobre una solera y una capa de 20cm de suelo cemento.
Fotografía 12. Excavación de fundaciones en edificio Administrativo.
10
3 EVALUACIÓN DE CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS EDIFICIOS
Con el propósito de conocer tipo de suelo, grado de compacidad y contenido de humedad del
suelo sobre el que están cimentadas las estructuras, se realizaron dos ensayos de Refracción
Sísmica y cuatro ensayos de Penetración Estándar (Standard Penetration Test - SPT); a partir de las
muestras obtenidas, se llevaron a cabo los ensayos de laboratorio correspondientes a clasificación
visual–manual para propósitos de ingeniería y determinación del contenido de humedad del suelo.
A partir del ensayo de Refracción Sísmica (ASTM D 5777) es posible determinar el tipo de suelos
existentes así como su estratigrafía; lo anterior, a partir de los valores de velocidad de onda
registradas durante el ensayo, las cuales corresponden a dos tipos de onda, las ondas primarias
(ondas P) y las ondas secundarias (ondas S). Los ensayos fueron realizados en dos zonas, ubicadas
estratégicamente con el propósito de abarcar el sector aledaño a las estructuras evaluadas. (Ver
Anexo A).
Adicionalmente, se llevó a cabo cuatro ensayos de Penetración Estándar, a partir de los cuales se
estimó la capacidad de carga del suelo a diferentes profundidades del estrato de suelo evaluado, y
se obtuvo muestras del mismo, a partir de las cuales se realizó la clasificación de suelos para
propósitos de ingeniería, y se determinó la condición de la humedad del suelo.
3.1 REFRACCIÓN SÍSMICA
Se realizaron dos tendidos, el primero ubicado en el parqueo frente al Edificio No. 3, y el segundo
frente al Edificio No. 1 (Ver Anexo B). El resumen de los resultados obtenidos se presenta a
continuación en la Tabla 1.
Tabla 1. Resultados del Ensayo de Refracción Sísmica
Perfil Vp (m/s) Vs (m/s) Espesores (m)
Estrato 1 Estrato 2 Estrato 1 Estrato 2 Estrato 1 Estrato 2
1 270 380 136 188 6.00 > 10.00
2 296 437 149 215 6.00 > 10.00
11
Con base en los resultados mostrados en la tabla anterior, se determinó que la velocidad medida
para la onda compresional (Vp) fue de 270 m/s para el primer estrato, que tiene una profundidad
de 3 a 6 m; para el segundo estrato, que posee más de 10 metros de profundidad en el tendido 1,
el valor de la velocidad medida para la onda compresional (Vp) corresponde a 380 m/s.
Para el tendido 2, la velocidad medida para la onda compresional (Vp) fue de 296 m/s en el primer
estrato, de profundidad de 3 a 6 m. El estrato 2 presentó una velocidad compresional (Vp) de 437
m/s a una profundidad mayor de 10 metros.
Es importante destacar que debido a la topografía del terreno, el tendido 2 se realizó 2.5 m abajo
del nivel respecto al tendido 1, presentando el tendido 2 valores ligeramente arriba a los del
tendido 1.
Las figuras 1 y 2 presentan el perfil estratigráfico del suelo para cada tendido de ensayo realizado.
Figura 5. Perfil estratigráfico del suelo, Tendido 1 (Entre edificio 2 y 3)
12
Figura 6. Perfil estratigráfico del suelo, Tendido 2 (Frente edificio 1)
A partir de la velocidad de onda compresional (Vp), identificó el material presente en el sitio,
observándose que los valores de velocidad obtenidos van de 270 a 437 m/s, corresponden a un
suelo intemperizado (ver tabla 2). Es importante mencionar que a partir de la clasificación de
suelos realizada en las muestras de suelo recuperadas en los ensayos SPT, se determinó que los
suelos presentes en el lugar presentan características de suelos tipo arena limosa no plástica.
Tabla 2. Clasificación de Materiales según velocidad de onda compresional (Vp), ASTM D5777
13
3.2 ENSAYOS DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR (SPT)
Se realizaron cuatro ensayos de penetración estándar (SPT), dos de ellos realizados dentro del
tendido de refracción sísmica # 1, y otros dos ensayos SPT realizados dentro del tendido de
refracción sísmica #2.
Los sondeos SPT-1 y SPT-2 están ubicados entre edificios 2 y 3; los sondeos SPT-3 y SPT-4 están
ubicados frente a edificio 1.
De acuerdo a los resultados de estos ensayos, el edificio 1 está asentado (al nivel de desplante de
fundación) sobre un suelo con una capacidad admisible de 0.83 a 0.92 kg/cm2. Los edificios 2 y 3
sobre un suelo con capacidad admisible de 0.67 a 0.75 kg/cm2. (Ver tabla 3)
Tabla 3. Capacidad de carga admisible (Kg/cm2) en función de la profundidad explorada.
PROFUNDIDAD SPT-1
Qadmisible (kg/cm2) SPT-2
Qadmisible (kg/cm2) SPT-3
Qadmisible (kg/cm2) SPT-4
Qadmisible (kg/cm2)
0.00 a 0.45 0.42 0.67 0.83 0.92
0.45 a 0.90 0.75 0.42 1.25 0.25
0.90 a 1.35 0.92 0.50 0.75 0.25
1.35 a 1.80 1.42 0.92 1.33 0.58
1.80 a 2.25 0.75 0.67 1.25 0.50
2.25 a 2.70 1.17 1.17 2.75 1.50
2.70 a 3.15 1.17 1.42 2.92 1.42
3.15 a 3.60 1.58 1.50 1.92 1.42
3.60 a 4.05 1.50 1.42 2.92 1.83
4.05 a 4.50 2.08 2.33 3.33 1.92
4.50 a 4.95 2.25 2.25 3.58 2.17
14
3.3 EVALUACIÓN DEL CONCRETO
Con el propósito de conocer las propiedades mecánicas del concreto que conforma los elementos
estructurales en los edificios evaluados, se realizaron los siguientes ensayos:
- Ubicación del acero de refuerzo, para determinar el diámetro de las varillas de acero de
refuerzo, su espaciamiento y el espesor de recubrimiento de los elementos estructurales.
- Martillo de Rebote, para conocer la homogeneidad del concreto en los elementos
evaluados.
- Pulso Ultrasónico, para evaluar la calidad relativa del concreto, a través de la
determinación de la velocidad de pulso, y la determinación el módulo de elasticidad
dinámico.
- Potencial de corrosión, que es un indicativo que permite conocer si la estructura presenta
algún grado de corrosión, o altas probabilidades que se esté generando este fenómeno en
el acero de refuerzo.
- Extracción de núcleos, obteniendo especímenes con diámetros de aproximadamente 3
pulgadas, los cuales fueron ensayados para conocer la resistencia a compresión del
concreto.
- Profundidad de carbonatación, a partir del cual se determina la pérdida de alcalinidad en
el concreto, que propicia la acción de corrosión en el acero de refuerzo.
El detalle de los resultados obtenidos a partir de los ensayos descritos numeral anteriormente, se
presentan a continuación:
3.3.1 Ubicación de acero de refuerzo.
La ubicación del acero de refuerzo se llevó a cabo en los elementos estructurales
(columnas, vigas y losa) que conforman cada uno de los edificios evaluados, utilizando el
equipo Profometer 5+. En el Anexo 8 se encuentran los resultados de los elementos
evaluados.
15
3.3.2 Martillo de Rebote (ASTM C805)
Se realizó un total de 34 ensayos para determinación de la homogeneidad del concreto,
distribuyéndose en todos los edificios evaluados. El análisis estadístico correspondiente se realizó
a partir de los resultados obtenidos, los cuales se muestran en la tabla siguiente:
Tabla 4. Resultados promedio de Número de Rebote
Edificio Elemento evaluado
Cantidad de ensayos
Número de rebote del concreto endurecido
1 Columna 11 44
Viga 4 47
Administrativo Columna 2 41
Viga 1 39
2 Columna 11 39
3 Columna 5 36
Con base en valores mostrados en la tabla anterior, y tomando en cuenta los registros de cada uno
de los ensayos de martillo de rebote realizados (ver Anexo 8), se determinó que de acuerdo con
los criterios establecidos en el ACI 228.1 (Métodos In Situ para la determinación de la resistencia
del concreto) Y ACI 228.2 (Ensayos no destructivos para la evaluación del concreto en obras), el
concreto que conforma los elementos estructurales de las edificaciones evaluadas no es
homogéneo, ya que los resultados de número de rebote obtenidos presentan variaciones
promedio en el orden de 9% a 18%.
3.3.3 Pulso Ultrasónico (ASTM C597)
Se realizó la medición en campo de la velocidad de pulso ultrasónico en un total de 26 elementos
estructurales (vigas y columnas); adicionalmente, se realizó la medición en laboratorio a las
muestras (núcleos) extraídos.
En las tablas que se muestran a continuación, se presenta el resultado obtenido en los elementos
estructurales de cada uno de los edificios evaluados.
16
Edificio 1
Tabla 5. Resultados del ensayo de pulso ultrasónico - Edificio 1.
Tal como se muestra en la tabla 5, la calidad relativa del concreto en los elementos estructurales
del edificio 1 es predominantemente pobre.
Edificio Administrativo
Tabla 6. Resultados del ensayo de pulso ultrasónico - Edificio Administrativo.
Los valores obtenidos del edificio administrativo corresponden a una calidad relativa de concreto
pobre a ligeramente bueno.
Ensayo Velocidad Calidad Relativa
N° (m/s) del Concreto
1 COLUMNA-1A 2.52 NTN 2508 Pobre
2 COLUMNA-1A 1.49 NTN 4681 Muy bueno
3 COLUMNA-1C 2.50 NPT 3041 Ligeramente bueno
4 COLUMNA-1C 1.60 NPT 3258 Bueno
5 COLUMNA-2E 2.58 NPT 2800 Pobre
6 COLUMNA-2E 1.71 NPT 2900 Pobre
7 COLUMNA-1H 2.25 NPT 2804 Pobre
8 COLUMNA-1H 1.63 NPT 2759 Pobre
9 COLUMNA-2L 2.26 NPT 3468 Ligeramente bueno
10 VIGA 1E - 2E 3627 Bueno
11 VIGA 2E - 1E 2900 Pobre
12 VIGA 1C-2C 2901 Pobre
13 VIGA 1B-2B 3073 Ligeramente bueno
Elemento Ubicación
Ensayo Velocidad Calidad Relativa
N° (m/s) del Concreto
14 COLUMNA-2O 1.84 NPT 3001 Ligeramente bueno
15 VIGA 2P-1P 2503 Pobre
Elemento Ubicación
17
Edificio 2
Tabla 7. Resultados del ensayo de pulso ultrasónico - Edificio 2.
En el edificio 2, los resultados obtenidos muestran que la calidad relativa del concreto que
predomina es pobre.
Edificio 3
Tabla 8. Resultados del ensayo de pulso ultrasónico - Edificio 2.
Los resultados obtenidos en el edificio 3 corresponden a una calidad relativa del concreto
predominantemente pobre.
En general, con base en los resultados obtenidos en campo, se considera que el concreto que
compone los elementos estructurales que conforman el edificio, tiene características no
homogéneas, y posee una calidad pobre.
Ensayo Velocidad Calidad Relativa
N° (m/s) del Concreto
16 COLUMNA-2F 1.95 NPT 2530 Pobre
17 COLUMNA-2P 1.40 NPT 2690 Pobre
18 COLUMNA-2M 2.06 NPT 2075 Pobre
19 COLUMNA-2A 2.45 NPT 3188 Ligeramente bueno
20 COLUMNA-C2I 1.70 NPT 2337 Pobre
21 COLUMNA-C1N 1.20 NPT 2533 Pobre
22 COLUMNA-C1E 1.30 NPT 3571 Bueno
23 COLUMNA-C1E 2.00 NPT 1578 Muy pobre
Elemento Ubicación
Ensayo Velocidad Calidad Relativa
N° (m/s) del Concreto
24 VIGA 1G - 2G 2621 Pobre
25 COLUMNA-2G 2.00 NPT 1929 Pobre
26 COLUMNA-1D 1.30 NPT 2941 Pobre
Elemento Ubicación
18
Núcleos de concreto extraídos
Tabla 9. Resultados de ensayo de pulso ultrasónico – Núcleos extraídos.
Los resultados de velocidad de pulso ultrasónico obtenidos en los núcleos extraídos muestran que
la calidad relativa del concreto es de ligeramente buena a buena.
Es importante mencionar que existe una mejora sustancial de la calidad relativa, respecto a los
resultados obtenidos en los ensayos realizados en campo, lo cual muy probablemente está
relacionado con la configuración del ensayo (transmisión directa).
A partir de los resultados obtenidos en laboratorio, se considera que el concreto que compone los
elementos estructurales que conforman el edificio, tiene características no homogéneas, y posee
una calidad de ligeramente buena a buena.
Ensayo Velocidad Calidad Relativa
N° (m/s) del Concreto
1 Columna ( 2-E) Edificio 1 3291 Ligeramente bueno
2 Columna ( 1-A) Edificio 1 3187 Ligeramente bueno
3 Columna ( 1-C) Edificio 1 3914 Bueno
4 Columna ( 2-O) Edificio Administrativo 3299 Ligeramente bueno
5 Columna (3-P) Edificio Administrativo 3593 Bueno
6 Columna ( 1-A) Edificio 2 3564 Bueno
7 Columna ( 1-S) Edificio 2 3354 Ligeramente bueno
8 Columna ( 1-N) Edificio 2 3294 Ligeramente bueno
9 Columna ( 2-G) Edificio 3 3000 Ligeramente bueno
10 Columna ( 1-D) Edificio 3 3893 Bueno
11 Columna ( 1-I) Edificio 3 3586 Bueno
Elemento Ubicación
19
3.3.4 Potencial de Corrosión
El ensayo de potencial de corrosión se realizó estratégicamente en 13 puntos, reportando los
resultados que se muestran en la tabla 10.
Tabla 10. Resultados de potencial de corrosión en elementos estructurales.
EDIFICIO 1
Ubicación Presencia de Corrosión Valor Determinante
Columna 2E (1.20m NPT) No -0.055
Columna 2E (2.50m NPT, nudo) Si -0.372
Viga 2E No -0.057
Viga 1C No -0.144
Losa entre ejes B - C Probable -0.288
Viga 1B No -0.163
EDIFICIO ADMINISTRATIVO
Columna 2Q (1.70m NPT) No -0.101
Columna 3P (1.70m NPT) No -0.099
EDIFICIO 2
Columna 1N (1.70m NPT) No -0.085
Columna 2E (1.70m NPT) No -0.090
EDIFICIO 3
Columna 1K (1.20m NPT) Probable -0.278
Columna 1K (2.50m NPT) Probable -0.250
Viga 2I No -0.033
Con base en lo indicado en la norma ASTM C876, los valores mayores (menos negativos) que -0.20
indican que más del 90% de las barras de refuerzo no tienen problemas de corrosión, entre -0.20 y
-0.35 la corrosión es incierta, sin embargo que puede estarse desarrollando, y valores más
negativos que -0.20 indican que más del 90% de las barras de refuerzo tienen problemas de
corrosión.
20
3.3.5 Resistencia a la Compresión
Se llevó a cabo el ensayo de resistencia a la compresión en los núcleos de concreto de los
elementos seleccionados previamente. Los resultados obtenidos se muestran a continuación en la
tabla 11.
Tabla 11. Cuadro resumen del ensayo de resistencia a compresión en núcleos.
Con base en los resultados obtenidos, se observa que en general la resistencia del concreto de los
elementos en los edificios evaluados es variable, lo cual podría deberse a la diferencia de edad de
las construcciones. Sin embargo, para efectos de realizar un modelo estructural de cada uno de los
edificios, se considerarán las resistencias que se describen a continuación en la tabla 12.
Tabla 12. Resistencia a la compresión del concreto en los edificios evaluados.
Edificio Resistencia a la compresión del concreto (kg/cm2)
1 180
Administrativo 170
2 280
3 160
Núcleo Ubicación Diámetro ÁreaAltura
CabeceadaRelación Factor de Carga Esfuerzo
Esfuerzo
Corregido
No. (cm) (cm2) (cm) L/D Corrección (kg) (Kg/cm
2) (kg/cm²)
1 2-E 7.03 38.8 14.3 2.03 1.00 7200 185 185
2 1-A 7.03 38.8 14.6 2.08 1.00 5870 151 151
3 1-C 7.06 39.1 14.2 2.01 1.00 14510 371 371
4 2-O 7.02 38.7 14.3 2.04 1.00 6660 172 172
5 3-P 7.02 38.7 9.2 1.31 0.94 17790 460 432
6 1.A 7.06 39.1 13.3 1.88 1.00 12150 310 310
7 1-S 7.03 38.8 14.2 2.02 1.00 10980 283 283
8 1-N 4.55 16.3 9.0 1.98 1.00 4960 305 305
9 2-G 7.05 39.0 14.0 1.99 1.00 6520 167 167
10 1-D 7.01 38.6 8.7 1.24 0.93 4000 104 96
11 1-I 7.00 38.5 14.2 2.03 1.00 8500 221 221
E D I F I C I O 1
E D I F I C I O A D M I N I S T R A T I V O
E D I F I C I O 2
E D I F I C I O 3
21
3.3.6 Profundidad de Carbonatación
La carbonatación fue realizada a los núcleos extraídos, aplicando inicialmente humedad al
espécimen, posteriormente se aplicó solución de fenolftaleína para observar la reacción de ésta
ante la alcalinidad del cemento. Los núcleos que presentaron color rosado o magenta indican que
no existe carbonatación; los que no presentaron coloración alguna, indican que el elemento está
carbonatado, en estos casos se procedió a medir el espacio que no está coloreado.
En la tabla 13 se muestran las profundidades de carbonatación registradas.
Tabla 13. Profundidades de carbonatación del concreto de núcleos taladrados.
Núcleo UbicaciónProfundidad
Extraccion
Espesor
Repello
Profundidad
Carbonatación
No. (cm) (cm) (cm)
1 2-E 22.30 0.0 6.1
2 1-A 22.20 0.0 4.4
3 1-C 20.50 0.0 5.9
4 2-O 25.50 0.0 4.1
5 3-P 16.20 2.0 2.0
6 1.A 17.00 2.9 1.3
7 1-S 25.20 2.0 2.0
8 1-N 9.70 0.0 6.0
9 2-G 18.20 0.8 7.0
10 1-D 14.00 1.7 5.0
11 1-I 17.20 1.4 4.6
E D I F I C I O 1
E D I F I C I O A D M I N I S T R A T I V O
E D I F I C I O 2
E D I F I C I O 3
22
4 ANÁLISIS EDIFICIO 1.
4.1 Descripción del sistema estructural.
El edificio 1 es una estructura de un nivel compuesta por dos módulos, un módulo poniente con 7
marcos de concreto y un módulo oriente con 8 marcos de concreto, ambos con 2 marcos en la
dirección Sur-Norte, el módulo Poniente tienen 28m de largo por 10.55m de ancho y una altura
de 2.70m en su parte más baja. El módulo Oriente tiene 24m de largo por 10.55m de ancho y una
altura de 2.7m en su parte más baja
El edificio 1 se clasifica en base a su sistema resistente de cargas laterales como de marcos de
concreto con detallado ordinario (ya que no se cuenta con planos de diseño original, se asume que
el detallado será ordinario). El edificio se encuentra apoyado mediante un sistema de zapatas
aisladas bajo cada columna de dimensiones 2.10 m x 2.10 m con una cota de desplante de al
menos 1.95 m, cuenta con tensores en la dirección corta y está apoyado directamente sobre el
terreno.
El techo está compuesto por losas de bovedilla con una sobrecapa de concreto, las cuales por sus
características se pueden considerar como diafragmas semi-rígidos; las paredes exteriores e
interiores del edificio son de mampostería con ladrillo de barro, no se encuentran desligadas de la
estructura principal por lo que se utilizó la metodología propuesta por Bazán (1980) idealizando
los muros confinados como una diagonal equivalente en compresión dentro del marco.
Según la Norma Técnica para Diseño por Sismo de la República de el salvador, el edifico se
caracteriza como un sistema tipo A, es decir estructuras formadas por marcos no arriostrados que
soportan la totalidad de las cargas laterales y gravitacionales, el edificio en su elevación y en
planta es catalogado como regular.
La obra fue construida en 1973, ha soportado los terremotos 1986 y 2001, con al menos 41 años
de estar en servicio.
23
4.2 Cargas de análisis.
Actualmente el edificio 1 módulo Poniente está en uso para actividades diversas, mientras que el
módulo Oriente sirve como bodega, las losas de techo no tienen sobrecargas de relevancia, en
general la estructura está sometida básicamente a las cargas propias del peso de la misma.
Las principales cargas utilizadas en el análisis se listan a continuación (el peso propio de los
elementos estructurales ha sido considerado automáticamente en el análisis):
4.2.1 Cargas Gravitacionales:
Peso volumétrico del concreto 2255 kg/m3
Peso volumétrico del acero 7850 kg/m3
Peso volumétrico de la mampostería 1200 kg/ m3
4.2.2 Cargas Vivas:
Gravitacional de azotea 150 kg/m2
Sismo de entrepiso 150 kg/m2
4.3 Resistencia de materiales.
Los valores de los materiales utilizados en el análisis son los mismos para cada uno del os módulos
del edificio 1.
Relacionando los resultados de los núcleos de concreto extraídos, así como
los valores de Numero de Rebote y Velocidades de Pulso en el concreto, se ha
estimado la resistencia del concreto como fc’=180 kg/cm2, con un módulo de
elasticidad estático de 125,579 kg/cm2
Al no existir información del acero de refuerzo, se ha asumido una resistencia
fy=2800 kg/cm2 (Grado 40) con un esfuerzo último de fluencia de fu=4200
kg/cm².
24
De acuerdo a los resultados del Reporte de Investigación Geofísica, se ha
utilizado un Suelo S3 de acuerdo a la “Norma Técnica de Diseño por Sismo de
la Republica de El Salvador” y un suelo tipo D según el IBC (International
Building Code 1996) en base a la velocidad de onda determinada mediante la
prospección sísmica.
4.4 Elementos estructurales.
Las dimensiones y ubicación de los principales elementos estructurales de vigas y columnas, y su
respectivo acero de refuerzo necesarios para los alcances de la presente sección, se detallan en los
planos del anexo 8.
4.5 Periodos modales de vibración.
Para la determinación de los periodos de vibración del edificio, se ha utilizado el método de
cálculo de Vectores Ritz. A continuación se detallan los resultados y resaltan los periodos
fundamentales en las direcciones “X” y “Y” del edificio 1, tanto para el módulo Oriente como para
el Módulo Poniente.
Tabla 14. Índice de participación modal de las masas del edificio 1. Módulo Oriente, en las direcciones ortogonales principales.
Índices de Participación Modal de Masas
Caso Análisis
Tipo de paso
Modo de vibración Periodo UX UY SumUX SumUY
Sec
MODAL Mode 1 0.549625 0.000000164 0.977 0.000000164 0.977
MODAL Mode 2 0.336102 0.004637 0.0006956 0.004637 0.978
MODAL Mode 3 0.328219 0.00004879 0.0005089 0.004686 0.978
MODAL Mode 4 0.312862 0.02 0.0002968 0.024 0.979
MODAL Mode 5 0.202595 0.045 0.00001864 0.069 0.979
MODAL Mode 6 0.2001 0.86 0.000003273 0.929 0.979
MODAL Mode 7 0.198897 0.013 0.00005885 0.942 0.979
MODAL Mode 8 0.152286 0.00002177 0.000001136 0.942 0.979
MODAL Mode 9 0.090931 0.0001971 0.000006992 0.942 0.979
MODAL Mode 10 0.089287 0.0003676 0.00005144 0.943 0.979
MODAL Mode 11 0.08172 0.00006334 0.0004526 0.943 0.979
MODAL Mode 12 0.080448 0.0004245 0.000441 0.943 0.98
25
Tabla 15. Índice de participación modal de las masas del edificio 1, módulo Poniente, en las direcciones ortogonales principales.
Índices de Participación Modal de Masas
Caso Análisis
Tipo de paso
Modo de vibración Periodo UX UY SumUX SumUY
Sec
MODAL Mode 1 0.545777 2.776E-07 0.97 2.776E-07 0.97
MODAL Mode 2 0.328212 0.0004764 0.002225 0.0004766 0.972
MODAL Mode 3 0.306006 0.019 0.0001593 0.019 0.973
MODAL Mode 4 0.303127 0.018 0.00004971 0.038 0.973
MODAL Mode 5 0.237628 0.00166 0.008187 0.039 0.981
MODAL Mode 6 0.205219 0.906 0.000002396 0.945 0.981
MODAL Mode 7 0.172128 0.001798 0.000002561 0.947 0.981
MODAL Mode 8 0.125767 0.0002562 0.0001203 0.947 0.981
MODAL Mode 9 0.083829 0.000126 0.0001491 0.947 0.981
MODAL Mode 10 0.081299 0.0004224 0.001594 0.948 0.983
MODAL Mode 11 0.079859 0.00007866 0.002946 0.948 0.986
MODAL Mode 12 0.079074 0.00007878 0.00001832 0.948 0.986
Los periodos fundamentales de vibración son:
Edificio 1, módulo Oriente
Tx 0.20 s
Ty 0.56 s
Edificio 1, módulo Poniente
Tx: 0.21 s
Ty: 0.55 s
26
4.6 Cortante sísmico VSFi – NTDS.
El Cortante Sísmico VSFi, se ha calculado para cada módulo de acuerdo a la fórmula de análisis
estático recomendada en la “Norma Técnica de Diseño por Sismo de la Republica de El Salvador”:
Dónde:
Cs coeficiente sísmico que afecta el peso del edificio
W=255 Ton. Peso del edificio para el cálculo del cortante sísmico
Wp=217 Ton.
A = 0.40 factor de zonificación para Zona I
I = 1.0 factor de importancia III (Ocupación normal)
C0 = 3.00 y T0 = 0.60 factor de sitio (Suelo tipo S2)
R = 5 factor de modificación de respuesta del edificio
Edificio 1, Oriente
Tx= 0.200 seg. Período fundamental de vibración en la dirección “X”
Ty= 0.550. seg. Período fundamental de vibración en la dirección “Y”
T0 < TX,Y < 6 T0 NTDS 4.2.1 (usar T=0.6s)
27
Edificio 1, Poniente
Tx= 0.205 seg. Período fundamental de vibración en la dirección “X”
Ty= 0.546. seg. Período fundamental de vibración en la dirección “Y”
T0 < TX,Y < 6 T0 NTDS 4.2.1 (usar Tx=0.5)
4.7 Cortante Sísmico VSFi – Pushover.
El criterio de aceptación de formación de una Rótula Plástica se toma de acuerdo a la curvatura del
material
CRITERIO DE ACEPTACION DE ROTULAS PLASTICAS.
La definición de los Cortantes Sísmicos VSFy para las direcciones “X” y “Y” producto del análisis de
Pushover, se resumen a continuación (Ver apartado “modelos matemáticos y resultados del
análisis” de la presente sección para detalles):
28
EDIFICIO 1, Módulo Oriente Dirección X
VSFi= 61.2 (Ton)
Δ= 6 (cm)
VSFY 405.33 (Ton)
ΔFy= 1.95 (cm)
VSFu 581.07 (Ton)
ΔFu= 3.02 (cm)
CE = 6.62
ID = 1.55
Δx V
cm Ton A - B Bt - IO IO - LS LS - CP CP - C C - D D - E >E Total
0 0.00 0.00 124 0 0 0 0 0 0 0 124
1 0.44 98.80 124 0 0 0 0 0 0 0 124
2 0.90 197.68 124 0 0 0 0 0 0 0 124
3 1.31 284.50 122 2 0 0 0 0 0 0 124
4 1.95 405.33 110 12 2 0 0 0 0 0 124
5 2.47 494.15 103 12 9 0 0 0 0 0 124
6 3.02 581.07 99 11 9 4 0 0 1 0 124
7 3.02 601.88 98 12 9 4 0 0 1 0 124
8 3.52 701.27 87 23 9 4 0 0 1 0 124
9 4.10 792.45 68 42 9 4 0 0 1 0 124
10 4.27 815.78 65 43 11 3 0 0 2 0 124
11 4.27 803.45 60 48 11 3 0 0 2 0 124
12 4.81 902.89 56 51 12 3 0 0 2 0 124
13 5.41 1005.65 53 54 9 6 0 0 2 0 124
14 5.56 1030.46 52 54 10 4 1 0 3 0 124
15 5.56 1037.67 51 54 10 5 1 0 3 0 124
16 5.57 1039.42 51 54 10 5 1 0 3 0 124
CURVA PUSHOVER, EDIFICIO 1 MÓDULO ORIENTE DIRECCIÓN X
N T D S (1994)
E L Á S T I C O
P O S T - E L A S T I C O
PASOCRIETERIO DE ACEPTACIÓN (RÓTULAS PLÁSTICAS)
0.00
200.00
400.00
600.00
800.00
1,000.00
1,200.00
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00
V (
Ton
)
Δx cm
29
EDIFICIO 1, Módulo Oriente Dirección Y
VSFi= 57.46 (Ton)
Δ= 6 (cm)
VSFY 61.40 (Ton)
ΔFy= 1.60 (cm)
VSFu 97.04 (Ton)
ΔFu= 3.46 (cm)
CE = 1.07
ID = 2.17
Δx V
cm Ton A - B Bt - IO IO - LS LS - CP CP - C C - D D - E >E Total
0 -0.8827 0.00 124 0 0 0 0 0 0 0 124
1 -0.416 12.58 124 0 0 0 0 0 0 0 124
2 0.0507 25.17 124 0 0 0 0 0 0 0 124
3 0.5173 37.76 124 0 0 0 0 0 0 0 124
4 0.7049 42.82 122 2 0 0 0 0 0 0 124
5 1.5969 61.40 116 7 1 0 0 0 0 0 124
6 2.0636 70.33 116 0 8 0 0 0 0 0 124
7 2.5303 79.24 116 0 8 0 0 0 0 0 124
8 2.9969 88.15 116 0 8 0 0 0 0 0 124
9 3.4636 97.04 116 0 4 4 0 0 0 0 124
10 3.9303 105.93 116 0 0 8 0 0 0 0 124
11 4.1668 110.43 113 3 0 7 0 0 1 0 124
12 4.1668 114.13 114 2 0 7 0 0 1 0 124
13 4.7173 126.02 107 9 0 7 0 0 1 0 124
CURVA PUSHOVER, EDIFICIO 1 MÓDULO ORIENTE DIRECCIÓN Y
N T D S (1994)
E L Á S T I C O
P O S T - E L A S T I C O
PASOCRIETERIO DE ACEPTACIÓN (RÓTULAS PLÁSTICAS)
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
140.00
0 1 2 3 4 5
V (
Ton
)
Δx cm
30
EDIFICIO 1, Módulo Poniente Dirección X
VSFi= 52.19 (Ton)
Δ= 6 (cm)
VSFY 338.27 (Ton)
ΔFy= 2.13 (cm)
VSFu 460.02 (Ton)
ΔFu= 3.15 (cm)
CE = 6.48
ID = 1.48
Δx V
cm Ton A - B Bt - IO IO - LS LS - CP CP - C C - D D - E >E Total
0 -0.0281 0.00 108 0 0 0 0 0 0 0 108
1 0.4386 76.39 108 0 0 0 0 0 0 0 108
2 0.9053 152.84 108 0 0 0 0 0 0 0 108
3 1.3719 229.35 108 0 0 0 0 0 0 0 108
4 1.4527 242.61 105 3 0 0 0 0 0 0 108
5 2.1283 338.27 99 7 2 0 0 0 0 0 108
6 2.6494 401.84 90 11 7 0 0 0 0 0 108
7 3.1507 460.02 85 13 9 1 0 0 0 0 108
8 3.38 485.57 84 13 7 3 0 0 1 0 108
9 3.3801 507.80 80 17 7 3 0 0 1 0 108
10 3.8844 579.18 71 26 7 3 0 0 1 0 108
11 4.3679 634.95 62 35 6 4 0 0 1 0 108
12 4.9333 686.03 59 34 9 4 1 0 1 0 108
13 5.0071 692.24 59 33 10 3 0 0 3 0 108
14 5.0072 707.75 55 36 11 3 0 0 3 0 108
15 5.5719 785.24 50 38 13 4 0 0 3 0 108
CURVA PUSHOVER, EDIFICIO 1 MÓDULO PONIENTE DIRECCIÓN X
N T D S (1994)
E L Á S T I C O
P O S T - E L A S T I C O
PASOCRIETERIO DE ACEPTACIÓN (RÓTULAS PLÁSTICAS)
0.00
100.00
200.00
300.00
400.00
500.00
600.00
700.00
800.00
900.00
0 1 2 3 4 5 6
V (
Ton
)
Δx cm
31
EDIFICIO 1, Módulo Poniente Dirección Y
VSFi= 57.46 (Ton)
Δ= 6 (cm)
VSFY 464.53 (Ton)
ΔFy= 1.09 (cm)
VSFu 813.22 (Ton)
ΔFu= 3.13 (cm)
CE = 8.08
ID = 2.87
Δx V
cm Ton A - B Bt - IO IO - LS LS - CP CP - C C - D D - E >E Total
0 -0.8572 0 108 0 0 0 0 0 0 0 108
1 -0.3906 111.3754 108 0 0 0 0 0 0 0 108
2 0.0761 222.7649 108 0 0 0 0 0 0 0 108
3 0.5428 334.1674 108 0 0 0 0 0 0 0 108
4 1.0094 445.5829 107 1 0 0 0 0 0 0 108
5 1.091 464.526 105 3 0 0 0 0 0 0 108
6 1.7263 577.363 101 7 0 0 0 0 0 0 108
7 2.1929 656.0655 101 0 7 0 0 0 0 0 108
8 2.6596 734.6858 101 0 7 0 0 0 0 0 108
9 3.1263 813.2246 101 0 7 0 0 0 0 0 108
10 3.5929 891.6822 101 0 7 0 0 0 0 0 108
11 4.0596 970.0593 101 0 0 7 0 0 0 0 108
12 4.5263 1048.356 100 1 0 6 0 0 1 0 108
13 4.5263 1109.656 100 1 0 6 0 0 1 0 108
14 4.7428 1151.027 95 6 0 6 0 0 1 0 108
CURVA PUSHOVER, EDIFICIO 1 MÓDULO ORIENTE DIRECCIÓN Y
N T D S (1994)
E L Á S T I C O
P O S T - E L A S T I C O
PASOCRIETERIO DE ACEPTACIÓN (RÓTULAS PLÁSTICAS)
0.00
200.00
400.00
600.00
800.00
1,000.00
1,200.00
1,400.00
0 1 2 3 4 5
V (
Ton
)
Δx cm
32
La Capacidad Estructural (CE) en las direcciones “X” y “Y”, se resume a continuación:
Edificio 1, Módulo Oriente.
El Índice de Ductilidad (ID) en las direcciones “X” y “Y”, se resume a continuación:
∆Fu: Desplazamiento post-elástico, en el momento que se tiene de
un número suficiente de rotulas plásticas o se forma un
mecanismo de falla en el edificio.
∆Fy: Desplazamiento elástico de fluencia, en el momento en que se
forma la primera rótula plástica.
33
Edificio 1, Módulo Poniente.
El Índice de Ductilidad (ID) en las direcciones “X” y “Y”, se resume a continuación:
∆Fu: Desplazamiento post-elástico, en el momento que se tiene de
un número suficiente de rotulas plásticas o se forma un
mecanismo de falla en el edificio.
∆Fy: Desplazamiento elástico de fluencia, en el momento en que se
forma la primera rótula plástica.
34
4.8 Modelos matemáticos y resultados de análisis.
A continuación se detallan los modelos utilizados en los Análisis Modal y Estático No Lineal de
Pushover, principalmente:
- Modelos matemáticos.
- Modelos de Análisis Modales con Vectores Ritz.
- Curvas Cortante – Deformación de Pushover.
- Secuencia y ubicación de Rotulas Plásticas.
El modelo matemático empleado para el análisis de las cargas estáticas, cargas modales, cargas
sísmicas estáticas y cargas sísmicas estáticas no lineales, se realizó en el software SAP2000 v14.2.4
Advanced.
35
EDIFICIO 1 – MÓDULO ORIENTE
Figura 7. Edificio 1, Módulo Oriente Modelo SAP
36
EDIFICIO 1 – MÓDULO ORIENTE
SECUENCIA DE ROTULACIONES CRÍTICA
Figura 8. Mecanismo de Rotulación Plástica para un estado de análisis estático no lineal en la dirección X, para el módulo Oriente del Edificio 1.
37
EDIFICIO 1 – MÓDULO ORIENTE
SECUENCIA DE ROTULACIONES CRÍTICA
Figura 9. Mecanismo de Rotulación Plástica para un estado de análisis estático no lineal en la dirección Y, para el módulo Oriente del Edificio 1.
38
EDIFICIO 1 – MÓDULO ORIENTE
CURVA PUSHOVER X
Figura 10. Curva Carga Lateral vs Deformación, Pushover X.
39
EDIFICIO 1 – MÓDULO ORIENTE
CURVA PUSHOVER Y
Figura 11. Curva Carga Lateral vs Deformación, Pushover Y.
40
EDIFICIO 1 – MÓDULO PONIENTE
Figura 12. Edificio 1, Módulo Poniente Modelo SAP
41
EDIFICIO 1 – MÓDULO PONIENTE
SECUENCIA DE ROTULACIONES CRÍTICA
Figura 13. Secuencia de Rotulación Plástica para un estado del Análisis Estático No Lineal en la dirección X.
42
EDIFICIO 1 – MÓDULO PONIENTE
SECUENCIA DE ROTULACIONES CRÍTICA
Figura 14. Secuencia de rotulación Plástica debido a la carga estática nolineal en la dirección Y, para el módulo Poniente del Edificio 1.
43
EDIFICIO 1 – MÓDULO PONIENTE
CURVA PUSHOVER X
Figura 15. Curva Carga Lateral vs Deformación, Pushover X.
44
EDIFICIO 1 – MÓDULO PONIENTE
CURVA PUSHOVER Y
Figura 16. Curva Carga Lateral vs Deformación, Pushover Y.
45
4.9 Análisis e interpretación de resultados
En base a los resultados de los modelos matemáticos generados se presenta a continuación la
interpretación de los resultados obtenidos.
a) En la dirección “X” se ha obtenido una Capacidad Estructural (CE) ante la formación
de las primeras rotulas plásticas en vigas y columnas de 6.62 y 6.48 para las módulos
oriente y poniente, respectivamente, en la dirección “Y” el CE es de 1.07 y 8.08
Comparado con el valor mínimo fijado de 1.40, el módulo Poniente del edificio
cuenta con la capacidad estructural ante cargas por sismo esperada para este
típico de estructuras de marcos de concreto, sin embargo el módulo Oriente no
cuenta con Capacidad estructural más allá del rango elástico. El valor descrito
representa el porcentaje de corte sísmico arriba del descrito por la NTDS-94.
El valor mínimo fijado de 1.40 es lo recomendado para este tipo de estructuras, el
no alcanzarlo indica que el factor de seguridad es menor.
b) Los Índices de Ductilidad (ID) son de 1.55, 2.16, 1.48 y 2.17. Se espera que para este
tipo de estructuras se alcance al menos un ID de 2.4, esto se debe a que para la
fecha de construcción del edificio, todavía se empleaba el método de diseño de
esfuerzos permisibles, el cual dimensiona los elementos para trabajar dentro del
rango elástico, lo que se puede apreciar claramente en las gráficas de pushover en
ambos sentidos, sin embargo esta metodología no consideraba la ductilidad de la
edificación, lo que se puede apreciar en los agrietamientos en los nudos.
c) El análisis estructural muestra en general que el edificio 1 y especialmente el
módulo oriente, tienen una deficiencia estructural en el sentido corto “Y”,
presentando una gran cantidad de rotulaciones en las conexiones viga-columna,
luego de analizar la calidad de materiales, detallados estructural y
comportamientos, se puede concluir que el edificio 1, no está en condiciones de uso
sin que se realicen acciones que disminuyan la fragilidad de la estructura.
46
d) Las fundaciones de la estructura se encuentra en muy buen estado, no hay
presencia de asentamientos, ni fallas en el lugar de apoyo, las zapatas aisladas
tienen la capacidad suficiente de mantener estable la estructura, los análisis
geotécnicos muestran un estrato uniforme, con humedades altas pero con una
capacidad de carga adecuada para la estructura.
e) Se recomienda realizar un reforzamiento de la estructura en el área de los nudos,
mediante inyección epóxica, fibra de vidrio o la inserción de elementos confinantes
que provean de ductilidad a la conexión viga columna, además deberá generarse
una junta de aislamiento entre las paredes y las columnas para evitar daños tipo
“columna corta”, se recomienda el uso de arriostramientos metálicos en la dirección
“Y”, para minimizar el efecto de corte sobre los nudos.
47
5 ANÁLISIS EDIFICIO 2
5.1 Descripción del sistema estructural.
El edificio 2 es una estructura de un nivel compuesta por dos módulos, un módulo poniente con 11
marcos de concreto y un módulo oriente con 5 marcos de concreto, la configuración estructural de
este edificio consiste en marcos compuestos por dos columnas, unidas mediante una viga
horizontal a 2.6m del nivel de piso en la dirección corta, además de 2 voladizos de 1.4m. En la
dirección larga cada uno de estos marcos está unido entre sí por la losa de techo y una viga
longitudinal que está 30cm bajo el nivel de la losa pero sin conectarse con ella.
El edificio 2 se clasifica como un sistema de marcos de concreto con detallado ordinario (ya que
no se cuenta con planos de diseño original, se asume que el detallado será ordinario). El edificio se
encuentra apoyado mediante un sistema de soleras corridas, en las exploraciones no se
encontraron zapatas.
La losa de techo se identificó como una losa densa de concreto hidráulico de 10cm de espesor,
que carga en la dirección “Y” (dirección corta), con claros de 3 metros. Esta losa se apoya
completamente en las vigas de amarre de las columnas. De la misma forma que en el edificio 1 las
paredes exteriores e interiores del edificio son de mampostería con ladrillo de barro y no se
encuentran desligadas de la estructura principal por lo que se utilizó la metodología propuesta por
Bazán (1980) para idealizar las paredes de mampostería como diagonales equivalentes a
compresión dentro del marco.
Según la Norma Técnica para Diseño por Sismo de la República de el salvador, el edifico se
caracteriza como un sistema tipo A, es decir estructuras formadas por marcos no arriostrados que
soportan la totalidad de las cargas laterales y gravitacionales, el edificio en su elevación y en
planta es catalogado como regular.
La obra fue construida entre 1980 y 1990, ha soportado los terremotos 2001, tiene
aproximadamente entre 20 años y 30 años de funcionamiento, el estado general del edificio es
bueno, pero presenta grandes niveles de corrosión en las porciones en voladizo de la losa.
48
5.2 Cargas de análisis.
El edificio 2, está dividido en dos módulos el oriente y poniente, actualmente funcionan como
oficinas. Las losas de techo no tienen sobrecargas de relevancia, en general la estructura está
sometida básicamente a las cargas propias del peso de la misma.
Las principales cargas utilizadas en el análisis se listan a continuación (el peso propio de los
elementos estructurales ha sido considerado automáticamente en el análisis):
5.2.1 Cargas gravitacionales:
Peso volumétrico del concreto 2230 kg/m3
Peso volumétrico del acero 7850 kg/m3
Peso volumétrico de la mampostería 1200 kg/ m3
5.2.2 Cargas vivas:
Gravitacional de azotea actual 150 kg/m2
Gravitacional de azotea uso futuro 275 kg/m2
Sismo de entrepiso 150 kg/m2
5.3 Resistencia de materiales.
Las características empleadas en los materiales es la misma para los módulos del edificio 2, ya que
son resultado de la auscultación realizada.
Relacionando los resultados de los núcleos de concreto extraídos, así como
los valores de Numero de Rebote y Velocidades de Pulso en el concreto, se ha
estimado la resistencia del concreto como fc’=280 kg/cm2, con un módulo de
elasticidad estático de 127,725 kg/cm2, valores superiores a los encontrados
en el edificio 1, además de encontrarse más uniforme el concreto.
49
Al no existir información del acero de refuerzo, se ha asumido una resistencia
fy=2800 kg/cm2 (Grado 40) con un esfuerzo último de fluencia de fu=4200
kg/cm².
De acuerdo a los resultados del Reporte de Investigación Geofísica, se ha
utilizado un Suelo S3 de acuerdo a la “Norma Técnica de Diseño por Sismo de
la Republica de El Salvador” y un suelo tipo D según el IBC (International
Building Code 1996) en base a la velocidad de onda determinada mediante la
prospección sísmica.
5.4 Elementos estructurales.
Las dimensiones y ubicación de las vigas principales, vigas secundarias y columnas, y su respectivo
acero de refuerzo necesarios para los alcances de la presente sección, se detallan en los planos del
anexo 8.
5.5 Periodos modales de vibración.
Para la determinación de los periodos de vibración del edificio, se ha utilizado el método de
cálculo de Vectores Ritz. A continuación se detallan los resultados y resaltan los periodos
fundamentales en las direcciones “X” y “Y” del edificio 2, tanto para el módulo Oriente como para
el Módulo Poniente.
50
Tabla 16. Índice de participación modal de las masas del edificio 2, módulo Oriente, en las direcciones ortogonales principales.
Índices de Participación Modal de Masas
Caso Análisis
Tipo de paso
Modo de vibración Periodo UX UY SumUX SumUY
Sec
MODAL Mode 1 0.549625 0.000000164 0.977 0.000000164 0.977
MODAL Mode 2 0.336102 0.004637 0.0006956 0.004637 0.978
MODAL Mode 3 0.328219 0.00004879 0.0005089 0.004686 0.978
MODAL Mode 4 0.312862 0.02 0.0002968 0.024 0.979
MODAL Mode 5 0.202595 0.045 0.00001864 0.069 0.979
MODAL Mode 6 0.2001 0.86 0.000003273 0.929 0.979
MODAL Mode 7 0.198897 0.013 0.00005885 0.942 0.979
MODAL Mode 8 0.152286 0.00002177 0.000001136 0.942 0.979
MODAL Mode 9 0.090931 0.0001971 0.000006992 0.942 0.979
MODAL Mode 10 0.089287 0.0003676 0.00005144 0.943 0.979
MODAL Mode 11 0.08172 0.00006334 0.0004526 0.943 0.979
MODAL Mode 12 0.080448 0.0004245 0.000441 0.943 0.98
Tabla 17. Índice de participación modal de las masas del edificio 2, módulo Poniente, en las direcciones ortogonales principales
Índices de Participación Modal de Masas
Caso Análisis
Tipo de paso
Modo de vibración
Periodo UX UY SumUX SumUY
Sec
MODAL Mode 1 0.377458 0.807 0.000808 0.807 0.000808
MODAL Mode 2 0.36332 0.001149 0.54 0.808 0.541
MODAL Mode 3 0.304281 0.000001511 0.001657 0.808 0.542
MODAL Mode 4 0.30379 4.987E-08 0.064 0.808 0.606
MODAL Mode 5 0.30088 0.00001192 1.467E-08 0.808 0.606
MODAL Mode 6 0.293494 0.000002832 0.00000639 0.808 0.606
MODAL Mode 7 0.279989 0.0000456 0.000003935 0.809 0.606
MODAL Mode 8 0.27142 9.957E-07 0.007518 0.809 0.614
MODAL Mode 9 0.266457 0.000001319 0.002623 0.809 0.616
MODAL Mode 10 0.261406 0.00004553 0.002503 0.809 0.619
MODAL Mode 11 0.260657 0.000002778 0.144 0.809 0.763
MODAL Mode 12 0.253927 2.111E-07 0.001163 0.809 0.764
51
MODAL Mode 13 0.250389 7.736E-07 0.149 0.809 0.913
MODAL Mode 14 0.240468 0.00004866 0.016 0.809 0.929
MODAL Mode 15 0.239942 0.000747 0.001072 0.809 0.93
MODAL Mode 16 0.230274 0.000002367 0.009902 0.809 0.94
MODAL Mode 17 0.219548 0.00002969 0.000004546 0.809 0.94
MODAL Mode 18 0.217575 0.000001575 0.0008067 0.809 0.941
MODAL Mode 19 0.207185 2.934E-08 0.004214 0.809 0.945
MODAL Mode 20 0.201091 0.0004415 8.716E-08 0.81 0.945
MODAL Mode 21 0.198606 0.000001473 0.0002663 0.81 0.945
MODAL Mode 22 0.193346 0.000001907 0.006211 0.81 0.951
MODAL Mode 23 0.191936 0.000003188 0.00007758 0.81 0.951
MODAL Mode 24 0.183227 0.000002735 6.295E-07 0.81 0.951
MODAL Mode 25 0.165956 0.00003784 6.427E-09 0.81 0.951
MODAL Mode 26 0.15121 0.00001286 0.00000111 0.81 0.951
MODAL Mode 27 0.141541 0.000002166 1.693E-07 0.81 0.951
MODAL Mode 28 0.126951 0.033 0.000009413 0.843 0.951
MODAL Mode 29 0.09176 0.038 0.000002607 0.881 0.951
MODAL Mode 30 0.091491 0.002129 0.0001376 0.883 0.952
Los periodos fundamentales de vibración son:
Edificio 2, módulo Oriente
Tx 0.550 s
Ty 0.200 s
Edificio 2, módulo Poniente
Tx: 0.377 s
Ty: 0.363 s
52
5.6 Cortante sísmico VSFi – NTDS.
El Cortante Sísmico VSFi, se ha calculado para cada módulo de acuerdo a la fórmula de análisis
estático recomendada en la “Norma Técnica de Diseño por Sismo de la Republica de El Salvador”:
Dónde:
Cs coeficiente sísmico que afecta el peso del edificio
WOriente=50.99 Ton. Peso del edificio para el cálculo del cortante sísmico
WPoniente=151.52 Ton.
A = 0.40 factor de zonificación para Zona I
I = 1.0 factor de importancia III (Ocupación normal)
C0 = 3.00 y T0 = 0.60 factor de sitio (Suelo tipo S3)
R = 5 factor de modificación de respuesta del edificio
Edificio 1, Oriente
Tx= 0.205 seg. Período fundamental de vibración en la dirección “X”
Ty= 0.546. seg. Período fundamental de vibración en la dirección “Y”
T0 < TX,Y < 6 T0 NTDS 4.2.1 (usar T=0.6)
53
Edificio 2, Poniente
Tx= 0.377 seg. Período fundamental de vibración en la dirección “X”
Ty= 0.363. seg. Período fundamental de vibración en la dirección “Y”
T0 < TX,Y < 6 T0 NTDS 4.2.1 (usar T =0.6)
5.7 Cortante Sísmico VSFi – Pushover.
El criterio de aceptación de formación de una Rótula Plástica se toma de acuerdo a la curvatura del
material
CRITERIO DE ACEPTACION DE ROTULAS PLASTICAS.
La definición de los Cortantes Sísmicos VSFy para las direcciones “X” y “Y” producto del análisis de
Pushover, se resumen a continuación (Ver apartado “modelos matemáticos y resultados del
análisis” de la presente sección para detalles):
EDIFICIO 2, Módulo Oriente Dirección X
54
VSFi= 12.24 (Ton)
Δ= 4.2 (cm)
VSFY 20.43 (Ton)
ΔFy= 1.47 (cm)
VSFu 37.73 (Ton)
ΔFu= 3.11 (cm)
CE = 1.67
ID = 2.11
Δx V
cm Ton A - B Bt - IO IO - LS LS - CP CP - C C - D D - E >E Total
0 0.0993 0 52 4 0 0 0 0 0 0 56
1 0.3326 3.54402 52 4 0 0 0 0 0 0 56
2 0.8343 11.07709 52 4 0 0 0 0 0 0 56
3 1.4726 20.43743 50 4 2 0 0 0 0 0 56
4 1.9393 26.10744 50 2 4 0 0 0 0 0 56
5 2.4199 31.41358 47 4 5 0 0 0 0 0 56
6 2.913 36.26765 42 8 6 0 0 0 0 0 56
7 3.1083 37.73168 38 12 5 0 0 0 1 0 56
8 3.1084 38.34509 37 13 5 0 0 0 1 0 56
9 3.6116 43.16903 33 16 6 0 0 0 1 0 56
10 4.4716 49.36586 30 13 11 1 0 0 1 0 56
11 4.9382 52.52387 30 12 12 1 0 0 1 0 56
12 5.0704 53.41842 30 12 11 0 1 0 2 0 56
13 5.0705 54.46549 30 12 11 0 1 0 2 0 56
14 5.5371 58.8631 30 10 12 1 1 0 2 0 56
15 5.6993 60.37658 30 10 12 1 1 0 2 0 56
CURVA PUSHOVER, EDIFICIO 2 MÓDULO ORIENTE DIRECCIÓN X
N T D S (1994)
E L Á S T I C O
P O S T - E L A S T I C O
PASOCRIETERIO DE ACEPTACIÓN (RÓTULAS PLÁSTICAS)
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
0 1 2 3 4 5 6
V (
Ton
)
Δx cm
55
EDIFICIO 2, Módulo Oriente Dirección Y
VSFi= 11.73 (Ton)
Δ= 4.2 (cm)
VSFY 18.25 (Ton)
ΔFy= 0.61 (cm)
VSFu 63.67 (Ton)
ΔFu= 2.26 (cm)
CE = 1.56
ID = 3.72
Δx V
cm Ton A - B Bt - IO IO - LS LS - CP CP - C C - D D - E >E Total
0 -0.0025 0.000 52 4 0 0 0 0 0 0 56
1 0.4308 12.922 52 4 0 0 0 0 0 0 56
2 0.6088 18.245 51 3 2 0 0 0 0 0 56
3 1.0422 31.195 51 3 2 0 0 0 0 0 56
4 1.6673 48.738 45 8 3 0 0 0 0 0 56
5 2.1424 60.761 42 9 4 1 0 0 0 0 56
6 2.2618 63.667 42 9 4 0 0 0 1 0 56
7 2.2619 62.204 40 8 5 0 2 0 1 0 56
8 2.7035 74.167 39 8 3 1 3 0 2 0 56
9 2.7036 73.862 38 8 4 1 3 0 2 0 56
10 3.1099 84.078 37 9 3 1 4 0 2 0 56
11 3.1099 87.649 38 8 3 1 4 0 2 0 56
12 3.5398 99.454 37 9 3 1 3 0 3 0 56
13 3.5399 73.957 37 9 3 1 3 0 3 0 56
14 3.6495 76.218 37 9 3 1 3 0 2 1 56
15 3.6496 97.711 37 9 3 1 3 0 2 1 56
16 4.1473 110.584 36 10 3 1 3 0 2 1 56
17 4.7181 123.916 35 8 5 2 3 0 2 1 56
18 5.1975 134.664 33 8 7 1 4 0 2 1 56
CURVA PUSHOVER, EDIFICIO 2 MÓDULO ORIENTE DIRECCIÓN Y
N T D S (1994)
E L Á S T I C O
P O S T - E L A S T I C O
PASOCRIETERIO DE ACEPTACIÓN (RÓTULAS PLÁSTICAS)
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
140.00
160.00
0 1 2 3 4 5 6
V (
Ton
)
Δx cm
56
EDIFICIO 2, Módulo Poniente Dirección X
VSFi= 36.36 (Ton)
Δ= 4.2 (cm)
VSFY 40.00 (Ton)
ΔFy= 1.00 (cm)
VSFu 81.22 (Ton)
ΔFu= 2.35 (cm)
CE = 1.10
ID = 2.35
Δx V
cm Ton A - B Bt - IO IO - LS LS - CP CP - C C - D D - E >E Total
0 0.044 0 96 4 16 0 0 0 0 0 116
1 0.0526 0.34257 96 4 16 0 0 0 0 0 116
2 0.0526 0.34075 96 4 16 0 0 0 0 0 116
3 0.0527 0.339 96 4 16 0 0 0 0 0 116
4 0.0528 1.2589 96 4 16 0 0 0 0 0 116
5 0.6601 25.45109 96 2 18 0 0 0 0 0 116
6 1.3519 52.06158 96 0 20 0 0 0 0 0 116
7 1.9576 70.00848 81 15 20 0 0 0 0 0 116
8 2.3528 81.22488 79 17 11 6 0 0 3 0 116
9 2.3529 80.12596 79 17 11 6 0 0 3 0 116
10 3.4491 118.1433 78 18 11 6 0 0 3 0 116
11 4.0761 140.4915 76 20 8 6 3 0 3 0 116
12 4.3453 149.9421 76 20 7 6 3 0 4 0 116
13 4.3454 148.6587 76 20 7 6 3 0 4 0 116
14 4.529 155.0197 76 20 6 5 4 0 5 0 116
15 4.529 150.1413 76 20 6 5 4 0 5 0 116
16 5.0524 167.0197 75 21 4 1 9 0 6 0 116
17 5.0525 159.4541 75 21 4 1 9 0 6 0 116
18 5.8615 184.3472 74 22 3 0 11 0 6 0 116
19 5.9785 187.4604 74 22 2 0 11 0 7 0 116
20 5.9785 181.2225 74 22 2 0 11 0 7 0 116
21 6.044 183.229 74 22 2 0 11 0 7 0 116
CURVA PUSHOVER, EDIFICIO 2 MÓDULO PONIENTE, DIRECCIÓN X
N T D S (1994)
E L Á S T I C O
P O S T - E L A S T I C O
PASOCRIETERIO DE ACEPTACIÓN (RÓTULAS PLÁSTICAS)
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
140.00
160.00
180.00
200.00
0 1 2 3 4 5 6 7
V (
Ton
)
Δx cm
57
EDIFICIO 2, Módulo Poniente Dirección Y
VSFi= 36.36 (Ton)
Δ= 4.2 (cm)
VSFY 33.23 (Ton)
ΔFy= 0.68 (cm)
VSFu 38.49 (Ton)
ΔFu= 0.80 (cm)
CE = 0.91
ID = 1.17
Δx V
cm Ton A - B Bt - IO IO - LS LS - CP CP - C C - D D - E >E Total
0 -0.0033 0 96 4 16 0 0 0 0 0 116
1 0.1167 5.91397 96 4 16 0 0 0 0 0 116
2 0.2367 11.82978 96 3 17 0 0 0 0 0 116
3 0.3567 17.74732 96 2 18 0 0 0 0 0 116
4 0.469 23.29101 94 4 18 0 0 0 0 0 116
5 0.6802 33.23956 87 11 17 1 0 0 0 0 116
6 0.7957 38.49812 84 14 17 0 0 0 1 0 116
7 0.7957 38.4511 81 17 12 1 4 0 1 0 116
8 0.9225 44.13376 76 22 10 1 6 0 1 0 116
9 1.1187 52.44978 74 24 10 1 6 0 1 0 116
10 1.3085 60.39029 73 23 11 1 7 0 1 0 116
11 1.4365 65.69822 72 21 13 1 8 0 1 0 116
12 1.5565 70.60376 72 19 15 1 8 0 1 0 116
13 1.6765 75.53229 72 19 15 1 8 0 1 0 116
14 1.7437 78.28158 72 17 17 1 7 0 2 0 116
15 1.7438 78.87296 72 15 19 1 7 0 2 0 116
16 1.7772 80.29365 72 15 19 1 7 0 1 1 116
17 1.7772 80.7729 71 16 19 1 7 0 1 1 116
18 1.9099 86.67396 70 16 20 1 7 0 1 1 116
19 1.9967 90.27291 70 15 21 1 6 0 2 1 116
20 1.9968 90.42887 70 15 21 1 6 0 2 1 116
21 2.1358 96.06512 70 12 23 1 7 0 2 1 116
22 2.2073 98.88632 70 12 23 0 7 0 3 1 116
23 2.2073 98.42388 70 12 23 0 7 0 3 1 116
24 2.3809 105.5721 69 11 25 0 7 0 3 1 116
25 2.5248 111.4977 69 8 28 0 7 0 3 1 116
26 2.649 116.6006 68 9 28 0 5 0 5 1 116
27 2.6491 92.86391 69 8 28 0 5 0 5 1 116
28 2.8657 100.181 69 8 28 0 5 0 5 1 116
29 3.0287 105.5867 69 7 29 0 5 0 5 1 116
30 3.1802 110.5211 69 6 30 0 5 0 5 1 116
31 3.3682 116.5029 69 5 31 0 5 0 5 1 116
32 3.5175 121.2674 68 6 30 1 5 0 5 1 116
33 3.6764 126.4681 66 7 30 2 5 0 5 1 116
34 3.8209 131.2167 65 8 28 4 5 0 5 1 116
35 3.8675 132.7423 65 7 29 4 5 0 5 1 116
CURVA PUSHOVER, EDIFICIO 2 MÓDULO PONIENTE, DIRECCIÓN Y
N T D S (1994)
E L Á S T I C O
P O S T - E L A S T I C O
PASOCRIETERIO DE ACEPTACIÓN (RÓTULAS PLÁSTICAS)
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
140.00
0 1 2 3 4 5
V (
Ton
)
Δx cm
58
La Capacidad Estructural (CE) en las direcciones “X” y “Y”, se resume a continuación:
Edificio 2, Módulo Oriente.
El Índice de Ductilidad (ID) en las direcciones “X” y “Y”, se resume a continuación:
∆Fu: Desplazamiento post-elástico, en el momento que se tiene de
un número suficiente de rotulas plásticas o se forma un
mecanismo de falla en el edificio.
∆Fy: Desplazamiento elástico de fluencia, en el momento en que se
forma la primera rótula plástica.
59
Edificio 2, Módulo Poniente.
El Índice de Ductilidad (ID) en las direcciones “X” y “Y”, se resume a continuación:
∆Fu: Desplazamiento post-elástico, en el momento que se tiene de
un número suficiente de rotulas plásticas o se forma un
mecanismo de falla en el edificio.
∆Fy: Desplazamiento elástico de fluencia, en el momento en que se
forma la primera rótula plástica.
60
5.8 Modelos matemáticos y resultados de análisis.
A continuación se detallan los modelos utilizados en los Análisis Modal y Estático No Lineal de
Pushover, principalmente:
- Modelos matemáticos.
- Modelos de Análisis Modales con Vectores Ritz.
- Curvas Cortante – Deformación de Pushover.
- Secuencia y ubicación de Rotulas Plásticas.
El modelo matemático empleado para el análisis de las cargas estáticas, cargas modales, cargas
sísmicas estáticas y cargas sísmicas estáticas no lineales, se realizó en el software SAP2000 v14.2.4
Advanced.
61
EDIFICIO 2 – MÓDULO ORIENTE
Figura 17. Modelo de Módulo Oriente, Edificio 2 en SAP
62
EDIFICIO 2 – MÓDULO ORIENTE
SECUENCIA DE ROTULACIONES CRÍTICA
Figura 18. Esquema de rotulación plástica para un estado del análisis no lineal en la dirección X
63
EDIFICIO 2 – MÓDULO ORIENTE
SECUENCIA DE ROTULACIONES CRÍTICA
Figura 19. Esquema de rotulación plástica para un estado del análisis no lineal en la dirección Y
64
EDIFICIO 1 – MÓDULO ORIENTE
CURVA PUSHOVER X – ATC-40
Figura 20. Curva de Desempeño ATC dirección X.
65
EDIFICIO 1 – MÓDULO ORIENTE
CURVA PUSHOVER Y – ATC -40
Figura 21. Curva de Desempeño ATC dirección Y.
66
EDIFICIO 2 – MÓDULO PONIENTE
Figura 22. Modelo de módulo Poniente, edificio 2, en SAP.
67
EDIFICIO 2 – MÓDULO PONIENTE
SECUENCIA DE ROTULACIONES CRÍTICA
Figura 23. Modelo de rotulación plástica en análisis no lineal en la dirección X.
68
EDIFICIO 2 – MÓDULO PONIENTE
SECUENCIA DE ROTULACIONES CRÍTICA
Figura 24. Modelo de rotulación en análisis no lineal en la dirección Y.
69
EDIFICIO 2 – MÓDULO PONIENTE
CURVA PUSHOVER X ATC-40
Figura 25. Curva de desempeño ATC-40 dirección X
70
EDIFICIO 1 – MÓDULO PONIENTE
CURVA PUSHOVER Y ATC-40
Figura 26. Curva de desempeño ATC-40 dirección Y
71
5.9 Análisis e interpretación de resultados
En base a los resultados de los modelos matemáticos generados se presenta a continuación la
interpretación de los resultados obtenidos.
f) En la dirección “X” se ha obtenido una Capacidad Estructural (CE) ante la formación
de las primeras rotulas plásticas en vigas y columnas de 1.67 y 1.10 para las módulos
oriente y poniente, respectivamente, en la dirección “Y” el CE es de 1.07 y 0.91
Comparando con el valor mínimo fijado de 1.40, el módulo Oriente del edificio
cuenta con una adecuada capacidad estructural ante cargas por sismo, sin embargo
el módulo Poniente muestra una capacidad estructural en la dirección “X” muy
cerca de 1, y en la dirección “Y” la capacidad es menor que la requerida por la
normativa sísmica de El Salvador.
El valor mínimo fijado de 1.40 es lo recomendado para este tipo de estructuras, el
no alcanzarlo indica que el factor de seguridad es menor.
g) Los Índices de Ductilidad (ID) son de 2.11, 2.16, 2.35 y 1.17. Se espera que para este
tipo de estructuras se alcance al menos un ID de 2.4, la baja ductilidad aparente se
debe a que las columnas ante cargas sísmicas tendrán una rápida formación de
rotulaciones debido a que las dimensiones de su sección transversal son muy
esbeltas
h) El módulo Oriente tiene un punto de desempeño de 32.7 Ton, 2.6 cm en la
dirección X y de 39.6 Ton, 1.3cm en la dirección Y, este comportamiento se debe a la
presencia de paredes de corte en el edificio, las paredes que se encuentra paralelas
a la dirección corta del módulo oriente rigidizan lateralmente la estructura, mientras
que las paredes a media altura de la dirección larga contribuyen a la generación de
rotulaciones por columna corta, esta estructura tiene un desempeño bastante
bueno bajo las condiciones actuales ya que las demandas de cortante sísmico de la
72
NTDS ( 12.24 Ton en X y 11.7 Ton en Y) están por debajo del punto de desempeño
óptimo de la estructura.
i) El módulo Poniente tiene un punto de desempeño en la dirección X de 80.46 Ton ,
2.35 cm y en la dirección Y de 39.62 Ton, 1.3cm, y las demandas en base a la NTDS
son de 36.4 Ton en ambas direcciones, con un desplazamiento máximo de 4.2cm, el
desplazamiento máximo para un nivel de seguridad humana es de 6cm y el máximo
desplazamiento lateral es de 0.33*(36.4 Ton)/(151.52 Ton)*(3.0m)= 23cm, por lo
que el módulo poniente cumple lo requerido por la NTDS.
j) Las fundaciones de la estructura se encuentra en buen estado, no hay presencia de
asentamientos, ni fallas en el lugar de apoyo, la solera encontrada posee la
capacidad de soportar las paredes y las columnas, no se encontraron zapatas bajo
las columnas, los análisis geotécnicos muestran un estrato uniforme, con
humedades altas pero con una capacidad de carga adecuada para la estructura.
k) Además de los análisis presentados se ha evaluado la opción de utilizar la azotea
como área de esparcimiento, se puede siempre no se apoye ninguna estructura
sobre la losa superior, y la carga máxima debe restringirse a 150 kg/m2.
l) El edificio 2, tiene una condición general estable, su capacidad sísmica es adecuado
para lo solicitado por la NTDS pero tendrá bastante daño, los niveles de rotulaciones
se dan aún para deformaciones pequeñas, por lo que se recomienda arriostrar los
elementos verticales o realizar un reforzamiento de las columnas.
m) Una condición preocupante es el avanzado estado de corrosión presente en la losa
el cual puede extenderse hacia las vigas y columnas, debe limpiarse completamente
el acero corroído y restablecer una cobertura para el mismo.
73
6 ANÁLISIS EDIFICIO 3
6.1 Descripción del sistema estructural.
El edificio 3 es una estructura de un nivel compuesta por tres módulos similares, de
aproximadamente 14 m de largo cada uno y , la configuración estructural de estos módulos
consisten en un sistema mixto de paredes de mampostería sólida de barro con nervios y soleras de
concreto con detallado ordinario, apoyado sobre un sistema de soleras corridas bajo paredes y
columnas..
El techo está estructurado mediante polines y vigas macomber que soportan la cubierta del techo
que es de fibro-cemento para el análisis de la estructura se ha utilizado la metodología propuesta
por Bazán (1980) para modelar las paredes de mampostería como diagonales equivalentes a
compresión dentro del marco de concreto.
Según la Norma Técnica para Diseño por Sismo de la República de el salvador, el edifico se
caracteriza como un sistema tipo C, es decir estructuras formadas por paredes de mampostería de
barro con marcos de concreto que soportan en forma conjunta la totalidad de las cargas laterales
y gravitacionales, el edificio en su elevación y en planta es catalogado como regular.
La obra fue construida antes del 2000, por lo que ha soportado los terremotos del 2001, tiene
aproximadamente entre 20 años de funcionamiento, el estado general del edificio es bueno
6.2 Cargas de análisis.
El edificio 3, actualmente funcionan como bodegas. La estructura no tiene sobrecargas de
relevancia, en general la estructura está sometida únicamente a las cargas propias del peso de la
misma. Las principales cargas utilizadas en el análisis se listan a continuación (el peso propio de los
elementos estructurales ha sido considerado automáticamente en el análisis):
74
6.2.1 CARGAS GRAVITACIONLES:
Peso volumétrico del concreto 2070 kg/m3
Peso volumétrico del acero 7850 kg/m3
Peso volumétrico de la mampostería 1200 kg/ m3
6.2.2 CARGAS VIVAS:
Gravitacional de estructura de techo 70 kg/m2
6.3 Resistencia de materiales.
Las características empleadas en los materiales del edificio 3, resultado de la auscultación
realizada son:
Relacionando los resultados de los núcleos de concreto extraídos, así como
los valores de Numero de Rebote y Velocidades de Pulso en el concreto, se ha
estimado la resistencia del concreto como fc’=160 kg/cm2, con un módulo de
elasticidad estático de 90,907.17 kg/cm2. La resistencia asumida es debido a
la variabilidad de los resultados obtenidos.
Al no existir información del acero de refuerzo, se ha asumido una resistencia
fy=2800 kg/cm2 (Grado 40) con un esfuerzo último de fluencia de fu=4200
kg/cm².
De acuerdo a los resultados del Reporte de Investigación Geofísica, se ha
utilizado un Suelo S3 de acuerdo a la “Norma Técnica de Diseño por Sismo de
la Republica de El Salvador” y un suelo tipo D según el IBC (International
Building Code 1996) en base a la velocidad de onda determinada mediante la
prospección sísmica.
75
6.4 Elementos estructurales.
Las dimensiones y ubicación de las vigas principales, vigas secundarias y columnas, y su respectivo
acero de refuerzo necesarios para los alcances de la presente sección, se detallan en los planos del
anexo 8.
Tabla 18. Factores de equivalencia en paredes de Mampostería utilizado en el análisis.
FACTORES DE EQUIVALENCIA PAREDES DE MAMPOSTERÍA EDIFICIO 3
EQ. 1 EQ. 2 EQ. 3 EQ. 4 EQ. 5 EQ. 6
lm [m] 2.75 0.9 3 2.4 1.5 2.75
t [cm] 14 14 14 14 14 14
Ac [cm²] 529 529 529 529 529 529
Am [cm²] 3850 1260 4200 3360 2100 3850
Ec [kg/cm²] 90907 90907 90907 90907 90907 90907
Gm [kg/cm²] 2400 2400 2400 2400 2400 2400
H [m] 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 1.25
λ 5.20 15.90 4.77 5.96 9.54 5.20
w 1.11 1.68 1.09 1.15 1.34 0.58
ζ 1.15 0.38 1.25 1.00 0.63 2.20
Ω 1,728.6 1,601.2 1,733.7 1,710.5 1,624.7 1,107.8
6.5 Periodos modales de vibración.
Para la determinación de los periodos de vibración del edificio, se ha utilizado el método de
cálculo de Vectores Ritz. A continuación se detallan los resultados y resaltan los periodos
fundamentales en las direcciones “X” y “Y” del edificio 3.
76
Tabla 19. Índice de participación modal de las masas del edificio 2, módulo Oriente, en las direcciones ortogonales principales.
Índices de Participación Modal de Masas
Caso Análisis
Tipo de paso
Modo de vibración
Periodo UX UY SumUX SumUY
Sec
MODAL Mode 1 0.210019 0.68 0.000006597 0.68 6.6E-06
MODAL Mode 2 0.183207 2.161E-08 0.0001358 0.68 0.000142
MODAL Mode 3 0.170674 0.0009463 0.00000632 0.681 0.000149
MODAL Mode 4 0.169047 0.000002117 0.000006532 0.681 0.000155
MODAL Mode 5 0.167622 0.000113 6.231E-07 0.681 0.000156
MODAL Mode 6 0.16716 0.000004576 8.65E-08 0.681 0.000156
MODAL Mode 7 0.129702 0.038 7.026E-07 0.719 0.000157
MODAL Mode 8 0.107544 0.002387 0.8 0.721 0.8
MODAL Mode 9 0.105349 0.007851 0.135 0.729 0.935
MODAL Mode 10 0.090891 0.0000074 0.0001513 0.729 0.935
MODAL Mode 11 0.090006 0.003712 0.00004493 0.733 0.935 MODAL Mode 12 0.089717 0.00002146 0.00002473 0.733 0.935
Los periodos fundamentales de vibración son:
Tx 0.210 s
Ty 0.107 s
77
6.6 Cortante sísmico VSFi – NTDS.
El Cortante Sísmico VSFi, se ha calculado para cada módulo de acuerdo a la fórmula de análisis
estático recomendada en la “Norma Técnica de Diseño por Sismo de la Republica de El Salvador”:
Dónde:
Cs coeficiente sísmico que afecta el peso del edificio
W=53.85 Ton. Peso del edificio para el cálculo del cortante sísmico
A = 0.40 factor de zonificación para Zona I
I = 1.0 factor de importancia III (Ocupación normal)
C0 = 3.00 y T0 = 0.60 factor de sitio (Suelo tipo S3)
R = 7 factor de modificación de respuesta del edificio
Edificio 1, Oriente
Tx= 0.210 seg. Período fundamental de vibración en la dirección “X”
Ty= 0.107. seg. Período fundamental de vibración en la dirección “Y”
T0 < TX,Y < 6 T0 NTDS 4.2.1 (usar TX=0.6 y Tx=0.6)
78
6.7 Cortante Sísmico VSFi – Pushover.
El criterio de aceptación de formación de una Rótula Plástica se toma de acuerdo a la curvatura del
material
CRITERIO DE ACEPTACION DE ROTULAS PLASTICAS.
La definición de los Cortantes Sísmicos VSFy para las direcciones “X” y “Y” producto del análisis de
Pushover, se resumen a continuación (Ver apartado “modelos matemáticos y resultados del
análisis” de la presente sección para detalles):
EDIFICIO 3, Dirección X
VSFi= 9.15 (Ton)
Δ= 6 (cm)
VSFY 54.69 (Ton)
ΔFy= 2.41 (cm)
VSFu 60.26 (Ton)
ΔFu= 3.60 (cm)
CE = 5.98
ID = 1.50
Δx V
cm Ton A - B Bt - IO IO - LS LS - CP CP - C C - D D - E >E Total
0 -0.01057 0 166 0 0 0 0 0 0 0 166
1 1.189428 36.3243 166 0 0 0 0 0 0 0 166
2 1.295647 39.5426 165 1 0 0 0 0 0 0 166
3 1.762083 49.4555 148 18 0 0 0 0 0 0 166
4 2.406752 54.687 136 21 9 0 0 0 0 0 166
5 3.603601 60.26 129 15 14 7 0 0 1 0 166
6 3.603721 73.2692 121 21 16 7 0 0 1 0 166
7 4.810455 87.4878 90 48 20 7 0 0 1 0 166
8 5.599234 93.753 87 38 31 8 0 0 2 0 166
9 5.599354 91.3084 87 32 34 8 3 0 2 0 166
10 5.857913 93.7181 85 26 40 10 3 0 2 0 166
CURVA PUSHOVER, EDIFICIO 3, DIRECCIÓN Y
N T D S (1994)
E L Á S T I C O
P O S T - E L A S T I C O
PASOCRIETERIO DE ACEPTACIÓN (RÓTULAS PLÁSTICAS)
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
0 1 2 3 4 5 6 7
V (
Ton
)
Δx cm
79
EDIFICIO 3, Dirección Y
La Capacidad Estructural (CE) en las direcciones “X” y “Y”, se resume a continuación:
VSFi= 9.15 (Ton)
Δ= 6 (cm)
VSFY 127.64 (Ton)
ΔFy= 1.24 (cm)
VSFu 194.08 (Ton)
ΔFu= 2.00 (cm)
CE = 13.95
ID = 1.61
Δx V
cm Ton A - B Bt - IO IO - LS LS - CP CP - C C - D D - E >E Total
0 -0.01 0 166 0 0 0 0 0 0 0 166
1 1.19 122.67 165 1 0 0 0 0 0 0 166
2 1.24 127.64 160 6 0 0 0 0 0 0 166
3 2.00 194.08 142 18 3 0 0 0 3 0 166
4 2.00 142.13 142 10 8 0 3 0 3 0 166
5 2.04 144.63 142 8 9 0 3 0 4 0 166
6 2.04 120.62 142 4 6 2 7 0 5 0 166
7 2.19 128.64 141 4 7 2 7 0 5 0 166
8 2.23 124.79 139 6 5 2 7 0 7 0 166
9 2.23 209.45 122 21 4 1 8 0 10 0 166
10 2.47 230.79 114 29 3 1 9 0 10 0 166
11 2.47 225.14 117 25 3 1 10 0 10 0 166
12 3.05 275.57 105 37 3 1 10 0 10 0 166
13 3.05 239.03 102 40 1 2 9 0 12 0 166
14 3.44 269.44 101 41 1 2 8 0 13 0 166
15 3.44 262.77 101 41 1 2 8 0 13 0 166
16 3.53 269.15 101 41 1 2 8 0 13 0 166
CURVA PUSHOVER, EDIFICIO 3, DIRECCIÓN Y
N T D S (1994)
E L Á S T I C O
P O S T - E L A S T I C O
PASOCRIETERIO DE ACEPTACIÓN (RÓTULAS PLÁSTICAS)
0.00
50.00
100.00
150.00
200.00
250.00
300.00
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00
V (
Ton
)
Δx cm
80
El Índice de Ductilidad (ID) en las direcciones “X” y “Y”, se resume a continuación:
∆Fu: Desplazamiento post-elástico, en el momento que se tiene de
un número suficiente de rotulas plásticas o se forma un
mecanismo de falla en el edificio.
∆Fy: Desplazamiento elástico de fluencia, en el momento en que se
forma la primera rótula plástica.
6.8 Modelos matemáticos y resultados de análisis.
A continuación se detallan los modelos utilizados en los Análisis Modal y Estático No Lineal de
Pushover, principalmente:
- Modelos matemáticos.
- Modelos de Análisis Modales con Vectores Ritz.
- Curvas Cortante – Deformación de Pushover.
- Secuencia y ubicación de Rotulas Plásticas.
El modelo matemático empleado para el análisis de las cargas estáticas, cargas modales, cargas
sísmicas estáticas y cargas sísmicas estáticas no lineales, se realizó en el software SAP2000 v14.2.4
Advanced.
81
EDIFICIO 3
Figura 27. Modelo de Edificio 3
82
EDIFICIO 3
SECUENCIA DE ROTULACIONES CRÍTICA.
Figura 28. Deformación bajo condición máxima de deformación, dirección X.
83
EDIFICIO 3
SECUENCIA DE ROTULACIONES CRÍTICA
Figura 29. Deformación máxima para carga lateral en dirección Y
84
EDIFICIO 3
CURVA PUSHOVER X
Figura 30. Curva Fuerza Lateral / Deformación, dirección X
85
EDIFICIO 3
CURVA PUSHOVER Y
Figura 31. Curva Carga Lateral / deformación, dirección Y
86
6.9 Análisis e interpretación de resultados
En base a los resultados de los modelos matemáticos generados se presenta a continuación la
interpretación de los resultados obtenidos.
n) El edificio 3, tiene una capacidad estructural superior a la demandada por la NTDS,
5.98 Y 13.95 en las direcciones X y Y respectivamente, lo que indica que la
estructura tiene un muy buen desempeño estructural al soportar cargas laterales.
o) Los Índices de Ductilidad (ID) son de 1.5 y 1.61 valores normales para estructuras de
mampostería reforzada.
p) El comportamiento de la mampostería atiende a mantener los esfuerzos dentro del
rango elástico y normalmente no muestran ductilidad, pero el margen dentro del
rango elástico es bastante alto, los puntos de desempeño del edificio son: en la
dirección X (28.0 Ton, 0.9 cm)en la dirección Y (35.8 Ton, 0.3 cm)
q) El edificio 3, tiene una condición estable, su capacidad sísmica es adecuado para lo
solicitado por la NTDS, los niveles de rotulaciones se dan para cargas tres veces
superiores a las solicitadas en la normativa técnica.
87
7 ANÁLISIS EDIFICIO ADMINISTRATIVO
7.1 Descripción del sistema estructural.
El edificio 4 es una estructura de un dos niveles, con columnas de concreto en el nivel 1 y paredes
de mampostería confinada en el primero y segundo nivel, las paredes tienen un espesor de 15cm
en el nivel uno y en el dos.
La NTDS clasifica a la estructura como irregular en geometría vertical e irregular en planta, esto
debido a la distribución de masas, la altura del nivel 1 es de 2.80m y el nivel 2 tiene una altura de
3.00, el entrepiso es flexible del tipo vigueta y bovedilla.
El techo está estructurado mediante que soportan la cubierta del techo que es de fibro-cemento
para el análisis de la estructura se ha utilizado la metodología propuesta por Bazán (1980) para
modelar las paredes de mampostería como diagonales equivalentes a compresión dentro del
marco de concreto, no se tiene registro de la fecha de construcción de la estructura.
7.2 Cargas de análisis.
El edificio administrativo, actualmente funcionan como oficina, la estructura no tiene sobrecargas
de relevancia, en general la estructura está sometida únicamente a las cargas propias del peso de
la misma. Las principales cargas utilizadas en el análisis se listan a continuación (el peso propio de
los elementos estructurales ha sido considerado automáticamente en el análisis):
7.2.1 Cargas gravitacionales:
Peso volumétrico del concreto 2070 kg/m3
Peso volumétrico del acero 7850 kg/m3
Peso volumétrico de la mampostería 1200 kg/ m3
7.2.2 Cargas vivas:
Gravitacional de estructura de techo 70 kg/m2
Carga de entrepiso 150 kg/m²
88
7.3 Resistencia de materiales.
Las características empleadas en los materiales del edificio administrativo, resultado de la
auscultación realizada son:
Relacionando los resultados de los núcleos de concreto extraídos, así como
los valores de Numero de Rebote y Velocidades de Pulso en el concreto, se ha
estimado la resistencia del concreto como fc’=170 kg/cm2, con un módulo de
elasticidad estático de 125,579 kg/cm2. La resistencia asumida es debido a la
variabilidad de los resultados obtenidos.
Al no existir información del acero de refuerzo, se ha asumido una resistencia
fy=2800 kg/cm2 (Grado 40) con un esfuerzo último de fluencia de fu=4200
kg/cm².
De acuerdo a los resultados del Reporte de Investigación Geofísica, se ha
utilizado un Suelo S3 de acuerdo a la “Norma Técnica de Diseño por Sismo de
la Republica de El Salvador” y un suelo tipo D según el IBC (International
Building Code 1996) en base a la velocidad de onda determinada mediante la
prospección sísmica.
7.4 Elementos estructurales.
Las dimensiones y ubicación de las vigas principales, vigas secundarias y columnas, y su respectivo
acero de refuerzo necesarios para los alcances de la presente sección, se detallan en los planos del
anexo 8.
Tabla 20. Factores de Equivalencia en Paredes
FACTORES DE EQUIVALENCIA PAREDES DE MAMPOSTERÍA EDIFICIO 4
EQ. 1 EQ. 2
Gm [kg/cm] 2400 2400
lm [m] 7 4.4
h [m] 2.8 2.4
t [cm] 14 14
λ 2.42 0.00
Ac [cm2] 625 0
w 1.13 0.84
Am [cm] 9800 6160
ζ 2.50 1.83
Ec [kg/cm] 90907 90907
Ω 1,387.4 924.0
89
7.5 Periodos modales de vibración.
Para la determinación de los periodos de vibración del edificio, se ha utilizado el método de
cálculo de Vectores Ritz. A continuación se detallan los resultados y resaltan los periodos
fundamentales en las direcciones “X” y “Y” del edificio 3.
Tabla 21. Índices de participación modal
Índices de Participación Modal de Masas
Caso Análisis
Tipo de paso
Modo de vibración
Periodo UX UY SumUX SumUY
Sec
MODAL Mode 1 1.278001 0.741 0.00006992 0.741 6.99E-05
MODAL Mode 2 0.660309 0.0006374 0.361 0.742 0.361
MODAL Mode 3 0.412395 0.25 0.0005084 0.991 0.362
MODAL Mode 4 0.370648 0.006815 0.0001658 0.998 0.362
MODAL Mode 5 0.27718 0.00002138 0.59 0.998 0.952
MODAL Mode 6 0.251831 0.0006326 0.00002353 0.999 0.952
MODAL Mode 7 0.247306 0.0006719 0.001914 0.999 0.954
MODAL Mode 8 0.205298 0.0004945 0.000004806 1 0.954
MODAL Mode 9 0.158419 0.00008528 0.00002812 1 0.954
MODAL Mode 10 0.125253 1.001E-07 0.012 1 0.966
MODAL Mode 11 0.100021 6.555E-07 0.034 1 1
MODAL Mode 12 0.052252 3.082E-09 0.00006718 1 1
Los periodos fundamentales de vibración son:
Tx 1.278 s
Ty 0.277 s
90
7.6 Cortante sísmico VSFi – NTDS.
El Cortante Sísmico VSFi, se ha calculado para cada módulo de acuerdo a la fórmula de análisis
estático recomendada en la “Norma Técnica de Diseño por Sismo de la Republica de El Salvador”:
Dónde:
Cs coeficiente sísmico que afecta el peso del edificio
W= 35.95 Ton. Peso del edificio para el cálculo del cortante sísmico
A = 0.40 factor de zonificación para Zona I
I = 1.0 factor de importancia III (Ocupación normal)
C0 = 3.00 y T0 = 0.60 factor de sitio (Suelo tipo S3)
R = 7 factor de modificación de respuesta del edificio
Edificio 1, Oriente
Tx= 1.278 seg. Período fundamental de vibración en la dirección “X”
Ty= 0.277 seg. Período fundamental de vibración en la dirección “Y”
T0 < TX,Y < 6 T0 NTDS 4.2.1 (usar Tx=0.6)
91
7.7 Cortante Sísmico VSFi – Pushover.
El criterio de aceptación de formación de una Rótula Plástica se toma de acuerdo a la curvatura del
material
CRITERIO DE ACEPTACION DE ROTULAS PLASTICAS.
La definición de los Cortantes Sísmicos VSFy para las direcciones “X” y “Y” producto del análisis de
Pushover, se resumen a continuación (Ver apartado “modelos matemáticos y resultados del
análisis” de la presente sección para detalles):
EDIFICIO ADMINISTRATIVO, Dirección X
VSFi= 3.595 (Ton)
Δ= 8.7 (cm)
VSFY 3.31 (Ton)
ΔFy= 12.64 (cm)
VSFu 4.66 (Ton)
ΔFu= 19.24 (cm)
CE = 0.92
ID = 1.52
Δx V
cm Ton A - B Bt - IO IO - LS LS - CP CP - C C - D D - E >E Total
0 0.620189 0 33 2 1 0 0 0 0 0 36
1 1.754203 0.4225 32 3 1 0 0 0 0 0 36
2 7.352147 2.4107 25 10 1 0 0 0 0 0 36
3 12.64462 3.3132 24 3 6 3 0 0 0 0 36
4 13.70332 3.4488 22 5 5 3 0 0 1 0 36
5 13.70382 3.5304 22 4 6 3 0 0 1 0 36
6 19.23849 4.6583 18 5 9 2 1 0 1 0 36
7 19.56673 4.7044 18 5 8 3 0 0 2 0 36
8 19.56723 4.0945 18 5 8 3 0 0 2 0 36
9 21.28221 4.4557 18 5 8 2 0 0 3 0 36
10 21.28271 3.7363 18 5 8 1 1 0 3 0 36
11 22.13378 3.8751 18 5 8 1 0 0 4 0 36
CURVA PUSHOVER, EDIFICIO ADMINISTRATIVO, DIRECCIÓN X
N T D S (1994)
E L Á S T I C O
P O S T - E L A S T I C O
PASOCRIETERIO DE ACEPTACIÓN (RÓTULAS PLÁSTICAS)
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
0 5 10 15 20 25
V (
Ton
)
Δx cm
92
EDIFICIO ADMINISTRATIVO, Dirección Y
La Capacidad Estructural (CE) en las direcciones “X” y “Y”, se resume a continuación:
VSFi= 6.11 (Ton)
Δ= 8.7 (cm)
VSFY 6.63 (Ton)
ΔFy= 2.68 (cm)
VSFu 8.98 (Ton)
ΔFu= 5.49 (cm)
CE = 1.08
ID = 2.05
Δx V
cm Ton A - B Bt - IO IO - LS LS - CP CP - C C - D D - E >E Total
0 0.01931 0 33 2 1 0 0 0 0 0 36
1 0.517715 1.3086 31 4 1 0 0 0 0 0 36
2 1.717715 4.4029 31 4 1 0 0 0 0 0 36
3 2.679269 6.6247 29 6 1 0 0 0 0 0 36
4 3.879269 7.7608 29 3 4 0 0 0 0 0 36
5 5.491371 8.981 28 3 4 0 0 0 1 0 36
6 5.491491 8.1881 27 4 4 0 0 0 1 0 36
7 7.564004 10.951 26 4 5 0 0 0 1 0 36
8 8.966316 12.5344 25 4 4 0 2 0 1 0 36
9 10.54064 13.3844 25 3 5 0 1 0 2 0 36
10 10.54076 10.6471 25 2 6 0 1 0 2 0 36
11 11.74076 11.8474 25 2 6 0 1 0 2 0 36
12 12.01931 12.128 25 2 6 0 1 0 2 0 36
CURVA PUSHOVER, EDIFICIO ADMINISTRATIVO, DIRECCIÓN Y
N T D S (1994)
E L Á S T I C O
P O S T - E L A S T I C O
PASOCRIETERIO DE ACEPTACIÓN (RÓTULAS PLÁSTICAS)
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
16.00
0 2 4 6 8 10 12 14
V (
Ton
)
Δx cm
93
El Índice de Ductilidad (ID) en las direcciones “X” y “Y”, se resume a continuación:
∆Fu: Desplazamiento post-elástico, en el momento que se tiene de
un número suficiente de rotulas plásticas o se forma un
mecanismo de falla en el edificio.
∆Fy: Desplazamiento elástico de fluencia, en el momento en que se
forma la primera rótula plástica.
7.8 Modelos matemáticos y resultados de análisis.
A continuación se detallan los modelos utilizados en los Análisis Modal y Estático No Lineal de
Pushover, principalmente:
- Modelos matemáticos.
- Modelos de Análisis Modales con Vectores Ritz.
- Curvas Cortante – Deformación de Pushover.
- Secuencia y ubicación de Rotulas Plásticas.
El modelo matemático empleado para el análisis de las cargas estáticas, cargas modales, cargas
sísmicas estáticas y cargas sísmicas estáticas no lineales, se realizó en el software SAP2000 v14.2.4
Advanced.
94
EDIFICIO ADMINISTRATIVO
Figura 32. Modelo de Edificio administrativo
95
EDIFICIO ADMINISTRATIVO
SECUENCIA DE ROTULACIONES CRÍTICA.
Figura 33. Deformación bajo condición máxima de deformación, dirección X.
96
EDIFICIO ADMINISTRATIVO
SECUENCIA DE ROTULACIONES CRÍTICA
Figura 34. Deformación máxima para carga lateral en dirección Y
97
EDIFICIO ADMINISTRATIVO
CURVA PUSHOVER X
Figura 35. Curva Fuerza Lateral / Deformación, dirección X
98
EDIFICIO 3
CURVA PUSHOVER Y
Figura 36. Curva Carga Lateral / deformación, dirección Y
99
7.9 Análisis e interpretación de resultados
En base a los resultados de los modelos matemáticos generados se presenta a continuación la
interpretación de los resultados obtenidos.
r) El edificio administrativo, tiene una capacidad estructural respecto a la demandada
por la NTDS de: 0.92 y 1.08 en las direcciones X y Y respectivamente, lo que indica
que la estructura tiene está actualmente en un nivel límite para soportar el sismo de
diseño, esto quiere decir que es susceptible a sufrir daños durante eventos sísmicos
considerables, las fundaciones al igual que la del resto de edificios están en
condiciones adecuadas.
s) Las altas deformaciones y los daños debido a sismo se deben principalmente a la
irregularidad en planta de la estructura la que genera altos niveles de torsión,
haciendo que las columnas del costado poniente sean las más críticas, esta área
debe reforzarse mediante un arriostramiento con una diagonal metálica o con una
pared confinante de mampostería.
t) Los Índices de Ductilidad (ID) son de 1.52 y 2.05 son valores normales para
estructuras de mampostería reforzada con nervios de concreto.
u) El comportamiento de la mampostería atiende a mantener los esfuerzos dentro del
rango elástico y normalmente no muestran ductilidad, tampoco se tiene un margen
amplio para el rango inelástico este comportamiento es exhibido por el edificio, por
lo que el que esté en el límite de lo requerido pone en riesgo la seguridad
estructural de la edificación.
v) El edificio administrativo, puede estar sujeto a daños durante un evento sísmico.
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