1UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL VULNERABILIDAD SÍSMICA, DE LAS VIVIENDAS AUTOCONSTRUIDAS DE MAMPOSTERÍA EN EL CERCADO DE AMARILIS-2015 PROYECTO DE TESIS INGENIERÍA CIVIL TESISTA: VALENTÍN VALVERDE EMERSON ASESOR: MSC. ERASMO FERNÁNDEZ SIXTO HUÁNUCO PERÚ 2015 2 RESUMEN La presente investigación se basará en el estudio de la vulnerabilidad sísmica, de las viviendas autoconstruidas de mampostería en el Cercado de Amarilis, específicamente para la determinación la vulnerabilidad sísmica, donde se identificará los parámetros más importantes que controlan el daño en un edificio ante una solicitación sísmica de magnitudes severas, con la finalidad de realizar una calificación global de la vivienda, aplicando el método de índice de vulnerabilidad, para ello se realizará una investigación de tipo descriptivo y bibliográfico y se determinará una serie de técnicas e instrumentos de recolección de datos como el análisis de fuentes, la encuesta, censos y la observación, el objetivo de la investigación es reducir la vulnerabilidad sísmica planteando un modelo estructural adecuado, seguro y económico. 3 SUMMARY This research was based on the study of the seismic vulnerability of self-built houses in the Fencing Amarilis , specifically for determining the seismic vulnerability , where the most important parameters that control the damage a building to seismic solicitation will identify severe magnitudes , in order to make an overall rating of housing, applying the method of vulnerability index for this research descriptive and bibliographic will be conducted and a number of techniques and tools for data collection and analysis will be determined sources , the survey , census and observation, the objective of the research is to reduce the seismic vulnerability raising adequate , safe and economical structural model . 4 ÍNDICE I. GENERALIDADES .............................................................................................................. 6 II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................................... 7 2.1. Antecedentes Y Fundamentación Del Problema ............................................. 7 2.1.1. Antecedentes ................................................................................................. 7 2.1.2. Fundamentación del Problema ................................................................... 9 2.2. Formulación del Problema. ................................................................................ 10 2.2.1. Problema General ....................................................................................... 10 2.2.2. Sistematización del Problema ................................................................... 10 2.3. Objetivos ............................................................................................................... 11 2.3.1. Objetivo General:......................................................................................... 11 2.3.2. Objetivo Específico: .................................................................................... 11 2.4. Justificación e importancia. ................................................................................ 11 2.5. Limitaciones y alcances ..................................................................................... 13 III. MARCO TEÓRICO ....................................................................................................... 14 3.1. Revisión de estudios realizados. ...................................................................... 14 3.2. Conceptos Fundamentales. ............................................................................... 17 3.3. Marco situacional. ............................................................................................... 20 IV. HIPÓTESIS, VARIABLES, INDICADORES Y DEFINICIONES OPERACIONALES ................ 21 4.1. Hipótesis: General y Específicas ...................................................................... 21 4.1.1. Hipótesis General ........................................................................................ 21 4.1.2. Hipótesis Especifico .................................................................................... 21 4.2. Sistema de Variables-Dimensiones e Indicadores ........................................ 22 4.2.1. Variable Dependiente ................................................................................. 22 4.2.2. Variable Independiente............................................................................... 22 4.3. Definición Operacional de Variables, Dimensiones e Indicadores .............. 23 V. MARCO METODOLÓGICO .............................................................................................. 24 5.1. Nivel y Tipo de Investigación. ............................................................................ 24 5.1.1. Nivel de Investigación ................................................................................. 24 5.1.2. Tipo De Investigación ................................................................................. 24 5 5.2. Diseño de la Investigación. ................................................................................ 25 VI. UNIVERSO/POBLACIÓN Y MUESTRA .......................................................................... 28 6.1. Determinación del Universo/Población. ........................................................... 28 6.2. Selección de la Muestra. .................................................................................... 28 VII. TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN Y TRATAMIENTO DE DATOS. ........................................ 29 7.1. Fuentes, técnicas e instrumentos de recolección de datos. ......................... 29 7.1.1. Fuentes ......................................................................................................... 29 7.1.2. Técnicas e instrumentos de recolección de datos ................................. 29 7.2. Procesamiento y presentación de datos. ........................................................ 30 VIII. ASPECTOS ADMINISTRATIVOS Y PRESUPUESTALES. .................................................. 33 8.1. Potencial humano................................................................................................ 33 8.2. Recursos materiales y equipos. ........................................................................ 33 8.3. Recursos financieros y costos. ......................................................................... 34 8.4. Cronograma de Acciones. ................................................................................. 35 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................................. 36 6 I. GENERALIDADES Título de la investigación: VULNERABILIDAD SÍSMICA, DE LAS VIVIENDAS AUTOCONSTRUIDAS DE MAMPOSTERÍA EN EL CERCADO DE AMARILIS-2016. TESISTA. : VALENTÍN VALVERDE EMERSON PAVEL ASESOR : MSC. ERASMO FERNÁNDEZ SIXTO FECHA DE INICIO : FECHA PROBABLE DE TÉRMINO. : 7 II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 2.1. Antecedentes y Fundamentación del Problema 2.1.1. Antecedentes A Nivel Internacional “EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA DE VIVIENDAS DE MAMPOSTERÍA EN ESTRATOS UNO Y DOS SEGÚN TIPIFICACIÓN DE ESTRUCTURA” El objetivo de este proyecto es el de observar la vulnerabilidad de sistemas de mampostería no reforzada que no cumplen con las Normas Colombianas de diseño y Construcción Sismo Resistente (NSR-98) en estratos 1 y 2 localizados en zonas de riego sísmico medio-alto en la ciudad de Bogotá, mediante modelos a escala reducida sometidos a carga sísmica en la base. (SAFINA, S.) 1 A Nivel Nacional “ANÁLISIS DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA DE LAS VIVIENDAS INFORMALES EN LA CIUDAD DE TRUJILLO” La investigación genera una metodología simple para determinar el riesgo sísmico de viviendas informales de albañilería confinada en la ciudad de Trujillo. Para ello se ha analizado las características 1 Girardo Galvevis J. Evaluación de Vulnerabilidad Sísmica En Viviendas de Mampostería en estratos uno y dos según tipificación De La estructura [Tesis para optar el titulo de ingeniería civil]. Bogota – Colombia, Editorial del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, 2012. 8 técnicas, así como los errores arquitectónicos, constructivos y estructurales de viviendas construidas informalmente. La mayoría de las viviendas autoconstruidas de mampostería o informales carecen de diseño arquitectónico, estructural y se construyen con materiales de baja calidad. (LAUCATA J.) 2 Nivel Local “EVALUACIÓN SÍSMICA DE VIVIENDAS AUTOCONSTRUIDAS DE MAMPOSTERÍA EN LA CIUDAD DE CAYHUAYNA – HUÁNUCO” Existen muros de corta dirección en la dirección transversal y el edificio representativo presenta pocos muros estructurales cuyas dimensiones en planta superan los 3m y típicamente se observa que existen 2 muros perimetrales de gran longitud (20m aprox.) en la dirección longitudinal, debido a esto se concluye que tienen buena rigidez en dicha dirección, además la cantidad de pisos representativo es de 3 pisos y su perímetro se encuentra limitado por otras viviendas adyacentes en 3 de sus cuatro lados los muros portantes de las viviendas principalmente están conformados por ladrillos. (Salvador O.)3 2 Laucata Luna J. Análisis de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas informales en la ciudad de Trujillo [Tesis para optar el título de Ingeniero Civil]. Lima – Perú, Fondo Editorial de la PUCP, 2013. 3 Salvador Salazar O. Evaluación Sísmica de Viviendas Autoconstruidas en la Ciudad de Cayhuayna [Tesis para optar el título de Ingeniero Civil]. Huánuco – Perú, Editorial: Unheval, 2013. 9 2.1.2. Fundamentación del Problema La demanda de vivienda en el Cercado de Amarilis, es alta, ya que las familias que se asientan son generalmente de otras provincias y de bajos recursos económicos. Este problema y la realidad económica de los pobladores hacen que un gran número de familias con limitados recursos económicos, opten por la autoconstrucción, esto significa que el poblador edifica su propia vivienda sin asesoría técnica de profesionales capacitados (ingenieros o arquitectos), contratando albañiles o maestros de obra para que realicen la construcción, lógicamente que estas personas no tienen la capacidad de realizar los diseños sismo resistentes, esto se agudiza por las invasiones de pobladores que migran de las provincias alto andinas del departamento de Huánuco, por lo tanto crece la necesidad de vivienda y construyen ellos mismos, sin embargo esto se convierte en un gran problema en caso de ocurrencia de sismos, la falta de asistencia técnica, promoción y financiamiento, hace que el proceso de construcción de vivienda sea “informal”, es decir, el sistema de autoconstrucción, al no tener asesoría técnica, adquiere una dinámica propia que supera todas las barreras formales. 10 2.2. Formulación del Problema. 2.2.1. Problema General ¿Por qué es necesaria la determinación de la Vulnerabilidad Sísmica de las viviendas autoconstruidas de mampostería en el cercado de amarilis en caso de ocurrencia de sismos de magnitudes severas? 2.2.2. Sistematización del Problema 1. ¿Cuánto influye la economía de los pobladores para realizar la autoconstrucción de sus viviendas en el Cercado de Amarilis? 2. ¿Cuál ha sido el comportamiento de las viviendas autoconstruidas de mampostería hasta ahora, durante los eventos sísmicos sucedidos en el Cercado de Amarilis? 3. ¿Qué elementos estructurales son más vulnerables ante un evento sísmico en las viviendas autoconstruidas de mampostería? 4. ¿Cuál es el grado de seguridad que ofrecen estas viviendas autoconstruidas de mampostería frente a un evento sísmico? 11 2.3. Objetivos 2.3.1. Objetivo General: Determinar la Vulnerabilidad Sísmica de las viviendas autoconstruidas de mampostería en el cercado de Amarilis para sismos de magnitudes severas. 2.3.2. Objetivo Específico: 1. Conocer las principales características estructurales y las deficiencias de las viviendas autoconstruidas de mampostería en el Cercado de Amarilis. 2. Obtener un diagnóstico preliminar y local de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas autoconstruidas de mampostería en el Cercado de Amarilis, donde la autoconstrucción está generalizada en gran parte de la población. 3. Evaluar el estado actual de los elementos estructurales de las viviendas autoconstruidas de mampostería en el Cercado de Amarilis. 2.4. Justificación e importancia. a) Científica Es necesario, realizar un estudio sobre la vulnerabilidad sísmica de las viviendas autoconstruidas de mampostería en el Cercado de Amarilis debido a que está ubicada en la zona central de nuestro país, (zona 2- actividad sísmica intermedia, según la NTE E.030. Por ello es importante estudiar el estado en que se encuentran las viviendas autoconstruidas de mampostería, realizar ensayos de resistencia y con 12 los resultados se busca cambiar el rumbo de estas construcciones, plantear mejoras en su diseño, estructuración y proceso constructivo y si es necesario hacer el respectivo reforzamiento de las viviendas autoconstruidas de mampostería existentes, con el propósito de disminuir la vulnerabilidad sísmica de este tipo de viviendas. b) Económica Es necesario, hacer un estudio vulnerabilidad sísmica de las edificaciones autoconstruidas en el Cercado de Amarilis debido a su importante crecimiento poblacional, económico y social en estos últimos años. c) Social Es importante entender la real magnitud de la vulnerabilidad sísmica de las edificaciones autoconstruidas ante un posible evento sísmico, por ser un fenómeno natural inevitable, cuya acción es capaz de producir catástrofes y por lo tanto, deben ser considerados en el momento de proyectar la edificación, en tal sentido es de suma importancia mejorar el diseño sísmico en las estructuras nuevas, así como el comportamiento de las edificaciones autoconstruidas existentes , para reducir el número de víctimas en caso de un evento sísmico. 13 2.5. Limitaciones y alcances 2.5.1. Limitaciones Desconocimiento del número exacto de familias que habitan en viviendas autoconstruidas de mampostería. Otro de los límites del trabajo es que no se podrá determinar el comportamiento real de las estructuras a estudiar, ya que no contamos con equipos para realizar ensayos de carga lateral cíclica. 2.5.1. Alcances El estudio abarca a las viviendas autoconstruidas de mampostería unifamiliares, bi familiares y multifamiliares del Cercado de Amarilis que están hechas de albañilería confinada con unidades de arcilla que no cumplen las especificaciones técnicas mínimas, 14 III. MARCO TEÓRICO 3.1. Revisión de estudios realizados. Jairo Andrés Giraldo Galvis, en el año 2012, desarrollo en la Universidad Universidad de los Andes de Colombia, una tesis para optar el título de Ingeniero Civil “EVALUACIÓN DE VULNERABILIDAD SÍSMICA EN VIVIENDAS DE MAMPOSTERÍA EN ESTRATOS UNO Y DOS SEGÚN TIPIFICACIÓN DE LA ESTRUCTURA” El objetivo de este proyecto de grado fue el de observar la vulnerabilidad de sistemas de mampostería no reforzada que no cumplen con las Normas Colombianas de diseño y Construcción Sismo Resistente (NSR-98) localizados en zonas de riego sísmico medio-alto en la ciudad de Bogotá, mediante modelos a escala reducida sometidos a carga sísmica en la base.. Esta investigación llegó a la conclusión que el mecanismo de falla que se pudo observar, quedo claro que tan vulnerable puede llegar a ser esta estructura ya que aunque los resultados de este tipo de ensayos son más cualitativos que cuantitativos al compararlos con la realidad, si los comparamos con otros modelos a escala podemos ver que esta estructura fallo por completo cuando se le aplicó una aceleración de 0.6 g lo cual al compararlo con otras estructuras a escala construidas de la misma manera es una aceleración relativamente baja, sobre todo si se tiene en cuenta que cuando esta estructura falla, el colapso de esta es inminente ya que carece de refuerzos lo que nos indica que definitivamente esta es una de las estructuras mas vulnerables ante la aparición de un evento sísmico ya que después de la aparición de las primeras fallas el colapso de la estructura puede suceder en cualquier momento y por consiguiente genera gran peligro para los habitantes de este tipo de edificaciones. . 1 15 Roberto Ángel Flores De los Santos, en el año 2012 desarrollo en la universidad católica del Perú una Tesis para optar el título de Ingeniero Civil titulado “DIAGNOSTICO PRELIMINAR DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA DE LAS AUTOCONSTRUCCIONES EN LIMA, cuyo objetivo de Esta investigación es él estudió de las principales características de las viviendas autoconstruidas de mampostería y contribuir a la reducción de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas autoconstruidas de mampostería, además de conocer las principales características estructurales y obtener un diagnóstico preliminar y local de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas autoconstruidas de mampostería en dos distritos de la ciudad de Lima, donde la autoconstrucción está generalizada. Otro problema frecuente se debe a que muchas veces los pobladores, por desconocimiento, construyen sus viviendas en zonas que no son sísmicamente adecuadas, como suelo no consolidado, zonas de gran pendiente, quebradas entre cerros y rellenos. 2 Johan Edgar Laucata Luna, en el año 2013 desarrollo en la universidad católica del peru una tesis Tesis para optar el título de Ingeniero Civil titulado “ANÁLISIS DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA DE LAS VIVIENDAS INFORMALES EN LA CIUDAD DE TRUJILLO”, cuyo objetivo fue contribuir en la disminución de la vulnerabilidad sísmica en las viviendas informales de albañilería confinada en el Perú. Esto involucra conocer las características de las viviendas informales, realizar un análisis de la vulnerabilidad sísmica. Y finalmente proporcionar una solución para mitigar el riesgo sísmico de las viviendas informales de albañilería confinada. Se llegó a las conclusiones de que la ciudad de Trujillo sufrió durante su historia varios eventos naturales, entre sismos e inundaciones. El 16 fenómeno del Niño, los constantes sismos, la cercanía al mar y el suelo arenoso, generan un ambiente de riesgo permanente. Se identificó que los distritos de Porvenir y Víctor altamente poblados y representativos de Trujillo, de características morfológicas diferentes. En ambos distritos se construye a través de la construcción informal y la autoconstrucción. 3 Owner Habacuc Salvador Salazar, en el año 2014 desarrollo en la universidad Nacional Hermilio Valdizan desarrollo una Tesis para optar el título de Ingeniero Civil titulado “EVALUACIÓN SÍSMICA DE VIVIENDAS AUTOCONSTRUIDAS DE MAMPOSTERÍA EN LA CIUDAD DE CAYHUAYNA – HUÁNUCO”, cuyo objetivo fue estudiar el comportamiento estructural tales como resistencia lateral y rigidez de las viviendas típicas en la ciudad de Cayhuayna- Huánuco, identificando que Existen muros de corta dirección en la dirección transversal y el edificio representativo presenta pocos muros estructurales cuyas dimensiones en planta superan los 3m y típicamente se observa que existen 2 muros perimetrales de gran longitud (20m aprox.) en la dirección longitudinal, y llego a la conclusión que tienen buena rigidez en dicha dirección. 5 17 3.2. Conceptos Fundamentales. 3.2.1. Vulnerabilidad sísmica. La vulnerabilidad sísmica es un conjunto de parámetros capaz de predecir el tipo de daño estructural, el modo de fallo y la capacidad resistente de una estructura bajo unas condiciones probables de sismo. 6 3.2.2. Viviendas auto-construidas. Es un proceso constructivo informal de viviendas, mediante el cual una familia y aunque ya sea sola o en coordinación con sus vecinos se abocan a construir su propia vivienda de manera desordenada y con escasos conocimientos de diseño sísmico de estructuras, avanzando en la medida en que van progresivamente disponiendo de recursos. 2 3.2.3. Ciudad. Es un área urbana en la que predominan fundamentalmente la industria y los servicios. Se diferencia de otras entidades urbanas por diversos criterios, entre los que se incluyen población, densidad poblacional o estatuto legal. 2 3.2.4. Riesgo sísmico. El riesgo sísmico es el grado de pérdidas esperadas que sufren las estructuras durante el lapso de tiempo que permanecen expuestas a la acción sísmica (Bonett 2003, Barbart 1998). 1 18 3.2.5. Los sismos. Los sismos son perturbaciones súbitas en el interior de la tierra que dan origen a vibraciones o movimientos del suelo. El origen de los sismos en nuestro territorio se debe principalmente a la interacción de la placa Nazca (placa oceánica) con la placa Sudamericana (placa continental). 15 3.2.6. Origen De Los Sismos a) Sismos tectónicos Producen el 90 % de los sismos y dejan sentir sus efectos en zonas extensas, pudiendo ser de tipo interplaca (zona de contacto entre placas) o intraplaca (zonas internas de estas).9 3.2.7. Tipos De Ondas Sísmicas a) Ondas primarias Ondas P o longitudinales, son vibraciones de oscilación donde las partículas sólidas del medio se mueven en el mismo sentido en que se propagan con velocidades que oscilan entre 6 y 13,6 Km/s. Estas producen cambios de volumen en los materiales y son llamados también, ondas de compresión. Presentan mayor velocidad. 10 b) Ondas secundarias Ondas S o transversales, son conocidas como ondas secundarias y producen la vibración de las partículas en dirección perpendicular a la propagación del movimiento con velocidades que oscilan entre 3,7 y 7,2 Km/s. Estas ondas son más lentas que las ondas P y no se propagan a través de los fluidos. 10 19 3.2.8. Escalas De Medición De Los Sismos a) Magnitud. Es la medida de la cantidad de energía liberada en el foco calculada a partir de las características de las ondas sísmicas sobre un sismógrafo situado a una distancia determinada del epicentro. 12 b) Intensidad Es la medida de la fuerza del movimiento del terreno; es decir del poder destructivo de un terremoto sobre poblaciones, edificaciones y naturaleza en un lugar determinado. El sismólogo italiano Giuseppe Mercalli propuso en 1902 una escala de doce grados. Actualmente existen varias escalas de intensidad, siendo la más utilizada en América, la Escala de Intensidades de Mercalli Modificada (MM), que fue abreviada por Charles Richter en 1956. 12 3.2.9. Mampostería Es el sistema de construcción que consiste en levantar muros a base de bloques que pueden ser de arcilla cocinada, piedra o concreto entre otros. Actualmente se unen utilizando un mortero de cemento y arena con un poco de agua, en las proporciones adecuadas…4 4 Constructora CM Proyectos. [Online].; 2015 [cited 2016, enero] .Available from: http://constructoracmproyectos.com/que-es-mamposteria-en-construccion/. 20 3.3. Marco situacional. Debido al crecimiento demográfico que ha tenido el Cercado de Amarilis y la necesidad de una vivienda se opta por la autoconstrucción, que son dirigidas por Maestros de Obra, albañiles y propietarios, quienes no tienen los conocimientos, sobre el desarrollo y alcance de los procesos constructivos, por no haber recibido capacitación técnica alguna, basándose sólo en su experiencia personal. La supervisión calificada por parte de un Ingeniero es importante para obtener resultados seguros y satisfactorios, resolviendo algunos problemas y dificultades que se presenten durante la ejecución de las obras. Los materiales utilizados en las construcciones, en su mayoría, no cumplen con los requerimientos técnicos básicos para obtener estructuras adecuadas que brinden seguridad, tal es el caso de los ladrillos artesanales que presentan resquebrajaduras, estando a la vez mal cocidos y con sus dimensiones variables; los agregados utilizados son traídos de los cerros cercanos y muchos de ellos se encuentran con limos y materiales orgánicos y son mezclados durante la elaboración del concreto. (1) 21 IV. HIPÓTESIS, VARIABLES, INDICADORES Y DEFINICIONES OPERACIONALES 4.1. Hipótesis: General y Específicas 4.1.1. Hipótesis General Al determinar la Vulnerabilidad Sísmica de las edificaciones autoconstruidas en el Cercado de Amarilis por medio del método del Índice de vulnerabilidad se podrá conocer el nivel de daño en dichas estructuras ante un evento sísmico de magnitud severa. 4.1.2. Hipótesis Especifico Las viviendas autoconstruidas de mampostería del Cercado de Amarilis, no aseguran un adecuado comportamiento estructural frente a eventos sísmicos Las vigas y columnas de las viviendas autoconstruidas de mampostería en el Cercado de Amarilis, son los elementos estructurales más vulnerables durante el evento sísmico Al evaluar las características arquitectónicas actuales de las edificaciones en el Cercado de Amarilis podremos tomar medidas de reducción de daños económicos y humanos ante un evento sísmico de gran magnitud. 22 4.2. Sistema de Variables-Dimensiones e Indicadores 4.3. 4.3.1. Variable Dependiente Vivienda autoconstruida de Mampostería Vulnerabilidad 4.3.2. Variable Independiente Magnitud e intensidad del Evento sísmico en el Cercado de Amarilis Variables Definicion conceptual Dimensiones TIPO Indicadores Unidad de medida Escala(Rango) Metodos de Valuacion - dezplazamiento maximo metros 0.000 - 0.007 Longitud de Deformaciones en Softwars horizontal - dezplazamiento maximo El componente estructural de una vivienda - Deformaciones metros 0.000 - 0.002 Longitud de Deformaciones en Softwars vertical por piso autoconstruida se refiere a aquellas partes de - flecha maxima de las vigas metros 0.000 - 0.009 Longitud de Deformaciones en Softwars un edificio que lo mantienen - Sistema estructural - Sistema Confinado Por subsistemas Variable por Sistema Normatividad en pie, incluyendo cimientos, columnas, muros portantes, vigas y entrepisos, - Periodo segundos 0.000 - 0.100 Periodo en Softwars diseñados - Vibracion del sistema estructural - Frecuencia Hertz 0.000 - 10.000 Frecuencia en Softwars para transmitir cargas, a través de las vigas, - Amplitud maxima metros 0.000 - 0.007 Longitud en Softwars columnas y cimientos hacia el suelo. 1. Comportamiento -Fuerza Tn 0.000-100.000 Softwars La falla de uno de estos elementos puede - Fuerzas y Momentos maximos estructural de Vivienda -Momento Tn-m 0.000-300.000 Softwars generar serios problemas a la edificación, autoconstruida Numero x elemento incluso -Fallas variable por elemento Normatividad - Estabilidad estructural su destrucción total. Numero x elemento -Fracturas variable por elemento Normatividad El comportamiento de las edificaciones ante estructural Indicadores diferentes amenazas varía dependiendo de su .Propagacion de onda m/s 0.000 - 700.000 Calculo de diseños diseño estructural así como de las características y resistencia de los materiales - Carga admisible Tn/m2 0.000 - 150.000 Calculo de diseños empleados - Interaccion Suelo- estructura en su construcción. - Asentamiento metros 0.000 - 0.001 Calculo de diseños epoca de construccion - Antigüedad años Encuestas 4.4. Definición Operacional - Sistema Aporticado Subsistemas Normatividad VARIABLE DEPENDIENTE -Sistema estructural predominante - Sistema Confinado Subsistemas Vulnerabilidad Alta=50 Normatividad de - configuracion en planta Regularidad Normatividad La vulnerabilidad sísmica de una estructura, -Geometria Vulnerbilidad Media = -Configuracion en altura Regularidad Normatividad grupo de estructura o de una zona urbana '25 1 piso, mas completa, se define como su predisposición - numero de pisos Normatividad - Peso de un piso a sufrir daño ante la ocurrencia de un 2. Vulnerabilidad - tipo de Cubierta liviano, moderado, pesada Vulnerabilidad Baja=-5 Normatividad movimiento sísmico y está asociado directamente a sus características físicas y - Tipo de mamposteria unidad Normatividad estructurales de diseño. - Espesor de muros metros Normatividad - Rigidez -Cantidad de muros unidad Normatividad Variables, - Altura de muros metros Normatividad - Coeficiente de sitio S1,S2,S3,S4 Normatividad - Suelo y cimentacion - Terreno de Fundacion Firme, intermedi y blanda Normatividad - posicion de edificio y pendiente de terreno Normatividad cimentacion Es un fenómeno de sacudida brusca y pasajera de la corteza terrestre producida por la liberación de energía acumulada en - Magnitud - Magnitud de Honda Escala de Richter 0.000 - 8.000 - Sismografo forma de ondas sísmicas. Los más comunes 3. Evento sísmico en se producen por la ruptura de fallas geológicas. También pueden ocurrir por Dimensiones Huánuco otras causas como, por ejemplo, fricción en - Escala de Mercalli el borde de placas tectónicas, procesos - Intencidad - Grado de Daños I - XI - Observacion de efectos modificada 23 e volcánicos o incluso pueden ser producidas VARIABLE INDEPENDIENTE por el hombre al realizar pruebas de 24 V. MARCO METODOLÓGICO 5.1. Nivel y Tipo de Investigación. 5.1.1. Nivel de Investigación Descriptivo. Es descriptivo, ya que comprende el proceso de identificación, descripción, caracterización, de las viviendas autoconstruidas de mampostería, así como los efectos a la estructura durante un evento sísmico Bibliográfico. La investigación se basará en información bibliográfica, teorías, métodos y técnicas de investigación para la obtención de parámetros para la evaluación de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas autoconstruidas de mampostería. Empírico. Se observarán los estudios en campo, al evaluar las estructuras existentes en el Cercado de Amarilis, 5.1.2. Tipo De Investigación Por su finalidad Investigación Aplicada. Ya que la investigación está encaminada a elaborar un estudio de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas autoconstruidas de mampostería y proponer la solución aplicando aportes teóricos. Por su naturaleza El enfoque de la investigación a desarrollar es del tipo Cuantitativo y Cualitativo. Por la fuente de datos. Bibliográfica y Empírica. 25 Por el tiempo de ocurrencia. Retrospectiva, ya que utiliza referencias existentes para identificar sus antecedentes o causas. Por la participación del investigador. Investigación Tradicional, la investigación será elaborada por un único investigador- Por el método que se emplea. Investigación ex post facto. ya que solo se examina los efectos de las. 5.2. Diseño de la Investigación. El Diseño de investigación constituye el plan general del para obtener respuestas a los interrogantes o comprobar las hipótesis de investigación. OBJETIVOS PASOS PARA LOGRAR LOS OBJETIVOS 1. Investigación - Revisión bibliográfica de antecedentes y bibliográfica estudios realizados sobre viviendas autoconstruidas de mampostería 2. Identificación de - Identificación de las viviendas autoconstruidas características de mampostería de albañilería confinada en las representativas diferentes partes del Cercado de Amarilis, para determinar las características estructurales y arquitectónicas más representativas. 3. Investigar las - Adquirir información del Instituto Geofísico del diferentes Perú, sobre las magnitudes e intensidades de los magnitudes e eventos sísmicos producidos en el Cercado de intensidades de los Amarilis durante los últimos años eventos sísmicos 4. Realizar el análisis - Ingresar la Estructura 3D diseñada en Autocad- estructural sísmico 3D, al software SAP2000 junto a los factores de 26 estático en el estado y Simular el comportamiento Estructural en el elástico, de un Software. modelo de vivienda - Determinar la Geometría, Condiciones de típica autoconstruida contorno, Materiales, Acciones y mediante un en un programa de análisis sísmico los esfuerzos, desplazamientos, cómputo deformaciones, resistencia, rigidez, vibraciones y comparar con los permisibles del RNE. 5. Evaluar la mayor - Hacer una visita de campo a dichas estructuras cantidad de para tomar datos de sus características, fallas viviendas existentes (grietas, inclinaciones, autoconstruidas de deformaciones, etc), y anotar en una tabla de mampostería en el acuerdo al lugar y al elemento donde está Cercado de Amarilis ubicado. - Deducir los probables factores de su falla basado en teorías y definiciones estructurales de edificaciones. 6.- Comparar el - Realizar las comparaciones de las estructuras análisis hecho de la modeladas en el Software Sap2000, con las simulación y el estructuras evaluadas en campo cuyas fallas se estado actual de las pudieron haber causado a las cargas verticales viviendas y horizontales autoconstruidas de mampostería. 7. Establecer - Fundamentar dichos criterios de relación con las criterios en el definiciones, proyectos, estudios y teorías de comportamiento de edificaciones. las viviendas 27 autoconstruidas de - Establecer os parámetros mínimos y máximos mampostería de aceptación en cuanto a los datos calculados en el comportamiento estructural de la edificación, basados en la normativa vigente. 8. Conclusiones, - se establecerá las conclusiones basados en el recomendaciones y objetivo y las hipótesis y se planteara las elaboración del recomendaciones necesarias informe final del - elaboración del informe final en base al proyecto de tesis. reglamento de la FICA. 28 VI. UNIVERSO/POBLACIÓN Y MUESTRA 6.1. Determinación del Universo/Población. El universo estará dado por viviendas autoconstruidas de mampostería típicas del Cercado de Amarilis. 6.2. Selección de la Muestra. Utilizando métodos estadísticos 𝑍 2 × 𝑃(1 − 𝑃) 𝑛= 𝐸2 Z=nivel de confianza 90% P= proporción de éxito 50% E= nivel de precisión 10% 1.962 × 0.5(1 − 0.5) 𝑛𝑂 = 0.12 𝑛𝑂 = 96.04 ≅ 97 - La muestra es de 97 viviendas autoconstruidas de mampostería del Cercado de Amarilis. - Muestreo para la elaborar el modelo estructural representativo. - Salidas al campo a diferentes zonas del Cercado de Amarilis para registrar la mayor cantidad y variedad de características de las viviendas en cuestión, de los cuales se estudiarán 97 viviendas para uniformizar las dimensiones arquitectónicas, materiales de construcción, detalles de cimentación y estructuración. 29 VII. TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN Y TRATAMIENTO DE DATOS. 7.1. Fuentes, técnicas e instrumentos de recolección de datos. 7.1.1. Fuentes Fuentes Primarias. Resultados de las entrevistas a los principales actores involucrados, investigaciones preliminares referidos al tema de vulnerabilidad sísmica de viviendas autoconstruidas de mampostería. Fuentes secundarias. Información bibliográfica referidos al tema de vulnerabilidad sísmica de edificaciones autoconstruidas (investigaciones Realizadas, libros, revistas, manuales, Reglamento Nacional de Edificaciones, material electrónico, etc.) 7.1.2. Técnicas e instrumentos de recolección de datos La técnica empleada en la investigación son la observación directa, mediciones de campo, el censo y la encuesta. Técnica Definición Instrumento Fuente de información Observación Esta técnica nos permitió observar y Fotos y Viviendas directa describir las características de forma, Videos autoconstruidas estructuración y proceso constructivo de mampostería de las viviendas autoconstruidas de mampostería del Cercado de Amarilis. Mediciones Permite realizar las mediciones en Instrumentos Viviendas de campo campo los efectos causados por el de medicion autoconstruidas sismo como (desplazamientos, de mampostería grietas, fisuras, asentamiento) de las viviendas autoconstruidas de mampostería. 30 Censo Para el Censo se utilizó el Guias de Propietario de las cuestionario diseñado con preguntas censo viviendas claras, concisas, concretas y autoconstruidas correctas; orientadas a una guía, de de mampostería tal forma que nos permita evaluar con rapidez. Encuesta Mediante la aplicación de encuestas guía Propietario de las y al mismo tiempo las entrevistas con debidamente viviendas un interrogatorio cuyas preguntas se diseñada autoconstruidas de mampostería realizan sobre la base de un formulario previamente preparado. 7.2. Procesamiento y presentación de datos. Mediante tablas y cuadros estadísticos utilizando el programa Excel para ayudarnos en el procesamiento de los datos. Modelamiento y obtención resultados mediante el software estructural ETABS v15. Se aplica la metodología de una metodología DEL ÍNDICE DE VULNERABILIDAD (BENEDETTI Y PETRINI) que tiene en cuenta las características constructivas, arquitectónicas y estructurales de las edificaciones de la zona estudiada, que permite realizar un diagnóstico inicial de la vulnerabilidad. SE APLICA ESTE MÉTODO PORQUE: Está fundamentada en datos reales. Se puede aplicar en estudios a nivel urbano. Se tiene la experiencia de haberse aplicado en diferentes ciudades del mundo, incluido Perú, con buenos resultados. El método del índice de Vulnerabilidad, enmarcándose dentro del grupo de métodos de vulnerabilidad observada, identifica los 31 parámetros más importantes que controlan el daño en un edificio ante una solicitación sísmica. Los estudios de la configuración en planta y elevación, el tipo y calidad de los materiales utilizados, la posición y la cimentación del edificio, la disposición de los elementos estructurales, así como el estado de conservación de la estructura, son calificados individualmente en una escala numérica afectada por un factor de peso, que trata de resaltar la importancia de una parámetro respecto al resto. A partir de los valores de los parámetros obtenidos de esta manera, se realiza una calificación global del edificio en una escala numérica continua. 10 Cuantificación del Índice de Vulnerabilidad: Una vez obtenida todas las cuantificaciones (A, B, C o D) de cada una de los once parámetros de la estructuras, se determina el Índice de Vulnerabilidad, por medio de una suma ponderada del valor de cada parámetro multiplicado por un peso de importancia, mediante la siguiente ecuación: 32 En la siguiente Tabla se indican la escala numérica del índice de Vulnerabilidad, la cual fue desarrollada por Benedetti et al. MATRIZ PARA LA CALIFICACIÓN DE VULNERABILIDAD N° PARÁMETRO KiA KiB KiC KiD PESO Wi 1 Organización del sistema resistente 0 5 20 45 1.00 2 Calidad del sistema resistente 0 5 25 45 0.25 3 Resistencia convencional 0 5 25 45 1.50 4 Posición del edificio y cimentación 0 5 25 45 0.75 5 Diafragmas Horizontales 0 5 15 45 1.00 6 Configuración en planta 0 5 25 45 0.50 7 Configuración de elevación 0 5 25 45 1.00 8 Separación Máxima entre muros 0 5 25 45 0.25 9 Tipo de cubierta 0 15 25 45 1.00 10 Elementos no estructurales 0 5 25 45 0.25 11 Estado de conservación 0 5 25 45 1.00 TABLA 1. Matriz de calificación de la vulnerabilidad. Los resultados globales de calificación se evalúaran con la siguiente tabla Matriz de calificación de vulnerabilidad física-global o de conjunto INDICADOR GLOBAL DE VULNERABILIDAD SÍSMICA Grado de vulnerabilidad baja <150 Grado de vulnerabilidad moderada >150 y < = 375 Grado de vulnerabilidad alto >375 TABLA 2. Matriz de calificación de vulnerabilidad física-global 33 VIII. ASPECTOS ADMINISTRATIVOS Y PRESUPUESTALES. 8.1. Potencial humano Emerson Valentin Valverde, alumno encargado de la elaboración del proyecto de tesis. Arq. Víctor Goycochea Vargas. Asesor y docente del curso de Seminario de Tesis. 8.2. Recursos materiales y equipos. Materiales Papel bond A4 1 millar Lapiceros 01 caja Borrador 01 unidad Cuaderno de apuntes 01 unidad Equipos Dispositivo USB 1 unidad Laptop HP 1 unidad Impresora 1 unidad Cámara fotográfica 1 unidad Instrumentos Vernier, Wincha, Cinta métrica Laboratorio Laboratorios de la FICA 34 8.3. Recursos financieros y costos. Recursos propios del investigador. PRESUPUESTO TOTAL TITULO: “Estudio de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas autoconstruidas de mampostería en el cercado Huánuco” PLAZO DE ELABORACIÓN: 05 MESES TESISTA: VALENTIN VALVERDE, Emerson Pavel ASESOR: MSC. ERASMO FERNÁNDEZ SIXTO CANTIDAD PRECIO PRECIO DESCRIPCION PARCIAL UNIDAD UNITARIO TOTAL 1. BIENES DE CONSUMO S/. 42.50 PAPEL BOND A4 DE 60 GRMS 1 MILLAR S/. 20.00 S/. 20.00 06 LAPICEROS S/. 2.00 S/. 12.00 UNIDADES TAJADOR 01 UNIDAD S/. 1.00 S/. 1.00 BORRADOR 01 UNIDAD S/. 1.00 S/. 1.00 CUADERNO DE APUNTES 01 UNIDAD S/. 2.50 S/. 2.50 FOLDERS MANILA A4 01 DOCENA S/. 0.50 S/. 6.00 S/. 2. EQUIPAMIENTO Y BIENES DURADEROS 2,225.00 DISPOSITIVO USB 01 UNIDAD S/. 25.00 S/. 25.00 S/. S/. LAPTOP HP 01 UNIDAD 2,000.00 2,000.00 IMPRESORA 01 UNIDAD S/. 200.00 S/. 200.00 MULTIFUNCIONAL 3. SERVICIOS S/. 148.00 FOTOCOPIAS 180 COPIAS S/. 0.10 S/. 18.00 INTERNET 100 HORAS S/. 1.00 S/. 100.00 LLAMADAS 1 HORA S/. 0.50 S/. 30.00 4, INSTRUMENTOS S/. 79.00 VENIER 2 S/. 7.00 S/. 14.00 WINCHA 5 S/. 12.00 S/. 60.00 CINTA METRICA 5 S/. 1.00 S/. 5.00 S/. TOTAL 2,494.50 35 CRONOGRAMA DE TESIS “Estudio de la reducción de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas autoconstruidas en el TITULO cercado Huánuco” PLAZO 05 MESES TESISTA VALENTIN VALVERDE, Emerson Pavel ASESOR ING. FERNANDEZ SIXTO, Erasmo 8.4. Cronograma de Acciones. MES 1 MES 2 MES 3 MES 4 MES 5 ITEM DESCRIPCION 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1.00 IDENTIFICACION DEL ROBLEMA 2.00 REVISION BIBLIOGRAFICA 3.00 ELABORACIÓN DEL MARCO TEÓRICO 4.00 ELABORACIÓN DE LOS INSTRUMENTOS 5.00 APLICACIÓN DE LOS INSTRUMENTOS 6.00 RECOLECCIÓN DE DATOS 7.00 PROCESAMIENTO DE DATOS 8.00 ANÁLISIS DE LOS DATOS 9.00 REDACCIÓN SEMANAL 10.00 REVISIÓN Y CORRECCIÓN SEMANAL 11.00 PRESENTACIÓN FINAL DEL PLAN DE TESIS 36 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Girardo Galvevis J. Evaluación de Vulnerabilidad Sísmica En Viviendas de Mampostería en estratos uno y dos según tipificación De La estructura [Tesis para optar el titulo de ingeniería civil]. Bogota – Colombia, Editorial del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, 2012. 2. Flores De los Santos R. Diagnostico preliminar de la vulnerabilidad sísmica de los autoconstrucciones en Lima [Tesis para optar el título de Ingeniero Civil]. Lima – Perú, Fondo Editorial de la PUCP, 2012. 3. Laucata Luna J. Análisis de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas informales en la ciudad de Trujillo [Tesis para optar el título de Ingeniero Civil]. Lima – Perú, Fondo Editorial de la PUCP, 2013. 4. Salvador Salazar O. Evaluación Sísmica de Viviendas autoconstruidas de mampostería en la Ciudad de Cayhuayna [Tesis para optar el título de Ingeniero Civil]. Huánuco – Perú, Editorial: Unheval, 2013. 5. Flores De los Santos R. Diagnostico preliminar de la vulnerabilidad sísmica de las autoconstrucciones en Lima [Tesis para optar el título de Ingeniero Civil]. Lima – Perú, Fondo Editorial de la PUCP, 2002. 6. Constructora CM Proyectos. [Online].; 2015 [cited 2016, enero] .Available from: http://constructoracmproyectos.com/que-es- mamposteria-en-construccion/. 37 ANEXOS Anexo N° 1 Matriz de consistencia