CARACTERIZACIÓN DE LAS CONDICIONES ESTRUCTURALES EN ALGUNAS VIVIENDAS RESIDENCIALES DEL BARRIO SAN ANTONIO EN BOGOTA SEGÚN NSR-10

NATALIA MARÍA SÁNCHEZ LÓPEZ MAICOL JOSUE BENAVIDES

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C. 2015

CARACTERIZACIÓN DE LAS CONDICIONES ESTRUCTURALES EN ALGUNAS VIVIENDAS RESIDENCIALES DEL BARRIO SAN ANTONIO EN BOGOTA SEGÚN NSR-10

NATALIA MARÍA SÁNCHEZ LÓPEZ MAICOL JOSUE BENAVIDES

Trabajo de grado para optar al título de Ingeniero Civil

Director RICHARD MORENO Ingeniero Civil

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C. 2015

Nota de aceptación

______________________________________

______________________________________

______________________________________

______________________________________ Director de Investigación Ing. Richard Moreno

______________________________________ Asesor Metodológico Ing. Richard Moreno

______________________________________ Jurado

Bogotá D.C., mayo de 2015 4

A mis padres, esposo y hermanos quienes con su amor y apoyo permitieron sembrar en mí la perseverancia para alcanzar los sueños y las metas propuestas en mi vida. Natalia

AGRADECIMIENTOS Los autores expresan sus agradecimientos a: Al ingeniero Richard Moreno, por su contribución profesional en el desarrollo de este trabajo de grado. A nuestros familiares por su apoyo, comprensión, consejos, amor, que contribuyeron al logro de esta meta tan importante para nuestras vidas. A nuestros amigos, quienes hicieron parte de nuestro crecimiento profesional y fueron un apoyo incondicional durante todo el proceso de formación. A la comunidad del barrio San Antonio, que permitió el desarrollo de la investigación planteada en esta tesis.

“No hay secretos para el éxito. Éste se alcanza preparándose, trabajando arduamente y aprendiendo del fracaso”. Colin Powell

CONTENIDO pág. INTRODUCCIÓN

16

1.1 1.2 1.2.1 1.2.2 1.3 1.3.1 1.3.2 1.4 1.4.1 1.4.2 1.4.3

ANTECEDENTES Y JUSTIFICACION PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Descripción del problema. Formulación del problema. OBJETIVOS General. Específicos. DELIMITACIÓN Espacio. Tiempo. Contenido.

17 18 18 18 18 18 18 19 19 19 19

2. 2.1

MARCO REFERENCIAL FONDO DE ATENCIÓN Y PREVENCIÓN DE DESASTRES FOPAE FUNDACIÓN SUIZA DE COOPERACIÓN PARA EL DESARROLLO TÉCNICO – SWISSCONTACT Convenio Build Change. Convenio Universidad de Stuttgart. Convenio Sena.

20

25 25 26 26 27 27 28 28 29 29 30 36

3.3.1

MARCO CONCEPTUAL PRINCIPIOS BÁSICOS DE SISMO RESISTENCIA. Regularidad en planta. Regularidad en Altura. Bajo Peso. Alta Rigidez. Buena Estabilidad Global.. Golpeteo entre edificios. Suelo firme y buena cimentación. Sistema Estructural Apropiado. Configuración Estructural. FALLAS EN LAS ESTRUCTURAS. METODOLOGÍAS PARA REALIZAR LA INSPECCIÓN VISUAL DE EDIFICACIONES EXISTENTES Metodos Subjetivos.

4. 4.1

ÁREA DE ESTUDIO ANTECEDENTES

43 43

2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 3. 3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.1.6 3.1.7 3.1.8 3.1.9 3.2 3.3

20 21 22 22 24

37 38

4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.3

ANTONIO NARIÑO Caracterización geográfica. División territorial. Microzonificación Sísmica. Riesgo Sísmico. UBICACIÓN ZONA DE ESTUDIO

43 43 45 45 47 49

5. 5.1 5.2

METODOLOGÍA INFORMACIÓN DE LAS EDIFICACIONES METODOLOGÍA DE INSPECCIÓN

51 51 51

6.

ADAPTACIÓN DEL MÉTODO ATC-21 INSPECCIÓN VISUAL RÁPIDA DE EDIFICACIONES CON POTENCIAL RIESGO SÍSMICO EDIFICACIÓN N° 1 EDIFICACIÓN N° 2 EDIFICACIÓN N° 3 EDIFICACIÓN N° 4 EDIFICACIÓN N° 5 OTROS ASPECTOS

58 58 61 64 69 73 76

6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 7. 7.1

79

8.

ANÁLISIS DE RESULTADOS DETERMINACIÓN DEL VALOR ESTRUCTURAL CALIFICADOR “S” CONCLUSIONES

9.

RECOMENDACIONES

86

83 84

BIBLIOGRAFÍA

90

ANEXOS

93

8

LISTA DE TABLAS pág.

Tabla 1. Tabla 2. Tabla 3. Tabla 4. Tabla 5. Tabla 6. Tabla 7. Tabla 8.

Descripción de las zonas geotécnicas Descripción de las zonas de respuesta sísmica Índice de riesgo físico para las localidades de Bogotá en orden descendente Índice de riesgo total para las localidades de Bogotá en orden descendente Categorías Estructurales y cargas de ocupación según uso Puntajes básicos de riesgo estructural según niveles de sismicidad Perfil del suelo Sistema Estructural para muros de carga

46 47 48 49 52 53 56 59

LISTA DE FIGURAS pág.

Figura 1. Figura 2. Figura 3. Figura 4. Figura 5. Figura 6. Figura 7. Figura 8. Figura 9. Figura 10. Figura 11. Figura 12. Figura 13. Figura 14. Figura 15. Figura 16. Figura 17. Figura 18. Figura 19. Figura 20. Figura 21. Figura 22. Figura 23. Figura 24. Figura 25. Figura 26. Figura 27. Figura 28. Figura 29. Figura 30. Figura 31. Figura 32. Figura 33. Figura 34. Figura 35. Figura 36. Figura 37.

Número de habitantes afectados por daños fuertes y severos de sus residencias por localidad Construcciones Informales Bogotá Aspectos que no ayudan a un buen diseño Regularidad en planta Irregularidad Vertical Bajo peso Rigidez por golpeteo Suelo firme- buena cimentación Sistemas Estructurales Torsión Modelo de edificaciones con planta baja libre “Piso débil” Columnas Cortas Configuración Estructural Sistemas no paralelos Materiales permitidos por la NSR-10 Las edificaciones dúctiles soportan mayores deformaciones para la misma fuerza con la que fallan las estructuras frágiles. Aspectos que deben cuidarse en el diseño de una estructura esencial Sistema Estructural Apropiado Metodologías para evaluar la vulnerabilidad sísmica Métodos que evalúan la capacidad sísmica Formulario Vulnerabilidad – Método AIS Ubicación geográfica localidad Antonio Nariño Mapa de Microzonificación Sísmica de Bogotá Vista de calles seleccionadas para la investigación Calle 3S entre carreras 18 y 21 Secuencia de implementación metodología RSP Edificación N°1 Fisuras en muros Discontinuidades en la estructura Edificación N° 2 Estado de la estructura edificación N° 2 Fachada posterior edificación N° 2 Fisuras en muros Posibilidad de golpeo Edificación N° 3 Sistema estructural Edificación N° 3

20 23 25 26 27 27 28 28 29 30 30 31 32 32 33 33 34 35 36 37 38 39 44 45 50 50 57 58 59 60 61 62 62 63 64 65 66

Figura 38. Figura 39. Figura 40. Figura 41. Figura 42. Figura 43. Figura 44. Figura 45. Figura 46. Figura 47. Figura 48. Figura 49. Figura 50. Figura 51. Figura 52. Figura 53. Figura 54. Figura 55. Figura 56. Figura 57. Figura 58. Figura 59.

Fisuras en muros Irregularidad Vertical Proximidad de edificios adyacentes Edificación N° 4 Fallas estructurales Fisuras en muros Edificaciones sin junta sísmica Elementos no estructurales Edificación N° 5 Estado de la estructura edificación N° 5 Fisuras en muros Posibilidad de golpeo Estructuras de gran peso Elementos no estructurales Elementos no estructurales Sistema Estructural deficiente Sistema Estructural deficiente Ficha técnica ATC- 21 – Edificación N° 1 Ficha técnica ATC- 21 – Edificación N° 2 Ficha técnica ATC- 21 – Edificación N° 3 Ficha técnica ATC- 21 – Edificación N° 4 Ficha técnica ATC- 21 – Edificación N° 5

11

67 67 68 69 70 71 72 72 73 74 74 75 76 77 77 78 78 79 80 81 82 83

LISTA DE ANEXOS pág. Anexo A.

Fichas Tecnicas ATC-21

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GLOSARIO AMENAZA SÍSMICA: la amenaza sísmica es un término técnico mediante el cual se caracteriza numéricamente la probabilidad estadística de la ocurrencia (o excedencia) de cierta intensidad sísmica (o aceleración del suelo) en un determinado sitio, durante un período de tiempo. CAPACIDAD PORTANTE: en cimentaciones se denomina capacidad portante a la capacidad del terreno para soportar las cargas aplicadas sobre él. CIMENTACIÓN: son las bases que sirven de sustentación al edificio; se calculan y proyectan teniendo en consideración varios factores tales como la composición y resistencia del terreno, las cargas propias del edificio y otras cargas que inciden, tales como el efecto del viento o el peso de la nieve sobre las superficies expuestas a los mismos. COLAPSO DE LA EDIFICACIÓN: cualquier condición externa o interna que incapacita a una estructura o elemento estructural a cumplir la función para la que ha sido diseñada. CONCRETO: material de construcción formado por una mezcla de piedras menudas y un tipo de argamasa (cal, cemento, arena y agua). CONSTRUCTORES: se aplica a la persona o empresa que construye edificios, obras de arquitectura o ingeniería. DERIVAS DE PISOS: desplazamiento relativo entre niveles contiguos DESLIZAMIENTO: es un tipo de corrimiento o movimiento de masa de tierra, provocado por la inestabilidad de un talud. DUCTILIDAD: se conoce como ductilidad a la propiedad de aquellos materiales que, bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse sin llegar a romperse. ELEMENTOS ESTRUCTURALES: un elemento estructural es cada una de las partes que constituye una estructura y que posee una función resistente dentro del conjunto. ESTRUCTURA: Elementos que cargan una edificación como muros, columnas o vigas. FALLAS ESTRUCTURALES: Falla es una condición no deseada que hace que el elemento estructural no desempeñe una función para la cual existe.

GOLPEO: es la posibilidad de impacto entre edificaciones adyacentes debido a sus deflexiones durante el sismo. Si los pisos de los edificios son de diferente elevación, es particularmente peligroso que uno de los pisos golpee la columna del otro y haga colapsar parcial o totalmente la edificación. JUNTAS: Se llama junta al pequeño espacio que queda entre las dos superficies de edificaciones inmediatas unas a otras. LICUACIÓN: la licuefacción de suelo describe el comportamiento de suelos que, estando sujetos a la acción de una fuerza externa (carga), en ciertas circunstancias pasan de un estado sólido a un estado líquido, o adquieren la consistencia de un líquido pesado. MAMPOSTERÍA: se llama mampostería al sistema tradicional de construcción que consiste en erigir muros y paramentos mediante la colocación manual de los elementos o los materiales que los componen (denominados mampuestos), que por lo general son ladrillos o bloques de arcilla o concreto. MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA: la microzonificación sísmica consiste en establecer zonas de suelos con comportamiento similar durante un sismo, de manera que puedan definirse allí, recomendaciones precisas para el diseño y construcción de edificaciones sismo resistentes. MONOLÍTICO: que está hecho de una sola pieza de piedra. MOVIMIENTO TELÚRICO: movimiento de la tierra resultado de la liberación brusca de energía, cuando chocan las placas tectónicas o en general cuando ocurre una reorganización brusca de materiales en la corteza terrestre. PATOLOGÍA ESTRUCTURAL: es la ciencia dedicada al estudio sistemático y ordenado de los daños y fallas que se presentan en las edificaciones, analizando el origen o las causas y consecuencias de ellos para que, mediante la formulación de procesos, se generen las medidas correctivas para lograr recuperar las condiciones de desempeño de la estructura. REFORZAMIENTO DE UNA ESTRUCTURA: Se refiere a los trabajos que se realizan para aumentar la capacidad de carga de una construcción, o para darle la resistencia sísmica que no poseía. RIESGO: Es el grado de PÉRDIDAS debidas a un fenómeno natural expresado como una función del riesgo especifico y del valor de los elementos en riesgo. RIGIDEZ: es la capacidad de no deformarse, depende de la geometría de los elementos estructurales e involucra a todos los elementos que participan en la transferencia de carga. 14

SISMO RESISTENCIA: capacidad de una edificación de resistir las fuerzas que se presentan ante un movimiento telúrico.1 TORSIÓN EN PLANTA: se denomina torsión en planta al esfuerzo de torsión que sufre la estructura portante de un edificio cuando es sometida a grandes esfuerzos horizontales. Este efecto es particularmente significativo en los terremotos. VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL: susceptibilidad de la vivienda a sufrir daños estructurales en caso de un evento sísmico determinado.2 VULNERABILIDAD SÍSMICA: es la susceptibilidad de las edificaciones a sufrir daños por la magnitud del sismo, susceptibilidad del agente interno, es decir los componentes físicos, estructurales y no estructurales de una edificación que están sometidos a una amenaza sísmica.

1

CENTRO NACIONAL DE LA CONSTRUCCIÓN SENA MEDELLÍN. Guía de Estudio Sismo resistencia. [En línea].Disponible en internet: . [Citado: 25 de Febrero de 2015]. 2 ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE INGENIERÍA SÍSMICA (AIS). Manual de Construcción, evaluación y rehabilitación sismo resistente de viviendas de mampostería. 2001

15

INTRODUCCIÓN La sismo resistencia, entendida como la capacidad de una edificación de resistir las fuerzas que se presentan ante un movimiento telúrico, es un aspecto que ha tomado gran importancia en los últimos años para el país, debido a los antecedentes negativos del comportamiento de las edificaciones ante los diferentes sismos que se han presentado. Según los expertos, Bogotá es la ciudad con más riesgo sismológico del país por su ubicación, de acuerdo con el estudio general de amenaza sísmica de Colombia, se localiza en una zona de amenaza sísmica intermedia; en ello radica la importancia de garantizar que las viviendas sean sismo resistentes, sin embargo, la construcción informal de viviendas en la ciudad va en aumento. Atendiendo a esta premisa, el presente trabajo de grado, está enfocado en la inspección y diagnóstico de las condiciones estructurales de algunas edificaciones residenciales en el barrio San Antonio en Bogotá, tomando como referencia el cumplimiento de la Norma Sismo resistente de 2010 (NSR-10). Para llevar a cabo la investigación, se desarrollará la metodología de inspección Visual Rápida de edificaciones ATC-21, la cual tiene en consideración la sintomatología, patología y condiciones sismo resistentes de las edificaciones; se realizarán visitas de campo, toma de fotografías a las diferentes viviendas, análisis detallado de los resultados obtenidos, así como recomendaciones que sirvan como solución a los problemas estructurales encontrados.

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1. GENERALIDADES 1.1 ANTECEDENTES Y JUSTIFICACION Según el Estudio General de Amenaza Sísmica de Colombia, las principales fuentes sismogénicas que dominan la amenaza sísmica en la ciudad, en orden son: Frontal Cordillera Oriental, Benioff y Salinas. Los datos históricos indican que en la ciudad tres sismos han causado daños (1785, 1827 y 1917) cuyos epicentros han sido localizados en el Páramo de Chingaza (Cundinamarca), Timaná (Huila) y Páramo de Sumapaz (Cundinamarca), respectivamente. Recientemente, el sismo de Tauramena ocurrido el 19 de enero de 1995 y de Quetame el 24 de mayo de 2008 fue consecuencia del fracturamiento en el sistema Frontal de la Cordillera Oriental, con magnitudes Ml de 6.5 y 5.7, a unas distancias de 130 y 40 km, respectivamente, que produjeron en Bogotá fracturas en muros y otros daños menores.3 La construcción de viviendas en Bogotá se ha desarrollado de manera heterogénea, debido en primer lugar a que los códigos de sismo resistencia se crearon a partir del año 1984, lo que se traduce en viviendas construidas antes de esta fecha sin normatividad alguna; así mismo, y aunque actualmente se cuenta con la normatividad (NSR-2010), las condiciones socioeconómicas de algunos habitantes de la ciudad impiden la construcción de sus viviendas bajo parámetros normativos, por lo cual se construye en zonas de alto riesgo, sin tener conocimiento de los materiales, y peor aún sin medir las consecuencias para la vida de muchos habitantes. De la misma forma, el incremento en los precios de los materiales provoca, en muchos casos, que los constructores omitan las especificaciones técnicas de los proyectos, empleando materiales de baja calidad y mano de obra no calificada, pasando por encima de la ética profesional y desarrollando procesos constructivos con ciertas irregularidades que se derivan en deficiencias estructurales de las edificaciones. Según un estudio realizado entre el 2000 y 2003 por la Agencia Internacional de Cooperación del Japón (Jica) en el que colaboró el Creprevé de la UN, 4 buena parte de lo construido en Bogotá, con un sismo de epicentro cercano que supere la magnitud de 7,5 grados en la escala de Richter, afectaría el 89 % de las construcciones, y causaría desde fisuras hasta el colapso de la edificación; por otra parte, un estudio de la Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica revela

3

FOPAE. Escenario de daños en Bogotá por un sismo de falla frontal de Magnitud 7.0.Bogotá, Colombia. 2011. 4 PORTAFOLIO.CO. Cerca del 80% de las viviendas en Bogotá no cumplen Normas de sismo resistencia.[En línea]. Disponible en internet: . [Citado: 25 de Febrero de 2015].

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que con un terremoto de 7,6 grados sobre la escala de Richter se podría destruir entre el 10 por ciento y el 15 por ciento del valor de la ciudad. Lo anterior, hace evidente la necesidad de inspeccionar y diagnosticar las condiciones estructurales de las edificaciones en Bogotá, especialmente las residenciales, teniendo en cuenta que el Distrito ha desarrollado planes de reforzamiento estructural en instituciones educativas y en edificaciones indispensables, pero poco se ha hecho para garantizar la seguridad de la mayoría de los habitantes de Bogotá que habitan viviendas poco resistentes. 1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.2.1 Descripción del problema. Teniendo en cuenta los antecedentes negativos que se han presentado durante los últimos años no solo en la ciudad sino a nivel nacional en cuanto a sismo resistencia, y el aumento desmedido de construcciones ilegales e informales en la ciudad, es de gran importancia realizar el diagnostico de las condiciones estructurales de las edificaciones residenciales en Bogotá, con el fin de detectar el cumplimiento de los requerimientos expuestos en la NSR-10, los riesgos a los que están expuestos la mayoría de los habitantes de la ciudad, y plantear posibles soluciones que permitan salvaguardar vidas. 1.2.2 Formulación del problema. ¿Las edificaciones residenciales del barrio San Antonio en Bogotá cumplen con los requerimientos de la NSR-10? 1.3 OBJETIVOS 1.3.1 General. Caracterizar las condiciones estructurales de algunas edificaciones residenciales del barrio San Antonio en Bogotá a partir de la metodología de inspección visual rápida de edificaciones ATC-21, teniendo en cuenta los requerimientos de la Norma Colombiana de Construcción Sismo resistente NSR-10. 1.3.2 Específicos. 

Inspeccionar los elementos estructurales que conforman edificaciones residenciales del barrio San Antonio Bogotá.



Identificar fallas estructurales presentes en la estructura de las viviendas, que puedan ser potencialmente peligrosas para su desempeño ante un sismo.



Describir las deficiencias en los procesos constructivos de las edificaciones residenciales del barrio san Antonio Bogotá, como muestra

18

las

de las condiciones en las que se encuentran la mayoría de las edificaciones de la ciudad. 

Proponer recomendaciones para la corrección de las deficiencias estructurales encontradas durante la inspección.

1.4 DELIMITACIÓN 1.4.1 Espacio. La investigación se realizará dentro de los límites del barrio San Antonio de la ciudad de Bogotá, calle 3 sur entre carreras 18 y 21. 1.4.2 Tiempo. El periodo de tiempo de la investigación tendrá una duración de 3 meses comprendidos entre Febrero de 2015 y Mayo de 2015. 1.4.3 Contenido. La investigacion comprenderá las actividades indicadas a continuacion:   

   

Determinación de las edificaciones residenciales objeto de estudio. Recopilación de información: Mapas de microzonificación sísmica, planos de las edificaciones, antecedentes. Trabajo de campo: Visita a la edificación residencial Aplicación del Método ATC-21 Inspección Visual Rápida de edificaciones con potencial riesgo sísmico. Organización y procesamiento de la información recopilada. Análisis de datos procesados para la investigación. Evaluación y valoración de las condiciones estructurales de las edificaciones inspeccionadas. Conclusión general de la investigación y planteamiento de posibles soluciones a las deficiencias estructurales encontradas.

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2. MARCO REFERENCIAL 2.1 FONDO DE ATENCIÓN Y PREVENCIÓN DE DESASTRES FOPAE De acuerdo a investigaciones realizadas por el Fondo de Prevención y Atención de Emergencias FOPAE en 2011, la ciudad de Bogotá presenta un alto grado de vulnerabilidad sísmica, entendido como una baja capacidad de resistir adecuadamente un sismo de considerable energía5; de acuerdo a estos resultados, el FOPAE ha tomado diferentes acciones encaminadas a determinar y proyectar los escenarios de riesgo en la ciudad y las posibles afectaciones que sufrirían dichos escenarios ante la ocurrencia de un sismo, todo ello con el fin de enfocar estrategias para la reducción del riesgo, tales como orientación del ordenamiento territorial, orientar los planes de respuesta por terremoto etc. Con estos escenarios de daño planteados, y a través de la metodología para evaluación de sismos SEDAR, que simula la ocurrencia de un sismo de magnitud 7.0, se concluyó que los sectores más afectados corresponden a la parte oriental y sur oriental de la ciudad, principalmente las localidades de Ciudad Bolívar, San Cristóbal, Antonio Nariño, Rafael Uribe Uribe, Bosa, Usme, Santa Fe, Usaquén Chapinero, Suba y Tunjuelito. Figura 1. Número de habitantes afectados por daños fuertes y severos de sus residencias por localidad

Fuente. FOPAE. Escenario de daños en Bogotá por un sismo de falla frontal de Magnitud 7.0. Bogotá, Colombia.2011 5

FOPAE. Escenario de daños en Bogotá por un sismo de falla frontal de Magnitud 7.0. Bogotá, Colombia. 2011

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Así mismo, el estudio arrojó, que el número total de Manzanas con daños fuertes (comprometen su estabilidad estructural y requieren de inspección) es del orden de 4,500 donde residen 980,000 personas. El número total daños severos (alta probabilidad de colapso) es de 1,100 donde habitan 164,000 personas que deberían ser evacuados. En total se estiman entre 50,000 a 60,000 heridos y entre 10,000 a 12,000 muertos; como conclusión del estudio realizado, FOPAE evidencia la necesidad de realizar una inspección inicial a las viviendas, con el fin de detectar los riesgos a los que se encuentran expuestas generando planes de mitigación y prevención para cada una de las localidades estudiadas. 2.2 FUNDACIÓN SUIZA DE COOPERACIÓN PARA EL DESARROLLO TÉCNICO – SWISSCONTACT La Fundación Suiza de Cooperación para el Desarrollo Técnico, Swisscontact, ONG que apoya a países en vía de desarrollo para la atención de poblaciones vulnerables y la HILTI Foundation, desarrollaron un proyecto de formación para los trabajadores que día a día construyen las ciudades colombianas sin supervisión, considerando que el 64% de las edificaciones en las zonas urbanas de Colombia son de origen no formal, es decir, fueron construidas o gestionadas por la misma población basada en conocimientos empíricos y sin asistencia técnica. 6 El proyecto, “Construya Seguro, Saludable y Sostenible” se realizó con el fin de mejorar las condiciones de vida de la población en las principales áreas urbanas vulnerables de Colombia y reducir la vulnerabilidad de las viviendas ante los desastres naturales mediante la promoción de prácticas de construcción responsables. El proyecto se implementó a través de cuatro áreas de acción: 1. 2. 3. 4.

La identificación de buenas prácticas de construcción y el desarrollo de soluciones técnicas. La sensibilización de la población y de los grupos de interés. El desarrollo de las capacidades de la mano de obra del sector informal. La construcción de alianzas para la replicación de la intervención e Institucionalización de los resultados.

Como parte de la profundización de esta intervención, Swisscontact, en alianza con el SENA, suscribió convenios con entidades que permiten explorar nuevas estrategias para mejorar la calidad de la vivienda popular en Colombia: la ONG Build Change y la Universidad de Stuttgart, como principales aliados.

6

SWISSCONTACT. Construya Seguro, saludable y responsable. [En línea]. Disponible en internet: . [Citado: 20 de marzo de 2015].

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2.2.1 Convenio Build Change.7 A inicios de 2014, Swisscontact suscribió un convenio de colaboración con la Fundación Build Change. Fundada en 2004, la cual busca reducir los impactos personales, sociales y económicos que genera el colapso de los hogares más pobres de países en desarrollo, como resultado de eventos sísmicos. Build Change logra estos objetivos a través del diseño de viviendas sismo resistentes, así como el reforzamiento de las ya existentes. Para ello, se capacita a constructores, propietarios, ingenieros y funcionarios públicos transfiriendo las metodologías desarrolladas. 2.2.2 Convenio Universidad de Stuttgart8. La universidad de Stuttgart, Alemania, es una de las más reconocidas casas de estudio a nivel mundial en las carreras vinculadas a arquitectura, ingeniería y especialidades de construcción. Gracias a un acercamiento institucional con Swisscontact a inicios de 2013 se logró el interés de esta entidad para analizar el caso colombiano y proponer soluciones constructivas con énfasis en la utilización de materiales alternativos que resulten más amigables con el medio ambiente. Como resultado del convenio, la universidad de Stuttgart desarrolló un estudio denominado “Alternative Bauweisen fur Informelle Gebiete In KolumbienConstrucciones Alternativas para los barrios informales en Colombia”, después de la visita a diferentes ciudades del país: Bogotá, Cali, Medellín y Barranquilla. Para la ciudad de Bogotá, la universidad por medio del decano de Arquitectura Prof. Andreas Loffler, realizó el estudio detallado de las construcciones informales, en el cual indico que en los sectores estudiados se trata de copiar el método constructivo con esqueleto de concreto como estructura portante, con cerramientos a base de bloques inadecuados (“adobe sucio” o bloque N° 5, dependiendo de la localidad). Así mismo, preciso que las construcciones empíricas presentan un alto número de fallas no solo en su concepción, sino también en su elaboración y ejecución constructiva. 9 Así mismo, hizo referencia a que los grandes problemas se presentan en la topografía misma, la falta de fundamentación de las edificaciones, el carácter erosivo del suelo constructivo y en la falta de conocimientos y comprensión básica de la construcción antisísmica. “Debido a una insuficiente capacitación de los maestros de obra y a la inexistencia de reglas de la construcción esta sentenciada a fracasar de entrada cualquier intención de mejoría de las viviendas.”10

7

Ibid Ibid 9 HOCHSCHULE FUR TECHNIK STUTTGART. Informelles Bauen. Alternative Bauweisen Fur Kolumbien Analyse einer Reise. Prof. Andreas Loffler. Fakultat Architektur. 2013. 10 Ibid 8

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Figura 2. Construcciones Informales Bogotá

Fuente. HOCHSCHULE FUR TECHNIK STUTTGART. Informelles Bauen. Alternative Bauweisen Fur Kolumbien Analyse einer Reise. Prof. Andreas Loffler. Fakultat Architektur. 2013 Como conclusión del estudio realizado en Bogotá, recomendó implementar el desarrollo de diferentes tipologías de vivienda para construcciones de más de dos pisos, una urgente modificación del concepto estructural portante y una alternativa “al inadecuado, diseñado únicamente para paredes divisorias no portantes bloque N° 5, así sea este el más económico”11. En cuanto a la utilización de materiales alternativos que resulten más amigables con el medio ambiente, la universidad de Stuttgart identificó y propone continuar profundizando en el uso de la guadua y del adobe, como materiales disponibles, de uso ancestral y con posibilidades de ser rescatados para su uso más intensivo. Gracias a proyectos realizados en marruecos y con los conocimientos adquiridos de construcciones e investigaciones realizadas en india y otros países, la universidad propone estabilizar el ladrillo de adobe con un bajo porcentaje de cemento, con el objetivo de usarlo en elementos constructivos de interiores y exteriores, teniendo en cuenta que yacimientos de adobe se encuentran en casi todo el país, como la empresa Tierratec en Bogotá; en cuanto al uso de la guadua, su variabilidad, precio y fácil manejo lo hacen un material de gran interés para el uso en viviendas, propuesta implementada por el arquitecto Simón Vélez, quien desarrolló a base de tableros de Bambú un sistema constructivo modular para viviendas de interés social. De esta manera, la universidad propone desarrollar un sistema constructivo a base de ladrillos de adobe con un pegante que le otorgue características 11

Ibid

23

sismo resistentes y sea ecológico, y materiales a base de Bambú para la realización de los elementos horizontales (Losas). En este marco, se han desarrollado manuales y guías muy detalladas de los métodos y técnicas para un uso adecuado, sismo resistente y sostenible de estos materiales. 2.2.3 Convenio Sena. A principios de 2013, Swisscontact estableció una alianza con el SENA en el Valle del Cauca para trabajar en pro del mejoramiento de cinco mil viviendas, el objetivo principal se basó en Identificar, caracterizar y diagnosticar el estado de construcción de las edificaciones, así como evaluar condiciones de vulnerabilidad, y sismo resistencia; a partir del diagnóstico se desarrollaron capacitaciones en temas como sostenibilidad y condiciones de sismo resistencia. Jorge Orlando Duque, Subdirector Centro de la Construcción SENA Regional Valle indico que el objetivo de la alianza se fundamentó en que “Las personas que construyen viviendas en estrato 1, 2 y 3, conocieran cuales son las condiciones de sismo resistencia, las condiciones estructurales que permitan que las construcciones se hagan cumpliendo esas condiciones y se evite el riesgo ante cualquier movimiento telúrico.” 12 De esta manera, se evidencia como diferentes actores han identificado la problemática que se aborda en la presente tesis, teniendo en cuenta la importancia que genera para garantizar el bienestar de los colombianos.

12

WEBNOTICIASTV. El Sena y Swisscontact desarrollarán procesos de capacitación al oriente de cali. [En línea]. Disponible en internet: . Publicado el 18/09/2013. [citado: 20 de marzo de 2015].

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3. MARCO CONCEPTUAL 3.1 PRINCIPIOS BÁSICOS DE SISMO RESISTENCIA Según Ariana Astorga, del centro de investigación en gestión integral de riesgos, en documento publicado acerca de las patologías de edificaciones 13, los tres principios básicos que debe cumplir un diseño estructural para que se comporte adecuadamente ante la ocurrencia de un evento sísmico son los siguientes:   

La edificación debe ser lo más liviana posible: Mientras más masa tiene el edificio, más elevadas serán las fuerzas de inercia que originan las solicitaciones sísmicas. La edificación deber ser suficientemente rígida y suficientemente dúctil: La nueva filosofía es lograr edificaciones cada vez más rígidas, limitando el valor de las derivas de pisos. La edificación deber ser sencilla y simétrica, tanto en planta como en altura: Mientras más sencillas, simétricas y rectilíneas sean las estructuras, mayor será el grado de confiabilidad de las mismas cuando sean castigadas por algún movimiento sísmico.

Figura 3. Aspectos que no ayudan a un buen diseño

Fuente. ARIANA Astorga. Centro de Investigación en Gestión Integral de riesgos. Patología en las Edificaciones. Módulo III- Sección IV. 2009 Así mismo, la Norma Colombiana de Construcción Sismo resistente NSR-10, plantea los siguientes parámetros iniciales expuestos en el título A – Requisitos Generales14 para considerar la sismo resistencia de una edificación:

13

ARIANA Astorga. Centro de Investigación en Gestión Integral de riesgos. Patología en las Edificaciones. Módulo III- Sección IV. 2009 14 DIRECCIÓN DE PREVENCIÓN Y ATENCIÓN DE EMERGENCIAS DE BOGOTÁ D.C. Módulo 4.Conceptos basicos sobre sismo resistencia. [En línea]. Disponible en internet: .2004.[Citado: 20 de marzo de 2015].

25

3.1.1 Regularidad en planta. Cuando en una edificación continua se produce un cambio de sus dimensiones en planta, o las mismas son en forma de “L”, de “T”, de “U”, entre otras, se tienden a generar concentraciones de esfuerzos en las zonas de cambio de sección. Por este motivo, se recomienda segmentar las edificaciones y colocar juntas que permitan a los bloques moverse independientemente durante un sismo. También es importante que en caso de haber un cambio de dimensión, se haga de manera gradual y no bruscamente.15 Figura 4. Regularidad en planta

Fuente. ARIANA Astorga. Centro de Investigación en Gestión Integral de riesgos. Patología en las Edificaciones. Módulo III- Sección IV. 2009 3.1.2 Regularidad en Altura. La irregularidad vertical en una edificación, se presenta por distintos factores: cambios bruscos de masa, de dimensiones, de rigidez, a lo largo de su altura. Es recomendable concentrar los elementos más pesados de la edificación, cerca del suelo; ya que las aceleraciones de respuesta de una estructura ante un sismo, van incrementándose con la altura de la misma. 15

ARIANA Astorga. Centro de Investigación en Gestión Integral de riesgos. Patología en las Edificaciones. Módulo III- Sección IV. 2009

26

Las irregularidades verticales aumentan la susceptibilidad al volcamiento e incrementan y redistribuyen los esfuerzos sobre los distintos elementos estructurales.16 Figura 5. Irregularidad Vertical

Fuente. ARIANA Astorga. Centro de Investigación en Gestión Integral de riesgos. Patología en las Edificaciones. Módulo III- Sección IV. 2009 3.1.3 Bajo Peso. debe resistir.

Mientras más liviana la construcción menor fuerza sísmica

Figura 6. Bajo peso

Fuente. DIRECCIÓN DE PREVENCIÓN Y ATENCIÓN DE EMERGENCIAS DE BOGOTÁ D.C. Evaluación de daños y de la seguridad de edificaciones después de un sismo. Módulo 4- Principios básicos de sismo resistencia. 3.1.4 Alta Rigidez. A mayor rigidez menor movimiento y menor daño.

16

Ibid

27

Figura 7. Rigidez

Fuente. DIRECCIÓN DE PREVENCIÓN Y ATENCIÓN DE EMERGENCIAS DE BOGOTÁ D.C. Evaluación de daños y de la seguridad de edificaciones después de un sismo. Módulo 4- Principios básicos de sismo resistencia. 3.1.5 Buena Estabilidad Global. Altos volcamiento, deslizamiento y golpeteo.

factores

de

seguridad

contra:

3.1.6 Golpeteo entre edificios. Todas las estructuras deben tener un espacio suficiente con respecto a las edificaciones adyacentes, ya que en el momento de un sismo, cada una vibrará de manera distinta y esto puede conducir a que se golpeen entre ellas. El golpeteo es capaz de producir daños severos. Figura 8. Daños por golpeteo

28

Fuente. DIRECCIÓN DE PREVENCIÓN Y ATENCIÓN DE EMERGENCIAS DE BOGOTÁ D.C. Evaluación de daños y de la seguridad de edificaciones después de un sismo. Módulo 4- Principios básicos de sismo resistencia. 3.1.7 Suelo firme y buena cimentación. estructura cimentación-suelo que considere:   

Debe realizarse un diseño de

Efecto del suelo en la respuesta (amplificación) Interacción suelo-estructura Potencial de deslizamientos o licuación de suelos

Figura 9. Suelo firme- buena cimentación

Fuente. DIRECCIÓN DE PREVENCIÓN Y ATENCIÓN DE EMERGENCIAS DE BOGOTÁ D.C. Evaluación de daños y de la seguridad de edificaciones después de un sismo. Módulo 4- Principios básicos de sismo resistencia. 3.1.8 Sistema Estructural Apropiado. Un sistema estructural es un conjunto de elementos dispuestos y ensamblados de manera que pueden resistir y transmitir las cargas impuestas.. 3.1.8.1 Sistemas Estructurales aceptados en la NSR-10   

Sistema de Pórticos: Concreto Reforzado, Acero Sistema de Muros: Concreto Reforzado, Mampostería estructural, Pórticos arriostrados Sistema Mixto: Muros + pórticos no arriostrados, pórticos no arriostrados + pórticos arriostrados.

29

Figura 10. Sistemas Estructurales

Fuente. DIRECCIÓN DE PREVENCIÓN Y ATENCIÓN DE EMERGENCIAS DE BOGOTÁ D.C. Evaluación de daños y de la seguridad de edificaciones después de un sismo. Módulo 4- Principios básicos de sismo resistencia. 3.1.9 Configuración Estructural. Distribución estratégica de los elementos para resistir los efectos de las fuerzas conformando sistemas estructurales apropiados evitando las siguientes situaciones: 3.1.9.1 Asimetrías que incrementen los efectos de torsión. La torsión es una de las principales causantes de daños por los sismos en las edificaciones y se deben generalmente, al desequilibrio en la distribución de rigideces en la edificación. Figura 11. Torsión

30

Fuente. ARIANA Astorga. Centro de Investigación en Gestión Integral de riesgos. Patología en las Edificaciones. Módulo III- Sección IV. 2009. 3.1.9.2 Cambios bruscos de rigidez y resistencia. Con frecuencia se construyen las plantas bajas de los edificios con el mayor espacio posible para permitir el paso o estacionamiento de vehículos, sin colocar paredes; mientras que en los pisos superiores las paredes proporcionan confinamiento y aportan mayor rigidez. Esto hace que la planta baja posea una rigidez mucho menor a la de los pisos superiores; lo que conduce a grandes desplazamientos y concentración de daños en las columnas de ese nivel. Figura 12. Modelo de edificaciones con planta baja libre “Piso débil”

Fuente. ARIANA Astorga. Centro de Investigación en Gestión Integral de riesgos. Patología en las Edificaciones. Módulo III- Sección IV. 2009. 3.1.9.3 Columnas Cortas. Las columnas cortas se originan cuando algún elemento, comúnmente las paredes, se encuentran adosadas a las columnas, restringiéndolas hasta donde llega la altura de las paredes. Se provocan concentraciones de fuerza cortante en los extremos libres de las columnas, que tienden a fallar frágilmente por cortante.

31

Figura 13. Columnas Cortas

Fuente. ARIANA Astorga. Centro de Investigación en Gestión Integral de riesgos. Patología en las Edificaciones. Módulo III- Sección IV. 2009 3.1.9.4 Distribución irregular de masas - Desplazamiento de elementos Figura 14. Configuración Estructural

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Fuente. DIRECCIÓN DE PREVENCIÓN Y ATENCIÓN DE EMERGENCIAS DE BOGOTÁ D.C. Evaluación de daños y de la seguridad de edificaciones después de un sismo. Módulo 4- Principios básicos de sismo resistencia. 3.1.9.5 Sistemas no paralelos. Se deben evitar sistemas no paralelos. Figura 15. Sistemas no paralelos

Fuente. DIRECCIÓN DE PREVENCIÓN Y ATENCIÓN DE EMERGENCIAS DE BOGOTÁ D.C. Evaluación de daños y de la seguridad de edificaciones después de un sismo. Módulo 4- Principios básicos de sismo resistencia. 3.1.9.6 Materiales Competentes Figura 16. Materiales permitidos por la NSR-10

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Fuente. DIRECCIÓN DE PREVENCIÓN Y ATENCIÓN DE EMERGENCIAS DE BOGOTÁ D.C. Evaluación de daños y de la seguridad de edificaciones después de un sismo. Módulo 4- Principios básicos de sismo resistencia. 3.1.9.7 Buena Calidad en la construcción    

Realización de prácticas de construcción adecuadas Cumplimiento estricto de los planos de diseño Cumplimiento estricto de las especificaciones de resistencia y calidad de los materiales empleados Estricta supervisión técnica

3.1.9.8 Capacidad de Absorber y disipar energía. Una estructura es flexible cuando tiene la capacidad de moverse ante la acción de fuerzas, sin que ello implique su falla por falta de resistencia. La flexibilidad es una característica que le permite a la estructura una mejor disipación de la energía inducida por un sismo a través del suelo. Las estructuras con adecuada flexibilidad tienen un mecanismo de falla lento, en el cual se puede evitar el colapso aunque existan daños importantes, además de ser una característica muy favorable para casos de evacuación. Figura 17. Las edificaciones dúctiles soportan mayores deformaciones para la misma fuerza con la que fallan las estructuras frágiles.

Fuente. ARIANA Astorga. Centro de Investigación en Gestión Integral de riesgos. Patología en las Edificaciones. Módulo III- Sección IV. 2009

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3.1.9.9 Fijación de elementos no estructurales. Muros divisorios, fachadas, ventanería, redes, enchapes y en general todo lo que no forme parte del sistema estructural, deben ser diseñados y fijados a la estructura sin que modifiquen su comportamiento ni se dañen excesivamente. Figura 18. Aspectos que deben cuidarse en el diseño de una estructura esencial

Fuente. ARIANA Astorga. Centro de Investigación en Gestión Integral de riesgos. Patología en las Edificaciones. Módulo III- Sección IV. 2009

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Figura 19. Sistema Estructural Apropiado

Fuente. DIRECCIÓN DE PREVENCIÓN Y ATENCIÓN DE EMERGENCIAS DE BOGOTÁ D.C. Evaluación de daños y de la seguridad de edificaciones después de un sismo. Módulo 4- Principios básicos de sismo resistencia. 3.2 FALLAS EN LAS ESTRUCTURAS Andreina Arreaza en su tesis de grado “Análisis técnico de las condiciones estructurales de viviendas de interés social en la zona Metropolitana de Maracaibo Venezuela” indica las principales causas de fallas en las estructuras17: 1. La antigüedad de las construcciones cuyos materiales han perdido sus propiedades resistentes. 2. Baja calidad o falta de control de los materiales empleados 3. Baja calidad o falta de control de la mano de obra 4. Irregularidad en la forma de la estructura y/o dimensionamiento desproporcionado de las construcciones.

17

ARREAZA Arjona Andreina, Análisis Técnico de las condiciones estructurales de viviendas de Interés Social en la zona metropolitana de Maracaibo. Maracaibo, Venezuela, 2004, 107p. Tesis para optar el Título de Ingeniero Civil. Universidad Rafael Urdaneta.

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Así mismo, propone medidas correctivas para mitigar el riesgo generado por las fallas en la edificación, sirviendo así de base para desarrollar el tema de investigación planteado en este documento. 3.3 METODOLOGIAS PARA REALIZAR LA INSPECCION VISUAL DE EDIFICACIONES EXISTENTES Los diferentes métodos para la valoración de la vulnerabilidad de edificios difieren en el gasto y la precisión. El tipo de método seleccionado depende del objetivo de la valoración y de la disponibilidad de datos y tecnología. Dichos métodos, están agrupados en dos categorías generales, los de vulnerabilidad calculada y los de vulnerabilidad observada, categorizados a su vez en métodos cualitativos o subjetivos y métodos analíticos. Teniendo en cuenta que la presente tesis desarrollará la caracterización estructural de edificaciones residenciales a través de una inspección visual, se describirán más detalladamente los métodos subjetivos o cualitativos. Figura 20. Metodologías para evaluar la vulnerabilidad sísmica

Fuente. PERALTA Buritica Henry. Escenarios de Vulnerabilidad y daño sísmico de las edificaciones de Mampostería de uno y dos pisos en el barrio San Antonio, Cali, Colombia.353p. Tesis para optar el título de ingeniero civil.Universidad del Valle.

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3.3.1 Metodos Subjetivos. Los métodos subjetivos se pueden clasificar en dos grupos: los que predicen el daño y los que evalúan la capacidad. 3.3.1.1 Métodos que evalúan la capacidad sísmica. Estos métodos evalúan la capacidad sísmica relativa de una estructura. Básicamente existen dos tipos los que califican de forma empírica las diferentes características de las estructura y los que compararan la capacidad actual de la estructura con la exigida por un determinado código de construcción. 18 Figura 21. Métodos que evalúan la capacidad sísmica

Fuente. PERALTA Buritica Henry. Escenarios de Vulnerabilidad y daño sísmico de las edificaciones de Mampostería de uno y dos pisos en el barrio San Antonio, Cali, Colombia.353p. Tesis para optar el título de ingeniero civil.Universidad del Valle. .  Métodos con base en un sistema de calificación  Método AIS. La Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica – AIS (2001), plantea un método para la evaluación de la vulnerabilidad sísmica de viviendas en mampostería Reforzada, No reforzada y Confinada, que consiste en la evaluación de vulnerabilidad global de la estructura con base en seis aspectos: geométricos, constructivos, estructurales, cimentación, suelos y entorno. Según este método, para que una vivienda califique como de vulnerabilidad sísmica intermedia o alta es suficiente que presente deficiencias en cualquiera de los aspectos mencionados. Cada aspecto investigado se califica mediante unos criterios muy sencillos a partir de una inspección visual, comparándolos con patrones generales. La calificación se realiza en tres niveles, a los cuales se les asigna un color: vulnerabilidad baja =1, vulnerabilidad media =2 y vulnerabilidad alta =3.

18

PERALTA Buritica Henry. Escenarios de Vulnerabilidad y daño sísmico de las edificaciones de Mampostería de uno y dos pisos en el barrio San Antonio, Cali, Colombia.353p. Tesis para optar el título de ingeniero civil.Universidad del Valle.

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Figura 22. Formulario Vulnerabilidad – Método AIS

Fuente. GÓMEZ Araujo Iván Darío. Generación de funciones de vulnerabilidad para edificaciones de mampostería no reforzada de baja altura utilizando técnicas de simulación. Bucaramanga, Colombia, 2006.Tesis para optar el título de ingeniero Civil. Universidad Industrial de Santander.

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 Métodos con base en códigos de construcción  Método NSR-10. La Norma de Diseño y Construcción Sismo-Resistente

Colombiana NSR – 10, establece en el "Titulo A - requisitos generales de diseño y construcción sismo resistente", del Capítulo A.10, los criterios para la evaluación de la vulnerabilidad sísmica de edificaciones construidas antes de su vigencia. Este procedimiento tiene como finalidad comprobar si el comportamiento estructural de la edificación en su estado actual, sometida a solicitaciones sísmicas, satisface los requerimientos mínimos establecidos en la norma.  Procedimiento básico. El procedimiento consiste en la identificación de una serie de parámetros como el sistema estructural con que fue construida originalmente, el tipo de cimentación y las propiedades de los materiales utilizados, entre otros. Con toda la información obtenida de planos, si los hay, o de los levantamientos y exploraciones realizadas, se construye el modelo estructural de la edificación y se analiza matemáticamente su comportamiento dinámico, obteniendo como resultado las demandas de resistencia sísmica para los esfuerzos a que está sometida. Los resultados se comparan con los valores establecidos en la NSR-10, determinando las zonas o puntos más vulnerables de la edificación que pueden representar riesgo y que necesitan ser reforzados. A continuación se resumen los pasos necesarios para la evaluación de la vulnerabilidad sísmica de edificaciones existentes prescritos en la NSR-10:

1. Recolección de información de la edificación (memorias, planos, etc.). 2. Inspección visual de la edificación y recolección de información. 3. Levantamiento de planos de la edificación, si no existen. 4. Identificación del sistema estructural. 5. Exploración y estudios de suelos. 6. Dimensiones de elementos estructurales y localización de refuerzos 7. Verificación de resistencia del hormigón. 8. Elaboración de un modelo estructural actual, el cual se analiza para las fuerzas sísmicas que el sismo de diseño imponga, en combinación con las fuerzas de gravedad, mayoradas de acuerdo con las combinaciones de carga. 9. Análisis matricial tridimensional (análisis elástico lineal). 10. Cálculo de demandas obtenidas y capacidades actuales calculadas en los elementos. 11. Determinación de los índices de sobre esfuerzo en los elementos y de las estructuras, para determinar puntos o zonas vulnerables. 12. Determinación de índices de flexibilidad de pisos y estructuras.

40

Finalmente, la vulnerabilidad se define como los inversos de los índices de sobre esfuerzos y flexibilidad. Los resultados obtenidos se comparan con lo que la norma exige para una edificación nueva.  Métodos del ATC19. La metodología ATC-13 propone una evaluación con base en el factor de capacidad sísmica (R), que es igual a la capacidad lateral existente en un edificio dividida entre la correspondiente capacidad requerida para una nueva construcción. Dependiendo del R, el edificio es catalogado como adecuado o inadecuado. La metodología ATC-14 clasifica la edificación analizada dentro de una de las 15 tipologías estructurales establecidas en el método y evalúa el riesgo sísmico potencial de cualquier tipo de estructura. Hace énfasis en la determinación de los "puntos débiles del edificio" con base en la observación de daños en edificios similares ocurridos en eventos sísmicos anteriores. Cada tipo estructural presenta una descripción de sus características particulares y de su comportamiento sísmico observado en pasados terremotos, para estructuras similares. Luego, mediante una serie de preguntas de falso o verdadero referentes a los elementos estructurales y no estructurales se determinan las posibles fallas que esta puede presentar en el momento de un sismo. Si después de la evaluación no se detectan fallas, se considera que el edificio tiene un nivel aceptable para salvar la vida de sus ocupantes; en caso contrario, se deben evaluar para los elementos estructurales y no estructurales una serie de factores de capacidad/demanda (C/D) y compararlos con unos niveles mínimos establecidos empíricamente. El método identifica, inicialmente, los edificios que significan un riesgo para la vida humana durante un movimiento sísmico, en términos de posibilidad de colapso total del edificio; posibilidad de colapso parcial de elementos del edificio; elementos del edificio susceptibles a caerse o a fallar; obstaculización de salidas del edificio, impidiendo la evacuación o el rescate. El método evalúa los esfuerzos cortantes actuantes, los desplazamientos relativos en el entrepiso y ciertas características del edificio.  Procedimiento básico: 1. Recolección de datos. 2. Inspección detallada in-situ. Para tener una descripción de la estructura el método utiliza una "lista de chequeo" en la cual se responde verdadero o falso. Si todas las respuestas son verdaderas, la estructura no tiene problemas de

19

PERALTA Buritica Henry. Escenarios de Vulnerabilidad y daño sísmico de las edificaciones de Mampostería de uno y dos pisos en el barrio San Antonio, Cali, Colombia.353p. Tesis para optar el título de ingeniero civil.Universidad del Valle.

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comportamiento. Si alguna de la respuesta es falsa se hace necesario investigar el elemento que presenta problemas. 3. Descripción del modelo estructural del edificio. 4. Cálculo aproximado de los esfuerzos de corte y de los desplazamientos relativos para estructuras de hormigón armado. Esfuerzo axial y desplazamientos en elementos de acero. Verificación de esfuerzos de corte en muros estructurales. 5. Comparación de la relación Capacidad /demanda (C/D) con los valores especificados en la norma ATC. 6. Estimación de la deriva. Se realiza una revisión de los detalles especiales con base en las respuestas dadas en la "lista de chequeo". El método ATC-21, que será empleado en el desarrollo de la tesis, se explicará con más detalle en la descripción de la metodología empleada para la inspección.

 Métodos FEMA20. Los métodos FEMA son procedimientos desarrollados por el "building seismic safety council" de los EEUU. Plantean, para la evaluación de la vulnerabilidad sísmica de edificaciones existentes, una serie de interrogantes que sirven para determinar las zonas o puntos vulnerables de una edificación. Para el análisis se utilizan procedimientos simples, calificando mediante variables lógicas, como falso o verdadero, aspectos estructurales, pórticos, diafragmas, conexiones y amenazas geológicas, entre otras, comparando los requisitos con los que se diseñó y construyó la edificación con los requerimientos de diseño sísmico actuales. Estos también están diseñados para identificar de una forma más detallada los elementos estructurales, como vigas y columnas, que presenten deficiencias en cuanto a su capacidad o resistencia sísmica, definiendo diferentes procedimientos y criterios de diseño para alcanzar niveles de desempeño sísmico, entre los que se encuentran el nivel operacional, el nivel de protección de la vida, el nivel de prevención de colapso, el nivel de ocupación inmediata. La escogencia de un determinado nivel depende del desempeño o comportamiento esperado de la edificación, durante y después de un movimiento telúrico, de cuánto daño es permitido, al igual que pérdidas económicas y traumatismo o interrupción de las actividades cotidianas de los ocupantes de la edificación. Además, este método plantea una metodología para desarrollar los procedimientos de rehabilitación o refuerzo.

20

PERALTA Buritica Henry. Escenarios de Vulnerabilidad y daño sísmico de las edificaciones de Mampostería de uno y dos pisos en el barrio San Antonio, Cali, Colombia.353p. Tesis para optar el título de ingeniero civil.Universidad del Valle.

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4. ÁREA DE ESTUDIO 4.1 ANTECEDENTES Según la referencia y las historias recogidas por antiguos habitantes, se reconoce el sector del barrio San Antonio como uno de los más antiguos asentamientos de la localidad Antonio Nariño seguido por el Restrepo, Santander y La Fragua. El barrio San Antonio es uno de los más antiguos y fue un centro de referencia del sur de la capital en los años treinta, al igual que San Cristóbal y se desarrolló en torno a la comunidad de los padres terciarios franciscanos, quienes manejaban un asilo en lo que hoy son las instalaciones del colegio Interparroquial del Sur.21 4.2 ANTONIO NARIÑO Es la localidad número 15 de Bogotá, debe su nombre al precursor de la Independencia y traductor de los Derechos del Hombre quien vivió gran parte de su vida en una hacienda localizada en esta zona. Está ubicada en la parte suroriental de la ciudad, limita por el nororiente con las localidades de Santa fe y Los Mártires, por el noroccidente con la localidad de Puente Aranda y por el suroccidente con las localidades de Tunjuelito y Rafael Uribe Uribe, por el suroriente con la localidad de San Cristóbal. Según el último censo, año 2005, la localidad cuenta con aproximadamente 115.148 habitantes. La extensión del territorio es de aproximadamente 1.587 Km2 (493.74 hectáreas). 4.2.1 Caracterización geográfica. La localidad de Antonio Nariño ocupa un terreno plano con ligero desnivel de oriente a occidente, y parte de su territorio actual se encuentra sobre áreas que constituyeron humedales. La altura sobre el nivel del mar es de 2.600 m, con algunas variaciones, siendo más bajo hacia la zona occidental, y presenta una temperatura promedio aproximada de 14º C.22

21

ALCALDIA MAYOR DE BOGOTÁ. Localidad Antonio Nariño. [En línea]. Disponible en internet: . [Citado: 20 de marzo de 2015]. 22 AMBIENTE ANTONIO NARIÑO. Diagnóstico de la localidad Antonio Nariño. [En línea]. Disponible en Internet: . [Citado: 21 de marzo de 2015].

43

Figura 23. Ubicación geográfica localidad Antonio Nariño

Fuente. AMBIENTE ANTONIO NARIÑO. Diagnóstico de la localidad Antonio Nariño. [En línea]. Disponible en Internet: . [Citado: 21 de marzo de 2015]. 44

4.2.2 División territorial. Según la Secretaría Distrital de Salud, la localidad de Antonio Nariño cuenta con cuatro sectores ampliamente reconocidos: el área hospitalaria de la Hortúa, ubicada entre las calles primera y segunda sur, entre las carreras décima y la Avenida Caracas; el área del Cementerio del Sur, en los límites del barrio Eduardo Frey, el área de las Fosas Comunes, en el límite sur de los barrios San Jorge Central y Eduardo Frey; el área del hospital Santa Clara y Sena de la construcción, en el barrio San Antonio. 23 4.2.3 Microzonificación Sísmica Figura 24. Mapa de Microzonificación Sísmica de Bogotá

Fuente. MICROZONIFICACIÓN sísmica Bogotá. [En línea]. Disponible en Internet: . [Citado: 21 de marzo de 2015]. Según el mapa de microzonificación sísmica para Bogotá, la localidad Antonio Nariño se encuentra en la Zona 5, Terrazas y Conos, la cual, se presenta predominantemente en la zona sur de la ciudad y está conformada por suelos arcillosos secos y preconsolidados de gran espesor, arenas o limos o combinaciones de ellos, pero con capacidad portante mayor que los depósitos de las zonas Lacustres A y B. También se presentan sectores donde predominan las arenas limpias, finas y superficiales, combinadas con la posibilidad de niveles

23

ibid

45

freáticos altos, lo cual redunda en una alta susceptibilidad a la licuación ante la ocurrencia de un sismo intenso. 24

Tabla 1. Descripción de las zonas geotécnicas Fuente. DECRETO 523 de 210, artículo 2. Continuación del Decreto “Por el cual se adopta la microzonificación sísmica de Bogotá D.C”. [En línea]. Disponible en Internet: . [Citado: 26 de marzo de 2015]. P.6

24

DECRETO 193 de 2006. Por el cual se complementa y modifica el Código de Construcción de Bogotá D. C., se adoptan los espectros de diseño y las determinantes del estudio de Microzonificación Sísmica. [En línea]. Disponible en Internet: . [Citado: 26 de marzo de 2015].

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Tabla 2. Descripción de las zonas de respuesta sísmica

Fuente. DECRETO 523 de 210, artículo 2. Continuación del Decreto “Por el cual se adopta la microzonificación sísmica de Bogotá D.C”. [En línea]. Disponible en Internet: . [Citado: 26 de marzo de 2015]. P.7 4.2.4 Riesgo Sísmico. Según estudios realizados por la universidad de los Andes, en la determinación de un modelo probabilístico para estimar el riesgo sísmico de Bogotá; se llegó a la conclusión que el riesgo sísmico es alto, pero los resultados de riesgo comparativo para sus localidades son muy distintos dependiendo de sus diferencias sociales, económicas y de resiliencia25. La aplicación del modelo para la ciudad, permitió determinar que la localidad Antonio Nariño presenta un índice de riesgo físico RF= 0.41, ocupando el sexto lugar de las 19 localidades estudiadas.

25

CARREÑO T. Martha Liliana. Evaluación del riesgo sísmico urbano: Un Enfoque Holístico. En: Revista internacional de Ingeniería de Estructuras. Vol., 11, N°1, 2006.

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Tabla 3. Índice de riesgo físico para las localidades de Bogotá en orden descendente

Fuente. CARREÑO T. Martha Liliana. Evaluación del riesgo sísmico urbano: Un Enfoque Holístico. En: Revista internacional de Ingeniería de Estructuras. Vol., 11, N°1, 2006. Así mismo, el índice de riesgo total para la localidad, considerado como la suma del riesgo físico más el coeficiente de agravamiento determinado por la fragilidad socioeconómica y la falta de resiliencia que agravan el riesgo físico, es igual a RT= 0.62, ocupando el séptimo lugar de las 19 localidades estudiadas.

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Tabla 4. Índice de riesgo total para las localidades de Bogotá en orden descendente

Fuente. CARREÑO T. Martha Liliana. Evaluación del riesgo sísmico urbano: Un Enfoque Holístico. En: Revista internacional de Ingeniería de Estructuras. Vol., 11, N°1, 2006. 4.3 UBICACIÓN ZONA DE ESTUDIO La inspección y diagnóstico de las condiciones estructurales de edificaciones residenciales en el barrio san Antonio, se llevó a cabo en la calle 3S entre carreras 18 y 21, considerando que son vías principales que comunican a los lugares reconocidos del barrio, hospital santa clara y Sena de la Construcción; y en las cuales, las viviendas pueden verse afectadas por el tráfico vehicular.

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Figura 25. Vista de calles seleccionadas para la investigación

Fuente. Google Earth Figura 26. Calle 3S entre carreras 18 y 21

Fuente. Google Earth

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5. METODOLOGÍA 5.1 INFORMACIÓN DE LAS EDIFICACIONES En este aspecto, se consideran los antecedentes del barrio San Antonio, ya que la información específica de cada edificación no la poseen los propietarios con exactitud; de esta manera, por ser uno de los barrios más antiguos de la localidad, se infiere que las edificaciones fueron construidas antes de la vigencia del Decreto 1400 de 1984, por tal motivo debe actualizarse de acuerdo con los requerimientos del Reglamento Colombiano de Construcciones Sismo resistente NSR-10. 5.2 METODOLOGIA DE INSPECCION 5.2.1 Método ATC-21 Inspección Visual Rápida de Edificaciones con potencial riesgo sísmico RSP. Considerando que en Colombia la información disponible para realizar la evaluación de edificaciones existentes es limitada, y que el reglamento colombiano de construcción sismo resistente NSR-10 da la posibilidad de realizar estudios de evaluación sísmica empleando metodologías alternas como: Seismic Evaluation of existing buildings de la american society of Civil Engineers – ASCE/SEI 31-03 y NEHRP “ Handbook for Seismic Evaluation of Existing” FEMA 15426, se adapta el método ATC-21 “Rapid Visual Screening of Buildings for Potencial Seismic Hazards27”, propuesto por la “Nacional Earthquake Hazards Reduction Program (NEHRP)” y avalado por “Federal Emergency Management Agency (FEMA)”, el cual consiste en la inspección de una edificación desde el exterior para determinar rápidamente si el edificio es adecuado para soportar las fuerzas sísmicas que puedan presentarse eventualmente y evaluar si hay dudas razonables en cuanto al comportamiento sísmico del mismo; este método emplea una ficha standard (Anexo A),desarrollada para tres niveles de sismicidad (Alto, Moderado, Bajo) según los mapas NEHRP (National Earthquake Hazards Reduction Programs)28; su principal propósito es identificar: -

Edificaciones antiguas diseñadas y construidas antes de la adopción de diseños sísmicos adecuados y de requerimientos detallados. Edificaciones sobre suelos pobres o blandos Edificaciones que tienen características de comportamiento que influyen negativamente en su respuesta sísmica.

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LÓPEZ Palomino Paulo Marcelo. Propuesta de adaptación del documento ASCE/SEI 31-03 Evaluación Sísmica de Edificaciones Existentes. Bogotá, Colombia.,2014. Tesis de Maestría. Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito. 27 APLIED TECNOLOGY COUNCIL (ATC -21): Rapid Visual Screening of Buildings for Potencial Seismic Hazards: A Hanbook / FEMA / 1998 28 LÓPEZ Willy Gallo, M. Inspecciones técnicas de seguridad estructural en edificaciones de concreto armado. Piura, Perú., 2006 Tesis para optar el Título de Ingeniero Civil. Universidad de Piura.

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El procedimiento presentado en la ATC-21 se considera como la fase preliminar de un procedimiento multifases para la identificación de edificios potencialmente peligrosos; los edificios identificados con este procedimiento, deben ser analizados con más detalle por un diseñador sísmico experimentado.29 La universidad de Piura-Perú, en tesis formulada por Willy Manfredo, especifica el procedimiento empleado para la aplicación de esta metodología30: 1. Identificación de la categoría estructural básica y su uso Consiste en identificar la categoría estructural básica más apropiada de la edificación y su uso a través de la tabla N° 5, la cual especifica los diferentes tipos estructurales y sus posibilidades de uso definido por este método. Tabla 5. Categorías Estructurales y cargas de ocupación según uso

Fuente. LÓPEZ Willy Gallo, M. Inspecciones técnicas de seguridad estructural en edificaciones de concreto armado. Piura, Perú., 2006 Tesis para optar el Título de Ingeniero Civil. Universidad de Piura.

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GÓMEZ Araujo Iván Darío. Generación de funciones de vulnerabilidad para edificaciones de mampostería no reforzada de baja altura utilizando técnicas de simulación. Bucaramanga, Colombia, 2006.Tesis para optar el título de ingeniero Civil. Universidad Industrial de Santander. 30 LÓPEZ Willy Gallo, M. Inspecciones técnicas de seguridad estructural en edificaciones de concreto armado. Piura, Perú., 2006 Tesis para optar el Título de Ingeniero Civil. Universidad de Piura.

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Tabla 5. (Continuación)

Fuente. LÓPEZ Willy Gallo, M. Inspecciones técnicas de seguridad estructural en edificaciones de concreto armado. Piura, Perú., 2006 Tesis para optar el Título de Ingeniero Civil. Universidad de Piura. Para cada categoría estructural existen puntajes básicos de riesgo estructural los cuales dependen de su comportamiento sísmico y están ligados directamente a la susceptibilidad de ser dañadas. Los puntajes de peligro estructural básico tienen un rango que va desde 1 a 8.5 según sea el tipo estructural en el área del “Mapa de NEHRP”, los valores han sido determinados de tal manera que un edificio de buen comportamiento tiene un valor alto y un edificio de débil comportamiento tiene un valor inferior. Tabla 6. Puntajes básicos de riesgo estructural según niveles de sismicidad

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Fuente. LÓPEZ Willy Gallo, M. Inspecciones técnicas de seguridad estructural en edificaciones de concreto armado. Piura, Perú., 2006 Tesis para optar el Título de Ingeniero Civil. Universidad de Piura. 2. Identificación de los modificadores del comportamiento sísmico Identificar sobre la base de una inspección visual, los factores significativos que modificarían el comportamiento sísmico de la edificación “Valores PMF”, como irregularidades en el sistema estructural, deterioro de los materiales constitutivos, condiciones adversas de suelos etc., que afectarían negativamente el comportamiento sísmico.  Edificación de gran altura Las edificaciones evaluadas deberán ser ubicadas dentro de un sistema estructural, el cual se clasifica según los materiales usados y el sistema de estructuración sismo resistente predominante en cada dirección.

 Fallas observables Describir las fallas observables, teniendo en cuenta el impacto que tendrían en el comportamiento sísmico de las edificaciones, así como las patologías y sintomatologías de cada grieta o fisura encontrada.  Irregularidad vertical Este modificador es aplicable a todos los tipos de estructuras. Si la edificación es irregular en su configuración vertical según pautas establecidas por la NSR-10, si las paredes no son perpendiculares al suelo de cimentación, si existe desalineamiento de elementos verticales, tanto por un cambio de orientación, como por un desplazamiento de magnitud mayor que la dimensión del elemento.  Piso blando o dúctil Esta referido a las discontinuidades abruptas o variaciones en rigidez de un piso con respecto a otro, dentro de una misma edificación. El efecto de piso blando es difícil de verificar sin conocimiento de cómo los edificios fueron diseñados y como las fuerzas laterales son transferidas de piso a piso hacia la fundación.  Se recomienda tener especial cuidado en la verificación de grandes áreas de piso o diafragma, por efecto de discontinuidades de muros de rellenos o muros de corte dentro de cada piso, analizando cada dirección, ya que puede tener el efecto de piso blando en una dirección y en la perpendicular ser sólido. Si existe evidencia de estas deficiencias se debe considerar este modificador.

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 Torsión Este modificador se aplica en la situación donde la torsión significativa podría ocurrir debido a mayores excentricidades en el sistema de fuerzas resistentes laterales, por ejemplo rigidez excéntrica en planta y falta de simetría de la edificación.  Planta irregular Este modificador se aplica todo tipo estructural y es un problema típico de las formas irregulares de planta o cuando una de sus longitudes es demasiado grande respecto a la otra y más aún cuando la densidad de muros es mucho menor en la dirección más corta.  Posibilidad de golpeo Este modificador se aplica cuando hay una pequeña, o no existe distancia de separación entre edificaciones adyacentes, creando la posibilidad de impacto entre ellos debido a sus deflexiones durante el sismo. Si los pisos de los edificios son de diferente elevación, es particularmente peligroso que uno de los pisos golpee la columna del otro y haga colapsar parcial o totalmente la edificación. La posibilidad de golpeo es un problema solo cuando la junta de dilatación o separación entre ambos edificios es insuficiente.  Estructuras de gran peso Las estructuras de gran peso que no están conectados al sistema estructural, pueden caer de las edificaciones durante la acción sísmica generando peligro para la vida, por lo que este modificador se aplicará cuando exista estructura como paneles, tabiques, avisos publicitarios, etc., que no estén debidamente conectados o cimentados sobre la estructura resistente.  Columnas cortas El efecto de columnas cortas es un efecto relacionado con las edificaciones de concreto armado, y básicamente se produce cuando las columnas estas diseñadas para soportar ciertas cargas laterales y constructivamente se le adicionan cargas laterales muy superiores, debido a que físicamente en el rango medio de altura de columna se conectan muros o placas que no estaban consideradas en el diseño, esto genera que durante la acción sísmica las columnas colapsen y puedan generar el colapso de la estructura dependiendo de la ubicación e importancia dentro de la edificación. Este modificador es exclusivamente aplicado a edificaciones tipo C1, C2, C3, URM y RM.

55

 Perfil del suelo Este modificador es muy importante y es aplicable a todo tipo estructura. El tipo de suelo tiene mucha influencia en la amplitud y duración de los esfuerzos de corte y por consiguiente de los daños estructurales que pueda causar en una edificación. Para el propósito del método RSP, se categoriza el suelo en tres tipos que se describen en la tabla N° 7; debido a que por medio de una inspección visual no es posible determinar el tipo de suelo, la metodología plantea documentarse previamente de información que permita tener mayores elementos de juicio en la identificación del mismo. Tabla 7. Perfil del suelo

Fuente. LÓPEZ Willy Gallo, M. Inspecciones técnicas de seguridad estructural en edificaciones de concreto armado. Piura, Perú., 2006 Tesis para optar el Título de Ingeniero Civil. Universidad de Piura. El método propuesto, determina que luego de haber llenado el formato standard (Anexo A), se debe determinar por último, el calificador estructural “S”. 3. Determinación del valor del Calificador Estructural “S” Después de haber identificado la categoría estructural básica, su uso y los modificadores del comportamiento sísmico, se procede a substraer estos valores “PMF” del puntaje de peligro estructural básico dentro del formato standard, para obtener el calificador estructural “S”. El calificador estructural es una medida del grado de vulnerabilidad sísmica de la edificación, si es alto, la edificación tiene un buen comportamiento sísmico, si es bajo, el comportamiento sísmico de la edificación no es bueno y debería efectuarse un análisis más detallado por un profesional experimentado en ingeniería estructural. Generalmente si el calificador estructural es menor a 2 “S < 2”, esta edificación no tiene un adecuado comportamiento sísmico y debería ser evaluada rigurosamente.

56

Figura 27. Secuencia de implementación metodología RSP

Fuente. Rapid FEMA .Visual Screening of Buildings for Potential Seismic Hazards. A Handbook FEMA 154, Edition 2 / March 2002.

57

6.

ADAPTACION DEL METODO ATC-21 INSPECCION VISUAL RAPIDA DE EDIFICACIONES CON POTENCIAL RIESGO SISMICO

6.1 EDIFICACION N° 1 Figura 28. Edificación N°1

Fuente. Autores 1. Identificación de la categoría estructural básica y su uso Considerando que la edificación es de uso residencial, se determina una carga ocupacional de 100- 300 m2 por persona; así mismo, se establece que el sistema estructural corresponde a mampostería no reforzada URM, a pesar de que cuenta con algunas columnas y vigas, se considera que no es estructural, pues se presenta discontinuidad en los mismos en la totalidad de la edificación. Así mismo, se observa el uso de diferentes materiales como bloque de perforación horizontal y ladrillo macizo, que generan riesgo en el desempeño de la edificación ante un sismo. 2. Identificación de los modificadores del comportamiento sísmico  Edificación de gran altura

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Tabla 8. Sistema Estructural para muros de carga

Fuente. NSR-10 Titulo A De acuerdo a la NSR-10, para el sistema de resistencia sísmica de la edificación en zona de amenaza sísmica intermedia no se permite altura, ya que el sistema tiene capacidad de disipación mínima de energía en el rango inelástico (DMI); por lo tanto, en este aspecto la edificación no cumple con los requerimientos de la misma.  Fallas observables La edificación presenta deterioro y envejecimiento de los materiales constitutivos, se observa presencia de fisuras al interior de la edificación. Figura 29. Fisuras en muros

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Fuente. Autores  Irregularidad vertical La edificación presenta irregularidad vertical, se presenta discontinuidad en columnas y vigas en la estructura en general; así mismo, se observan cambios de masa en los elementos estructurales, así como excesivo peso en la parte alta. Figura 30. Discontinuidades en la estructura

Fuente. Autores  Planta irregular No se presenta irregularidad en planta.  Posibilidad de golpeo La edificación puede sufrir efectos de golpeteo en caso de un sismo, debido a que no cuenta con juntas sísmicas entre edificaciones residenciales adyacentes, incumpliendo con los requisitos de la NSR-10: D.4.9 “Las juntas de construcción entre edificaciones estructuralmente independientes deben realizarse permitiendo los desplazamientos laterales sin interferencias por golpeteo entre las mismas. Las juntas de construcción deben estar libres de escombros y demás materiales que limiten la libertad a los desplazamientos horizontales. El acabado de las fachadas se debe suspender en las juntas de construcción utilizando elementos flexibles para prevenir la humedad”31. 31

Normas Colombianas de Construcción Sismo resistente NSR-10, Título D, numeral D.4.9 Juntas de Construcción. 60

 Estructuras de gran peso Se presentan muros de fachada y estructura para tanque de agua sin la adecuada conexión a la estructura.  Perfil del suelo Teniendo en cuenta los antecedentes del barrio San Antonio, se determina que el perfil de suelo para la edificación corresponde a SL3 & 1-7 Pisos: Arcilla medianamente dura a blanda con profundidad igual a 9m. 6.2 EDIFICACION N° 2 Figura 31. Edificación N° 2

Fuente. Autores 1. Identificación de la categoría estructural básica y su uso Considerando que la edificación es de uso residencial, se determina una carga ocupacional de 100- 300 m2 por persona; así mismo, se establece que el sistema estructural corresponde a mampostería no reforzada URM, no se evidencia la presencia de columnas y vigas que refuercen el sistema estructural de la edificación, así mismo no se evidencia el empleo de cintas de amarre en antepechos de ventanas y en remates de culatas tal como lo estipula la NSR-10 título D.

61

Figura 32. Estado de la estructura edificación N° 2

Fuente. Autores 2. Identificación de los modificadores del comportamiento sísmico  Edificación de gran altura De acuerdo a la NSR-10, para el sistema de resistencia sísmica de la edificación en zona de amenaza sísmica intermedia no se permite altura, ya que el sistema tiene capacidad de disipación mínima de energía en el rango inelástico (DMI); por lo tanto, en este aspecto la edificación no cumple con los requerimientos de la misma. Figura 33. Fachada posterior edificación N° 2

Fuente. Autores 62

Así mismo, se observa el uso de diferentes materiales que constituyen el sistema como bloque de perforación horizontal, ladrillo prensado y macizo, que al igual que la edificación N° 1 generan riesgo en el desempeño de la edificación ante un sismo.  Fallas observables Se observa presencia de fisuras al interior de la edificación. Figura 34. Fisuras en muros

Fuente. Autores  Irregularidad vertical Se presenta irregularidad vertical en la edificación, originada por diferencias en la rigidez de los pisos.  Planta irregular La edificación presenta planta irregular en forma de U.  Torsión Debido a la falta de simetría de la edificación, se pueden originar efectos de torsión en la misma.  Posibilidad de golpeo Al igual que la edificación N° 1, La edificación puede sufrir efectos de golpeteo en caso de un sismo, debido a que no cuenta con juntas sísmicas entre edificaciones residenciales adyacentes, incumpliendo con los requisitos de la NSR-10: D.4.9.

63

Figura 35. Posibilidad de golpeo

Fuente. Autores  Estructuras de gran peso La edificación presenta ventanas a gran altura que representan peligro ante la ocurrencia de un sismo.  Perfil del suelo Teniendo en cuenta los antecedentes del barrio San Antonio, se determina que el perfil de suelo para la edificación corresponde a SL3 & 1-7 Pisos: Arcilla medianamente dura a blanda con profundidad igual a 9m. 6.3 EDIFICACION N° 3

64

Figura 36. Edificación N° 3

Fuente. Autores 1. Identificación de la categoría estructural básica y su uso Considerando que la edificación es de uso residencial, se determina una carga ocupacional de 100- 300 m2 por persona; así mismo, se establece que el sistema estructural corresponde a mampostería no reforzada URM, no se evidencia la presencia de columnas y vigas que refuercen el sistema estructural de la edificación; así mismo, se observa el uso de diferentes materiales como bloque de perforación horizontal y ladrillo macizo, que generan riesgo en el desempeño de la edificación ante un sismo.

65

Figura 37. Sistema estructural Edificación N° 3

Fuente. Autores 2. Identificación de los modificadores del comportamiento sísmico  Edificación de gran altura De acuerdo a la NSR-10, para el sistema de resistencia sísmica de la edificación en zona de amenaza sísmica intermedia no se permite altura, ya que el sistema tiene capacidad de disipación mínima de energía en el rango inelástico (DMI); por lo tanto, en este aspecto la edificación no cumple con los requerimientos de la misma.  Fallas observables Se observa presencia de fisuras al interior de la edificación.

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Figura 38. Fisuras en muros

Fuente. Autores  Irregularidad vertical Se presenta irregularidad vertical en la edificación, originada por diferencias en la rigidez de los pisos; así mismo, la edificación presenta desplazamiento de elementos y voladizos pronunciados que evidencian las deficiencias en la configuración estructural de la misma. Figura 39. Irregularidad Vertical

Fuente. Autores  Planta irregular

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La edificación presenta planta irregular.  Torsión Debido a la falta de simetría de la edificación, se pueden originar efectos de torsión en la misma.  Posibilidad de golpeo La edificación puede sufrir efectos de golpeteo en caso de un sismo, debido a que no cuenta con juntas sísmicas entre edificaciones residenciales adyacentes, incumpliendo con los requisitos de la NSR-10: D.4.9; así mismo, los pisos de las edificaciones son de diferente elevación, siendo peligroso que uno de los pisos golpee y haga colapsar parcial o totalmente la misma. Figura 40. Proximidad de edificios adyacentes

Fuente. Autores  Perfil del suelo Teniendo en cuenta los antecedentes del barrio San Antonio, se determina que el perfil de suelo para la edificación corresponde a SL3 & 1-7 Pisos: Arcilla medianamente dura a blanda con profundidad igual a 9m.

68

6.4 EDIFICACION N° 4 Figura 41. Edificación N° 4

Fuente. Autores 1. Identificación de la categoría estructural básica y su uso Considerando que la edificación es de uso residencial, se determina una carga ocupacional de 100- 300 m2 por persona; así mismo, se establece que el sistema estructural corresponde a mampostería no reforzada URM, se observan columnas y vigas, pero estas presentan discontinuidad y en la mayoría de estos elementos no hay amarre entre ellos ni confinamiento de muros, así mismo no se evidencia el empleo de cintas de amarre en antepechos de ventanas y en remates de culatas tal como lo estipula la NSR-10 título D.

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Figura 42. Fallas estructurales

Fuente. Autores 2. Identificación de los modificadores del comportamiento sísmico  Edificación de gran altura De acuerdo a la NSR-10, para el sistema de resistencia sísmica de la edificación en zona de amenaza sísmica intermedia no se permite altura, ya que el sistema tiene capacidad de disipación mínima de energía en el rango inelástico (DMI); por lo tanto, en este aspecto la edificación no cumple con los requerimientos de la misma.  Fallas observables La edificación presenta deterioro y envejecimiento de los materiales constitutivos, se observa presencia de fisuras al interior de la edificación.

70

Figura 43. Fisuras en muros

Fuente. Autores  Irregularidad vertical Se presenta irregularidad vertical en la edificación, originada por diferencias en la rigidez de los pisos.  Planta irregular La edificación presenta planta irregular por asimetría en su forma.  Torsión Debido a la falta de simetría de la edificación, se pueden originar efectos de torsión en la misma.  Posibilidad de golpeo Al igual que las otras edificaciones, esta puede sufrir efectos de golpeteo en caso de un sismo, debido a que no cuenta con juntas sísmicas entre edificaciones residenciales adyacentes, incumpliendo con los requisitos de la NSR-10: D.4.9.

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Figura 44. Edificaciones sin junta sísmica

Fuente. Autores  Estructuras de gran peso La edificación presenta machones a gran altura que no están unidos a la estructura teniendo en cuenta que la edificación no cuenta con elementos estructurales, por lo tanto, representan peligro ante la ocurrencia de un sismo. Figura 45. Elementos no estructurales

Fuente. Autores  Perfil del suelo Teniendo en cuenta los antecedentes del barrio San Antonio, se determina que el perfil de suelo para la edificación corresponde a SL3 & 1-7 Pisos: Arcilla medianamente dura a blanda con profundidad igual a 9m.

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6.5 EDIFICACION N° 5 Figura 46. Edificación N° 5

Fuente. Autores 1. Identificación de la categoría estructural básica y su uso Considerando que la edificación es de uso residencial, se determina una carga ocupacional de 100- 300 m2 por persona; así mismo, se establece que el sistema estructural corresponde a mampostería no reforzada URM, no se evidencia la presencia de columnas y vigas que refuercen el sistema estructural de la edificación, de igual forma no se evidencia el empleo de cintas de amarre en antepechos de ventanas tal como lo estipula la NSR-10 título D.

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Figura 47. Estado de la estructura edificación N° 5

Fuente. Autores 2. Identificación de los modificadores del comportamiento sísmico  Edificación de gran altura De acuerdo a la NSR-10, para el sistema de resistencia sísmica de la edificación en zona de amenaza sísmica intermedia no se permite altura, ya que el sistema tiene capacidad de disipación mínima de energía en el rango inelástico (DMI); por lo tanto, en este aspecto la edificación no cumple con los requerimientos de la misma.  Fallas observables Se observa presencia de fisuras al interior de la edificación. Figura 48. Fisuras en muros

Fuente. Autores

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 Irregularidad vertical Se presenta irregularidad vertical en la edificación, originada por diferencias en la simetría de los pisos.  Posibilidad de golpeo Al igual que las anteriores edificaciones, la edificación puede sufrir efectos de golpeteo en caso de un sismo, debido a que no cuenta con juntas sísmicas entre edificaciones residenciales adyacentes, incumpliendo con los requisitos de la NSR-10: D.4.9. Figura 49. Posibilidad de golpeo

Fuente. Autores  Estructuras de gran peso La estructura presenta un machón en la fachada del tercer piso que no está conectado a la estructura, así como un tanque de almacenamiento de agua, los cuales representan peligro ante la ocurrencia de un sismo.

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Figura 50. Estructuras de gran peso

Fuente. Autores  Perfil del suelo Teniendo en cuenta los antecedentes del barrio San Antonio, se determina que el perfil de suelo para la edificación corresponde a SL3 & 1-7 Pisos: Arcilla medianamente dura a blanda con profundidad igual a 9m. 6.6 OTROS ASPECTOS Teniendo en cuenta que la metodología de inspección se desarrolló para 5 edificaciones residenciales, durante la visita realizada a las calles seleccionadas para su aplicación, se observaron diferentes deficiencias estructurales en otras edificaciones residenciales que vale la pena mencionar. 1. En estas edificaciones residenciales, se evidencia la no fijación de elementos no estructurales a la estructura de las mismas, representando peligro ante la ocurrencia de un sismo.

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Figura 51. Elementos no estructurales

Fuente. Autores Figura 52. Elementos no estructurales

Fuente. Autores

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2. A pesar de que estas edificaciones se encuentran en proceso de remodelación, se evidencia el uso de materiales no competentes para la conformación del sistema estructural de las mismas, bloque de perforación horizontal sin el debido refuerzo o confinamiento (columnas y vigas), así como ausencia de cintas de amarre en antepechos de ventanas. Figura 53. Sistema Estructural deficiente

Fuente. Autores Figura 54. Sistema Estructural deficiente

Fuente. Autores

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7. ANÁLISIS DE RESULTADOS Los resultados de la inspección visual de edificaciones realizada por medio de la metodología ATC-21, se resumen en las siguientes fichas standard (Anexo A) desarrolladas para el nivel de sismicidad moderado, lo anterior considerando el nivel de sismicidad para Bogotá (Intermedio). Figura 55. Ficha técnica ATC- 21 – Edificación N° 1 ATC-21 (NEHRP MAPA DE SISMICIDAD INTERMEDIA) Ficha de Inspección Visual Rápida del Riesgo Sísmico de Edificaciones

Residencial Comercial Oficina Industrial Sala Pública Centro educativo Ed. Gubernamental Ser. Emergencia Edif. Histórica Otros

CLASIFICACIÓN X Número de Personas 0-10 11-100 > 100

Riesgo de falla en elementos no estructurales

Dato Confidencial *=

DNK= No se sabe

TIPO DE CONSTRUCCIÓN Puntaje Básico Edif. Gran altura Fallas observables Irregularidad Vertical Piso blando/ ductilidad Torsión Planta irregular Posibilidad golpeo Estruc. Gran peso Columna Corta Año post. Reglamentación SL2 SL3 & 1-7 Piso SL3 & 8-20 Piso Puntaje Final S

Nombre de la edificación: Edificación Residencial N° 1 N° Pisos: 4 Año de Construcción: Desconocido Inspector: Natalia Sánchez, Maicol Benavides Fecha: Abril 16 de 2015 Area total piso (m2): Uso: Residencial

W 6 N/A -0,5 -0,5 -1 -1 -1 N/A N/A N/A 2 -0,3 -0,6 N/A

PUNTAJE ESTRUCTURAL Y MODIFICADORES S1 S2 S3 S4 C1 MRF BR LM RC/SW MRF 4 3 6 4 3 -1 -0,5 N/A -1 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -1 -1 -2 -2 -1 -2 -2 -2 -1 -1 -1 -1 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 N/A -0,5 -0,5 -2 N/A N/A N/A -1 N/A N/A N/A N/A -1 2 2 2 2 2 -0,3 -0,3 -0,3 -0,3 -0,3 -0,6 -0,6 -0,6 -0,6 -0,6 -0,8 -0,8 N/A -0,8 -0,8

C2 SW 3,5 -1 -0,5 -0,5 -2 -1 -0,5 N/A N/A -1 2 -0,3 -0,6 -0,8

C3/S5 URM/NF 2 -1 -0,5 -1 -1 -1 -0,5 N/A N/A -1 N/A -0,3 -0,6 -0,8

PC1 TU 3,5 N/A -0,5 -1 -1 -1 -1 N/A N/A N/A 2 -0,3 -0,6 N/A

PC2

RM

URM

2 0 -0,5 -1 -1 -1 -1 -0,5 -1 -1 2 -0,3 -0,6 -0,8

3,5 -0,5 -0,5 -0,5 -2 -1 -1 N/A N/A N/A 2 -0,3 -0,6 -0,8

2 -0,5 -0,5 -1 -1 -1 -1 N/A N/A N/A N/A -0,3 -0,6 -0,8 -0,6

Requiere evaluación detallada Comentarios: SI BR= Braced Frame FD= Flexible Diaphragm LM= Light Metal

MRF= Moment - Resisting Frame RC = Reinforced Concrete RD= Rigid Diaphragm

x

NO

SW= Shear Wall TU= Tilt Up URM INF= Unreinforced masonry Infill

Fuente. APLIED TECNOLOGY COUNCIL (ATC -21): Rapid Visual Screening of Buildings for Potencial Seismic Hazards: A Hanbook / FEMA / 1998

79

Figura 56. Ficha técnica ATC- 21 – Edificación N° 2 ATC-21 (NEHRP MAPA DE SISMICIDAD INTERMEDIA) Ficha de Inspección Visual Rápida del Riesgo Sísmico de Edificaciones

Residencial Comercial Oficina Industrial Sala Pública Centro educativo Ed. Gubernamental Ser. Emergencia Edif. Histórica Otros

CLASIFICACIÓN X Número de Personas 0-10 11-100 > 100

Riesgo de falla en elementos no estructurales

Dato Confidencial *=

DNK= No se sabe

TIPO DE CONSTRUCCIÓN Puntaje Básico Edif. Gran altura Fallas observables Irregularidad Vertical Piso blando/ ductilidad Torsión Planta irregular Posibilidad golpeo Estruc. Gran peso Columna Corta Año post. Reglamentación SL2 SL3 & 1-7 Piso SL3 & 8-20 Piso Puntaje Final S

Nombre de la edificación: Edificación Residencial N° 2 N° Pisos: 4 Año de Construcción: Desconocido Inspector: Natalia Sánchez , Maicol Benavides Fecha: Abril 16 de 2015 Area total piso (m2): 88.85 Uso: Residencial

W 6 N/A -0,5 -0,5 -1 -1 -1 N/A N/A N/A 2 -0,3 -0,6 N/A

PUNTAJE ESTRUCTURAL Y MODIFICADORES S1 S2 S3 S4 C1 MRF BR LM RC/SW MRF 4 3 6 4 3 -1 -0,5 N/A -1 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -1 -1 -2 -2 -1 -2 -2 -2 -1 -1 -1 -1 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 N/A -0,5 -0,5 -2 N/A N/A N/A -1 N/A N/A N/A N/A -1 2 2 2 2 2 -0,3 -0,3 -0,3 -0,3 -0,3 -0,6 -0,6 -0,6 -0,6 -0,6 -0,8 -0,8 N/A -0,8 -0,8

C2 SW 3,5 -1 -0,5 -0,5 -2 -1 -0,5 N/A N/A -1 2 -0,3 -0,6 -0,8

C3/S5 URM/NF 2 -1 -0,5 -1 -1 -1 -0,5 N/A N/A -1 N/A -0,3 -0,6 -0,8

PC1 TU 3,5 N/A -0,5 -1 -1 -1 -1 N/A N/A N/A 2 -0,3 -0,6 N/A

PC2

RM

URM

2 0 -0,5 -1 -1 -1 -1 -0,5 -1 -1 2 -0,3 -0,6 -0,8

3,5 -0,5 -0,5 -0,5 -2 -1 -1 N/A N/A N/A 2 -0,3 -0,6 -0,8

2 -0,5 -0,5 -1 -1 -1 -1 N/A N/A N/A N/A -0,3 -0,6 -0,8 -2,6

Requiere evaluación detallada Comentarios: SI BR= Braced Frame FD= Flexible Diaphragm LM= Light Metal

MRF= Moment - Resisting Frame RC = Reinforced Concrete RD= Rigid Diaphragm

x

NO

SW= Shear Wall TU= Tilt Up URM INF= Unreinforced masonry Infill

Fuente. APLIED TECNOLOGY COUNCIL (ATC -21): Rapid Visual Screening of Buildings for Potencial Seismic Hazards: A Hanbook / FEMA / 1998

80

Figura 57. Ficha técnica ATC- 21 – Edificación N° 3 ATC-21 (NEHRP MAPA DE SISMICIDAD INTERMEDIA) Ficha de Inspección Visual Rápida del Riesgo Sísmico de Edificaciones

Residencial Comercial Oficina Industrial Sala Pública Centro educativo Ed. Gubernamental Ser. Emergencia Edif. Histórica Otros

CLASIFICACIÓN X Número de Personas 0-10 11-100 > 100

Riesgo de falla en elementos no estructurales

Dato Confidencial *=

DNK= No se sabe

TIPO DE CONSTRUCCIÓN Puntaje Básico Edif. Gran altura Fallas observables Irregularidad Vertical Piso blando/ ductilidad Torsión Planta irregular Posibilidad golpeo Estruc. Gran peso Columna Corta Año post. Reglamentación SL2 SL3 & 1-7 Piso SL3 & 8-20 Piso Puntaje Final S

Nombre de la edificación: Edificación Residencial N° 3 N° Pisos: 4 Año de Construcción: Desconocido Inspector: Natalia Sánchez , Maicol Benavides Fecha: Abril 16 de 2015 Area total piso (m2): 89.76 Uso: Residencial

W 6 N/A -0,5 -0,5 -1 -1 -1 N/A N/A N/A 2 -0,3 -0,6 N/A

PUNTAJE ESTRUCTURAL Y MODIFICADORES S1 S2 S3 S4 C1 MRF BR LM RC/SW MRF 4 3 6 4 3 -1 -0,5 N/A -1 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -1 -1 -2 -2 -1 -2 -2 -2 -1 -1 -1 -1 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 N/A -0,5 -0,5 -2 N/A N/A N/A -1 N/A N/A N/A N/A -1 2 2 2 2 2 -0,3 -0,3 -0,3 -0,3 -0,3 -0,6 -0,6 -0,6 -0,6 -0,6 -0,8 -0,8 N/A -0,8 -0,8

C2 SW 3,5 -1 -0,5 -0,5 -2 -1 -0,5 N/A N/A -1 2 -0,3 -0,6 -0,8

C3/S5 URM/NF 2 -1 -0,5 -1 -1 -1 -0,5 N/A N/A -1 N/A -0,3 -0,6 -0,8

PC1 TU 3,5 N/A -0,5 -1 -1 -1 -1 N/A N/A N/A 2 -0,3 -0,6 N/A

PC2

RM

URM

2 0 -0,5 -1 -1 -1 -1 -0,5 -1 -1 2 -0,3 -0,6 -0,8

3,5 -0,5 -0,5 -0,5 -2 -1 -1 N/A N/A N/A 2 -0,3 -0,6 -0,8

2 -0,5 -0,5 -1 -1 -1 -1 N/A N/A N/A N/A -0,3 -0,6 -0,8 -2,6

Requiere evaluación detallada Comentarios: SI BR= Braced Frame FD= Flexible Diaphragm LM= Light Metal

MRF= Moment - Resisting Frame RC = Reinforced Concrete RD= Rigid Diaphragm

x

NO

SW= Shear Wall TU= Tilt Up URM INF= Unreinforced masonry Infill

Fuente. APLIED TECNOLOGY COUNCIL (ATC -21): Rapid Visual Screening of Buildings for Potencial Seismic Hazards: A Hanbook / FEMA / 1998

81

Figura 58. Ficha técnica ATC- 21 – Edificación N° 4 ATC-21 (NEHRP MAPA DE SISMICIDAD INTERMEDIA) Ficha de Inspección Visual Rápida del Riesgo Sísmico de Edificaciones

Residencial Comercial Oficina Industrial Sala Pública Centro educativo Ed. Gubernamental Ser. Emergencia Edif. Histórica Otros

CLASIFICACIÓN X Número de Personas 0-10 11-100 > 100

Riesgo de falla en elementos no estructurales

Dato Confidencial *=

DNK= No se sabe

TIPO DE CONSTRUCCIÓN Puntaje Básico Edif. Gran altura Fallas observables Irregularidad Vertical Piso blando/ ductilidad Torsión Planta irregular Posibilidad golpeo Estruc. Gran peso Columna Corta Año post. Reglamentación SL2 SL3 & 1-7 Piso SL3 & 8-20 Piso Puntaje Final S

Nombre de la edificación: Edificación Residencial N° 4 N° Pisos: 4 Año de Construcción: Desconocido Inspector: Natalia Sánchez Fecha: Abril 16 de 2015 Area total piso (m2): 156.06 Uso: Residencial

W 6 N/A -0,5 -0,5 -1 -1 -1 N/A N/A N/A 2 -0,3 -0,6 N/A

PUNTAJE ESTRUCTURAL Y MODIFICADORES S1 S2 S3 S4 C1 MRF BR LM RC/SW MRF 4 3 6 4 3 -1 -0,5 N/A -1 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -1 -1 -2 -2 -1 -2 -2 -2 -1 -1 -1 -1 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 N/A -0,5 -0,5 -2 N/A N/A N/A -1 N/A N/A N/A N/A -1 2 2 2 2 2 -0,3 -0,3 -0,3 -0,3 -0,3 -0,6 -0,6 -0,6 -0,6 -0,6 -0,8 -0,8 N/A -0,8 -0,8

C2 SW 3,5 -1 -0,5 -0,5 -2 -1 -0,5 N/A N/A -1 2 -0,3 -0,6 -0,8

C3/S5 URM/NF 2 -1 -0,5 -1 -1 -1 -0,5 N/A N/A -1 N/A -0,3 -0,6 -0,8

PC1 TU 3,5 N/A -0,5 -1 -1 -1 -1 N/A N/A N/A 2 -0,3 -0,6 N/A

PC2

RM

URM

2 0 -0,5 -1 -1 -1 -1 -0,5 -1 -1 2 -0,3 -0,6 -0,8

3,5 -0,5 -0,5 -0,5 -2 -1 -1 N/A N/A N/A 2 -0,3 -0,6 -0,8

2 -0,5 -0,5 -1 -1 -1 -1 N/A N/A N/A N/A -0,3 -0,6 -0,8 -1,1

Requiere evaluación detallada Comentarios: SI BR= Braced Frame FD= Flexible Diaphragm LM= Light Metal

MRF= Moment - Resisting Frame RC = Reinforced Concrete RD= Rigid Diaphragm

x

NO

SW= Shear Wall TU= Tilt Up URM INF= Unreinforced masonry Infill

Fuente. APLIED TECNOLOGY COUNCIL (ATC -21): Rapid Visual Screening of Buildings for Potencial Seismic Hazards: A Hanbook / FEMA / 1998

82

Figura 59. Ficha técnica ATC- 21 – Edificación N° 5 ATC-21 (NEHRP MAPA DE SISMICIDAD INTERMEDIA) Ficha de Inspección Visual Rápida del Riesgo Sísmico de Edificaciones

Residencial Comercial Oficina Industrial Sala Pública Centro educativo Ed. Gubernamental Ser. Emergencia Edif. Histórica Otros

CLASIFICACIÓN X Número de Personas 0-10 11-100 > 100

Riesgo de falla en elementos no estructurales

Dato Confidencial *=

DNK= No se sabe

TIPO DE CONSTRUCCIÓN Puntaje Básico Edif. Gran altura Fallas observables Irregularidad Vertical Piso blando/ ductilidad Torsión Planta irregular Posibilidad golpeo Estruc. Gran peso Columna Corta Año post. Reglamentación SL2 SL3 & 1-7 Piso SL3 & 8-20 Piso Puntaje Final S

Nombre de la edificación: Edificación Residencial N° 5 N° Pisos: 3 Año de Construcción: Desconocido Inspector: Natalia Sánchez, Maicol Benavides Fecha: Abril 16 de 2015 Area total piso (m2): 114 Uso: Residencial

W 6 N/A -0,5 -0,5 -1 -1 -1 N/A N/A N/A 2 -0,3 -0,6 N/A

PUNTAJE ESTRUCTURAL Y MODIFICADORES S1 S2 S3 S4 C1 MRF BR LM RC/SW MRF 4 3 6 4 3 -1 -0,5 N/A -1 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -1 -1 -2 -2 -1 -2 -2 -2 -1 -1 -1 -1 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 N/A -0,5 -0,5 -2 N/A N/A N/A -1 N/A N/A N/A N/A -1 2 2 2 2 2 -0,3 -0,3 -0,3 -0,3 -0,3 -0,6 -0,6 -0,6 -0,6 -0,6 -0,8 -0,8 N/A -0,8 -0,8

C2 SW 3,5 -1 -0,5 -0,5 -2 -1 -0,5 N/A N/A -1 2 -0,3 -0,6 -0,8

C3/S5 URM/NF 2 -1 -0,5 -1 -1 -1 -0,5 N/A N/A -1 N/A -0,3 -0,6 -0,8

PC1 TU 3,5 N/A -0,5 -1 -1 -1 -1 N/A N/A N/A 2 -0,3 -0,6 N/A

PC2

RM

URM

2 0 -0,5 -1 -1 -1 -1 -0,5 -1 -1 2 -0,3 -0,6 -0,8

3,5 -0,5 -0,5 -0,5 -2 -1 -1 N/A N/A N/A 2 -0,3 -0,6 -0,8

2 -0,5 -0,5 -1 -1 -1 -1 N/A N/A N/A N/A -0,3 -0,6 -0,8 -0,1

Requiere evaluación detallada Comentarios: SI BR= Braced Frame FD= Flexible Diaphragm LM= Light Metal

MRF= Moment - Resisting Frame RC = Reinforced Concrete RD= Rigid Diaphragm

x

NO

SW= Shear Wall TU= Tilt Up URM INF= Unreinforced masonry Infill

Fuente. APLIED TECNOLOGY COUNCIL (ATC -21): Rapid Visual Screening of Buildings for Potencial Seismic Hazards: A Hanbook / FEMA / 1998 7.1 DETERMINACIÓN DEL VALOR ESTRUCTURAL CALIFICADOR “S” Teniendo en cuenta los modificadores del comportamiento sísmico para las edificaciones, analizados por medio de la metodología ATC-21, las edificaciones no tiene un adecuado comportamiento sísmico, por lo cual, deben ser evaluadas rigurosamente, ya que el valor estructural calificador “S” es menor a 2.

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8. CONCLUSIONES Al analizar los resultados obtenidos por medio de las fichas técnicas ATC-21 de la metodología de inspección Visual Rápida de edificaciones RSP, se observó que uno de los factores que más influye para determinar el valor estructural calificador “S”, es el sistema estructural al cual pertenece la edificación; ya que dependiendo del sistema estructural se asigna un valor base para obtener “S” y que en el caso de las edificaciones inspeccionadas corresponde a mampostería no reforzada URM, que asigna un valor base de 2, siendo este el menor puntaje para determinar que una edificación tenga un buen comportamiento frente a un sismo. De este modo, al presentarse el más mínimo valor base para la categoría estructural, el puntaje será menor a “S < 2”. Los resultados obtenidos con la metodología ATC-21, comprobaron que las edificaciones residenciales inspeccionadas deben ser evaluadas rigurosamente, y esto se debe en gran medida a que las edificaciones se construyeron antes de ser creada la norma NSR-10, base para aplicar la metodología de inspección; por ende, es lógico que estas edificaciones no cumplan con los parámetros estipulados en la misma, necesarios para garantizar un adecuado comportamiento de la estructura frente a un movimiento telúrico. Las edificaciones no cumplen con la NSR-10, debido a que la mayoría no cuenta con columnas ni vigas, se presenta discontinuidad a lo largo de la estructura, no cumplen con las dimensiones mínimas y no están adheridas a cimientos apropiados; así mismo, se presentan fisuras, irregularidades en planta y en altura así como elementos estructurales de gran peso no adheridos a la estructura. De las inspecciones realizadas, también se observó que las ampliaciones, modificaciones y reparaciones realizadas a las edificaciones tampoco cumplen los parámetros mínimos requeridos por la norma NSR-10, a pesar de que muchas de estas modificaciones se hayan ejecutado después de la creación de la misma; lo que evidencia la carencia de controles, y falta de auditorías por parte de los entes gubernamentales sobre este aspecto; como resultado, los propietarios y/o constructores utilizan procesos y sistemas constructivos inadecuados que no cumplen con los requerimientos mínimos estipulados. Otro aspecto importante son los muros de los niveles superiores, debido a que no cuentan con la continuidad respecto a los muros de los niveles adyacentes, haciendo que la estructura pierda rigidez y su comportamiento frente a un sismo no sea monolítico. Por otra parte, las fallas detectadas en las edificaciones son atribuidas a la deficiente concepción estructural de las mismas, al inexistente sistema de refuerzo en muros y a la falta de elementos de rigidez. 84

Cabe observar, que uno de los problemas más recurrentes para hacer las inspecciones fue la falta de información sobre las edificaciones inspeccionadas, como lo fue la inexistencia de planos estructurales, que permitieran verificar la conformación de las edificaciones estudiadas, no obstante, la colaboración de los residentes fue factor clave para desarrollar el tema de investigación planteado. Por último, teniendo en cuenta que los resultados obtenidos con el método ATC21 indican que las edificaciones inspeccionadas no cumplen con los requerimientos mínimos de sismo resistencia condicionándolas a alto riesgo de sufrir graves daños en el caso de ocurrir un terremoto; se recomienda efectuar un análisis más detallado por un profesional experimentado en ingeniería estructural.

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9. RECOMENDACIONES De acuerdo al calificador estructural “S”, las edificaciones inspeccionadas no cumplen con los requerimientos mínimos que exige la norma NSR-10; por lo tanto, se recomienda hacer una evaluación estructural más detallada por parte de un Ingeniero Civil con especialidad en estructuras. Así mismo, se recomienda la modificación de la capacidad del sistema estructural de las edificaciones residenciales, para que sean capaces de resistir las solicitaciones que exige la presente versión del reglamento y así obtener un mejor comportamiento sísmico de las mismas; la actualización debe hacerse siguiendo los requerimientos que se dan en la NSR-10 en el apartado A.10.9. No obstante, después de hacer las evaluaciones necesarias, se recomienda elegir un nivel de reforzamiento que le proporcione a cada edificación una condición aceptable de resistencia sísmica, mediante la adición de columnas y vigas que den amarre a la estructura y confinamiento a los muros; también se le pueden adicionar pequeños muros de concreto armado en la dirección débil o donde se requiera. Los siguientes documentos especifican en detalle los métodos, materiales y procesos constructivos empleados para el reforzamiento estructural de edificaciones, los cuales sirven de base para el reforzamiento estructural de las edificaciones inspeccionadas: Documentos:   

Factibilidad para el mejoramiento estructural de viviendas en conjunto que no cumplen con la NSR.32 Manual para la reparación y reforzamiento de viviendas de albañilería confinada dañadas por sismos.33 Manual de construcción, evaluación y rehabilitación sismo resistente de viviendas de mampostería.

32

MARRUGO, F.J. Factibilidad para el mejoramiento estructural de viviendas en conjunto que no cumplen con la NSR. Universidad de Los Andes, Bogotá D.C. Colombia) [En línea]. Disponible en internet: . [Citado: 29 de Mayo de 2015]. 33

MANUAL para la reparación y reforzamiento de viviendas de albañilería confinada dañadas por sismos. Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo - PNUD, 2009. Editor. Calle Los Cedros 269, Lima 27, Lima Perú. 86

Recomendaciones adicionales:  Se deben reforzar los vanos con vigas y columnas de concreto reforzado, la longitud total en planta debe ser menor que la mitad de la longitud total en planta del muro.  Calcular la longitud mínima de muros confinados estructurales como se define en el numeral E.3.6.4 de la NSR-10 para definir que muros se van a confinar.  Establecer la distribución geométrica de los muros estructurales, que deben ser continuos desde la cimentación hasta la cubierta y no deben tener aberturas. Se recomienda seguir las instrucciones que se dan en el apartado E.3.6.6 de la NSR10.  Para la adición de columnas y vigas se recomienda el picado de muros como lo define el Manual para la reparación y reforzamiento de viviendas de albañilería confinada dañadas por sismos, de tal forma que se haga una llave de corte; en las siguientes imágenes se detalla el proceso: Figura 60. Detalle picado para inserción de nueva columna y viga

Fuente. MANUAL para la reparación y reforzamiento de viviendas de albañilería confinada dañadas por sismos (Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo - PNUD, 2009. Editor. Calle Los Cedros 269, Lima 27, Lima Perú).

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Figura 61. Detalle de inserción de nuevas vigas

Fuente. MANUAL para la reparación y reforzamiento de viviendas de albañilería confinada dañadas por sismos (Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo - PNUD, 2009. Editor. Calle Los Cedros 269, Lima 27, Lima Perú). Figura 62. Vista isométrica de un ejemplo de confinamiento de muros

Fuente. MANUAL para la reparación y reforzamiento de viviendas de albañilería confinada dañadas por sismos (Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo - PNUD, 2009. Editor. Calle Los Cedros 269, Lima 27, Lima Perú).

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 Se deben amarrar vigas corona de concreto reforzado con el fin de distribuir las cargas de las cubiertas al muro.  Se recomienda la utilización de juntas de dilatación cuando se presente irregularidad en planta y la edificación deba separarse en secciones simétricas.  Para la reparación de grietas se recomienda restaurar y mejorar la capacidad a cortante mediante costura con barras de refuerzo a lo largo de la grieta. Este procedimiento se especifica con mayor detalle en el capítulo B.7. del Manual de construcción, evaluación y rehabilitación sismo resistente de viviendas de mampostería34. Es fundamental recalcar la importancia de un estudio masivo de la vulnerabilidad sísmica de edificaciones de uso residencial, ya que a este tipo de edificaciones no se le ha dado la importancia que requiere, a fin de tomar las medidas preventivas y realizar planes de desarrollo para lograr un adecuado balance entre las condiciones de seguridad buscadas y las implicaciones económicas para la reducción del riesgo existente. Se recomienda a los entes gubernamentales en base a la experiencia del presente trabajo, implementar a través de Inspecciones técnicas, la aplicación del Método ATC-21 que permitiría evaluar en forma masiva y rápida las edificaciones de uso residencial, pudiendo así desarrollar una labor de prevención efectiva que proporcione un nivel de seguridad sísmica que garantice la estabilidad estructural y la vida de las personas que las habitan. Por último, se recomienda a los gobiernos locales e instituciones públicas, implementar medidas efectivas que den cumplimiento a la normatividad vigente, con la finalidad de disminuir el riesgo estructural en las edificaciones de uso residencial, multiplicando la labor desarrollada por la fundación SWISSCONTACT, que como se indicó en las referencias del presente trabajo, actualmente desarrolla procesos de capacitación a las personas de estratos bajos en temas como vulnerabilidad sísmica y requerimientos estructurales según normatividad vigente, así como la investigación e implementación de materiales sostenibles ( Adobe y Bambú) para dichas construcciones como propuesta de la universidad de Stuttgart Alemania.

34

ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE INGENIERÍA SÍSMICA (AIS). Manual de Construcción, evaluación y rehabilitación sismo resistente de viviendas de mampostería. 2001

89

BIBLIOGRAFÍA LIBROS NSR-10 Normas Colombianas de Construcción Sismo resistente., Títulos A, D. APLIED TECNOLOGY COUNCIL (ATC -21): Rapid Visual Screening of Buildings for Potencial Seismic Hazards: A Hanbook / FEMA / 1998 Rapid FEMA .Visual Screening of Buildings for Potential Seismic Hazards. A Handbook FEMA 154, Edition 2 / March 2002. CENTRO NACIONAL DE LA CONSTRUCCIÓN SENA MEDELLÍN. Guía de Estudio Sismo resistencia. [En línea].Disponible en internet: . [Citado: 25 de Febrero de 2015]. . ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE INGENIERÍA SÍSMICA (AIS). Manual de Construcción, evaluación y rehabilitación sismo resistente de viviendas de mampostería. 2001

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90

LÓPEZ Palomino Paulo Marcelo. Propuesta de adaptación del documento ASCE/SEI 31-03 Evaluación Sísmica de Edificaciones Existentes. Bogotá, Colombia., 2014. Tesis de Maestría. PERALTA Buritica Henry. Escenarios de Vulnerabilidad y daño sísmico de las edificaciones de Mampostería de uno y dos pisos en el barrio San Antonio, Cali, Colombia.353p. Tesis para optar el título de ingeniero civil.Universidad del Valle.

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91

MARRUGO, F.J. Factibilidad para el mejoramiento estructural de viviendas en conjunto que no cumplen con la NSR. Universidad de Los Andes, Bogotá D.C. Colombia) [En línea]. Disponible en internet: . [Citado: 29 de Mayo de 2015]. MANUAL para la reparación y reforzamiento de viviendas de albañilería confinada dañadas por sismos (Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo PNUD, 2009. Editor. Calle Los Cedros 269, Lima 27, Lima Perú). ALCALDIA MAYOR DE BOGOTÁ. Localidad Antonio Nariño. [En línea]. Disponible en internet: . [Citado: 20 de marzo de 2015]. DIRECCIÓN DE PREVENCIÓN Y ATENCIÓN DE EMERGENCIAS DE BOGOTÁ D.C. Evaluación de daños y de la seguridad de edificaciones después de un sismo. Módulo 4- Principios básicos de sismo resistencia. ARIANA Astorga. Centro de Investigación en Gestión Integral de riesgos. Patología en las Edificaciones. Módulo III- Sección IV. 2009 WEBNOTICIASTV. El Sena y Swisscontact desarrollarán procesos de capacitación al oriente de cali. [En línea]. Disponible en internet: . Publicado el 18/09/2013. [citado: 20 de marzo de 2015]. SWISSCONTACT. Construya Seguro, saludable y responsable. [En línea]. Disponible en internet: . [Citado: 20 de marzo de 2015]. PORTAFOLIO.CO. Cerca del 80% de las viviendas en Bogotá no cumplen Normas de sismo resistencia. [En línea]. Disponible en internet: . [Citado: 25 de Febrero de 2015]. MALPARTIDA Omar. Curso Ingenieria Sismo Resistente I. [En línea].Disponible en internet: . [Citado: 10 de Mayo de 2015]. FERNANDEZ Cruz Oscar. Aspectos a considerar en el peritaje de estructuras afectadas por sismos. [En línea].Disponible en internet: . [Citado: 12 de Mayo de 2015]. 92

Anexo A. Ficha Técnica ATC-21

93

94