Análisis y verificación de la estructura del centro educativo Fermin Del Castillo ubicado en la ciudad de Nazca afectado por el sismo de 1996

Abstract

El presente trabajo consiste en un análisis tanto estructural, sísmico y constructivo, del Centro Educativo FERMIN DEL CASTILLO, ubicado en la ciudad de Nazca en el Departamento de lea, el cual fue afectado seriamente por el sismo del 12 de noviembre de 1996, este sismo produjo daños tanto en los elementos estructurales como en los muros de ladrillo que forman parte de la tabiquería que tienen significativa importancia estructural. El análisis consiste primeramente en un análisis sísmico tridimensional efectuado por combinación modal espectral, usando el espectro de diseño de la Norma de Diseño Sismo Resistente NSR-77, del año 1977, dado que esta edificación en su proyecto contempla la vigencia de dicha Norma, en segundo lugar se ha efectuado un análisis considerando el espectro de diseño de la norma NTE-E.030, la finalidad de este análisis es de investigar cuales son las deficiencias de la estructura sometida a un espectro de diseño que produce desplazamientos laterales más exigentes, por lo que es importante plantear dicho análisis teniendo en cuenta que las juntas de construcción entre los muros de albañilería y los pórticos de concreto armado están relacionadas directamente con el cálculo de los desplazamientos laterales de la estructura que consiste en una planta totalmente irregular solidaria desde el punto de vista estructural, compuesta de dos formas geométricas, un octógono tipo torre y la parte compuesta por rectángulos, que genera una gran excentricidad, además es probable que la hipótesis de diafragma rígido para evaluar los desplazamientos laterales de entrepiso no sea la mejor aproximación, debemos de notar también que en el tercer piso la planta se divide en dos bloques que a pesar de ser sólo de un piso merecen especial atención por sus formas tan irregulares, estos dos bloques se comportan independientemente uno del otro por lo que tienen su propio punto de aplicación de la fuerza sísmica en dicho nivel. Observando los planos de arquitectura y comparando con fotografías tomadas desde una altura, con respecto a la planta del Centro Educativo se puede observar un detalle, la edificación coincide con la planta en los planos salvo un detalle, la edificación ha sido construida con la planta invertida, (como un espejo), tal vez la explicación sea por motivos de acomodarse a la facilidad de las instalaciones eléctricas y/o sanitarias o tal vez por orientación con respecto a la geología del lugar, sea por el motivo que fuera esta incompatibilidad obviamente ha dificultado la rápida interpretación de los planos, así como la supervisión, facilitando así la ocurrencia de errores, también existe una deficiencia de información en los planos estructurales de columnas los cuales no especifican la orientación de las columnas, otro problema es el causado por la aparición de las columnas cortas debido a la deficiencia de juntas entre la tabiquería y las columnas de concreto armado. Estos son unos de los comentarios deducidos por los análisis efectuados, se dan algunas propuestas de solución a estos problemas posteriormente. El análisis sísmico de la estructura será un análisis modal espectral, por combinación modal, con excitación en la base, este análisis este reservado para estructuras de considerable altura, pero en este caso a pesar de que la estructura analizada tan sólo tiene tres pisos se opta por este análisis por tratarse de una estructura de gran importancia además de la irregularidad en su planta El objetivo del presente trabajo es evaluar la estructura ante excitaciones sísmicas por medio de movimientos en la base usando un modelo cuyos elementos que en este caso son pórticos que se encuentran interconectados horizontalmente por un diafragma rígido. Cabe comentar que la geometría y estructuración que aparece en los planos del proyecto construido se han utilizado para definir las propiedades geométricas de los elementos que conforman la estructura. Como sabemos la estructura del C.E. Fermín del Castillo fue afectada severamente por el sismo ocurrido en Nazca el año 1996, las fallas encontradas fueron en su mayoría de carácter constructivo como falta de estribos en algunas columnas insuficiencia en las juntas entre los muros de albañilería y los elementos de concreto armado, pero no podemos hablar tan solo de las deficiencias constructivas sino también de las estructurales, si bien es cierto que la estructura ha sido diseñada cuando estaba en vigencia la Norma de diseño sísmico NSR-77 en la cual el cálculo de los desplazamientos era demasiado conservador y estructuras regulares e irregulares eran diseñadas y analizadas de igual manera, las precauciones en cuanto a las juntas entre los elementos de tabiquería y las columnas no fueron debidamente calculadas por lo que generalmente la estructura de concreto armado tuvo desplazamientos laterales mayores al de la albañilería lo que produjo el fenómeno de columna corta.