Una propuesta para determinar el reforzamiento de edificaciones existentes

Abstract

Siendo el Perú un país de alta sismicidad, se tiene una necesidad creciente de evaluar la seguridad sísmica de las estructuras de edificios existentes, con el fin de reducir el riego sísmico. El riego sísmico depende directamente de la vulnerabilidad y de la peligrosidad sísmica, siendo el primero manipulable por el hombre, por ello esta investigación está orientada a contribuir en la reducción de la misma. Para determinar el grado y nivel de vulnerabilidad que presenta una edificación existe diversos métodos tanto cualitativos y cuantitativos. Dada la singularidad de cada edificación, antes de comenzar con el análisis de vulnerabilidad propiamente, una de las principales actividades que se necesita para determinar el reforzamiento que necesita una edificación existente es la investigación de su calidad y estado, desde su construcción hasta la actualidad, prestando especial atención a los mecanismos de daño más frecuentes que se dan en los edificios; factores que afectan su apariencia, acciones físicas, mecánicas, químicas, biológicas y/o corrosión del acero de refuerzo; por tanto en esta investigación se expone de forma somera el proceso de investigación de la estructura a evaluar entendiendo su importancia para los análisis siguientes. En general para determinar el reforzamiento de una edificación se aplica metodologías detalladas implicaría costos muy elevados que en muchos casos no son viables e inclusive inadecuados si se topase con una edificación de baja o hasta no vulnerable, sin embargo, aplicar metodologías simplificadas podría eliminar aspectos importantes para conocer el comportamiento general de una edificación, por ello la propuesta planteada integra ambas metodologías para aprovechar sus ventajas. Para el método cualitativo, del universo de métodos existentes similares se utilizará el método Hirosawa (Aoyama, 1981), que fue adoptado por el Ministerio de Construcción de Japón, esta metodología tiene tres niveles de evaluación, un nivel con un orden mayor requiere una investigación más detallada y especializada para evaluar la seguridad sísmica. El método Hirosawa original contempla su utilización para estructuras conformadas por pórticos y muros de concreto armado, por ello dado que es necesario que esta metodología se utilice para edificaciones con la tipología de edificaciones del Perú, es necesario que a esta se le adapte la utilización de muros de albañilería confinada sistema tan común en nuestro país, además dado el antecedente que la Organización Panamericana de la Salud (OPS-2004), ha publicado una adaptación de este método incluyendo este sistema estructural para su primer orden de evaluación, en esta investigación se ha adaptado la albañilería confinada para su segundo nivel de evaluación, realizando una analogía de su adaptación para los sistemas estructural originales e incorporando los parámetros obtenidos de las investigaciones que se realizaron por diversos autores a la albañilería confinada. Con el método Hirosawa adaptado para el uso de la albañilería confinada, este método lo utilizaremos como una evaluación preliminar para diagnosticar el grado de vulnerabilidad y necesidad de reforzamiento de la estructura evaluada. Luego se realizará una evaluación cuantitativa para identificar de forma local las posibles deficiencias en las dimensiones y refuerzos de los elementos vigas, columnas y muros de albañilería comparando su capacidad versus la demanda sísmica propuesta por la Norma vigente E-030 (ICG, 2011).

Debido a que la norma vigente (E-030), no presenta un proceso específico para la reparación y el reforzamiento sísmico de edificaciones existentes, se optó por el procedimiento propuesto por el código FEMA (Federal Emergency Management Agency, 2000), manteniendo el proceso de análisis, verificación y diseño presentados en nuestra norma técnica de edificaciones. Para facilitar este análisis cuantitativo se construirá un modelo matemático tridimensional mediante la utilización de un programa de cómputo. Una vez determinado las zonas vulnerables se realizará un análisis sistemático para obtener un diseño de reforzamiento, el cual seguidamente será verificado utilizando el mismo modelo construido agregando el reforzamiento planteado. Para finalizar se realizará un análisis cualitativo de la edificación reforzada con la finalidad que la edificación reforzada no solo cumpla con los parámetros dados por la norma, sino que se estime un buen comportamiento ante un evento sísmico.