UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABI

UNIDAD ACADEMICA CIENCIAS TECNICASCARRERA INGENIERIA CIVIL

TRABAJO DE:OPTATIVA I

TEMA:EVALUACION DE EDIFICACIONES

ELABORADO POR:ALCIVAR MARCILLO ROGERBAQUE ZAMBRANO MARIACASTILLO VASQUEZ JOSE

CEVALLOS RODRÍGUEZ SALVADORLOPEZ PONCE JORGE

DOCENTE: ING. EDISON PIN

SEMESTRE:SEXTO “A1”

FECHA:23 de diciembre del 2014

PERIODO ACADEMICO:NOVIEMBRE 2014 – ABRIL 2015

Evaluación De ViviendasAlcívar Roger, Baque María, Castillo José, Cevallos Salvador, López Jorge.

Universidad Estatal Del Sur De Manabí (UNESUM) Jipijapa-Manabí-Ecuador

Resumen: Este documento hace referencia a la evaluación de una vivienda afectada por deslizamiento de terreno.Los autores de este trabajo se centraron en analizar los problemas geotécnicos que pueden ocasionar el colapso total o parcial de la vivienda.Teniendo presente una serie de variables y problemáticas que se pueden presentar a largo que va pasando el tiempo se deben tener en cuenta todas las medidas de seguridad y consideraciones al momento del cálculo.Los autores tenemos como objetivo identificar las principales fallas que se producen en este tipo de construcciones las cuales se hará referencia en el desarrollo del trabajo.

I. INTRODUCCION

El presente trabajo se refiere al tema de evaluación de edificaciones, que en nuestro caso se va a estudiar y analizar una vivienda unifamiliar.Se puede definir a la evaluación de edificaciones como la inspección que se realiza a cualquier obra de construcción usando criterios confiables y uniformes, que da como resultado un informe técnico.El resultado que arroja este informe técnico nos indicara el índice de vulnerabilidad (nivel de deterioro) en que se encuentra nuestra vivienda. El nivel deterioro es determinado por el tipo de fallas que podamos encontrar que pueden ser; fisuras, grietas y colapso total o parcial.Los daños pueden ser ocasionados por malos cálculos, fenómenos naturales, sobrecargas como, así mismo mal control de calidad de materiales al momento de la ejecución de la obra civil.Y este trabajo puede ser utilizado como guía para prevenir el colapso de una vivienda.En este documento se recopila información relacionada a los diferentes malestares que se pueden presentar a lo largo de la vida útil de una vivienda. La investigación de esta problemática se realizó por el interés de conocer las fallas e inconvenientes que se producen por construir en terrenos no consolidados.Para una mejor comprensión del lector, el análisis será fundamentalmente objetivo, se realiza lo más entendible.

Documento realizado el 23 de diciembre del 2014, como trabajo de investigación, para la asignatura de Optativa 1.Participaron en la elaboración del trabajo de investigación, los estudiantes en formación:Roger Antonio Alcívar Marcillo (roger502008@hotmail.com), María José Baque Zambrano (mxjo_1316@hotmail.es), José Mauricio Castillo Vásquez (maocas87@hotmail.com), Salvador Alejandro Cevallos Rodríguez (salvadorcevallos89@gmail.com), Jorge Luis López Ponce (ljp_13@hotmail.es).

II. Evaluación de vivienda ubicada en Avenida “La Prensa”

La evaluación o inspección de obras civiles es un proceso que debe ejecutarse como mínimo trimestralmente, cumpliendo con un programa mantenimiento o después de la ocurrencia de un evento. Fratelli reitera que “con el paso del tiempo, las estructuras por lo general muestran signos de desgaste y desintegración”, ello reafirma la importancia de las inspecciones o evaluaciones con el fin de realizar el mantenimiento necesario.

Los profesionales que trabajan en las organizaciones de planificación y evaluación de obras civiles deben gerenciar todos los eventos posibles que pueden causar daños a las obras mediante métodos estadísticos y probabilísticas, donde pasan a jugar un papel preponderante la vida útil de diseño de la obra y el periodo de retorno de esos eventos. “La vida prevista de servicio de un edificio usual debe alcanzar unos 80 años o más”. Sin embargo cabe mencionar que si existe muy poco mantenimiento y el programa de inspecciones no se realiza en forma permanente este tiempo se reduce en forma considerable.

La revisión del estado general de una edificación es el mejor indicador del daño en el sistema estructural. Edificios con colapso total o parcial, notablemente inclinados, con entrepisos completamente desplomados, o con fallas en la cimentación son un excelente indicador de daño estructural que afecta la estabilidad de toda la edificación en su conjunto. No es necesario describir los daños arquitectónicos o estructurales cuando existe colapso total.

Y como se puede ver en la fig. 2.1 a primera vista se observan daños en elementos arquitectónicos y en los elementos estructurales.

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Fig. 2.1 Daño arquitectónico y estructuralGeneralmente, los daños no estructurales se deben a la unión inadecuada entre los muros de relleno o divisorios, las instalaciones y la estructura, o a la falta de rigidez de la misma, lo que se traduce en excesivas deformaciones que no pueden ser absorbidas por este tipo de componentes. Los daños no estructurales más comunes son el agrietamiento de elementos divisorios de mampostería, el aplastamiento de las uniones entre estructuras y los elementos no estructurales, el desprendimiento de acabados y la rotura de vidrios y de instalaciones de diferente tipo. La falla o desprendimiento de elementos no estructurales puede representar un riesgo para la vida pero no genera normalmente el colapso de las edificaciones.

Para evaluar este tipo de daños se consideran en este proceso aquellos elementos que aunque no ponen en peligro la estabilidad de la edificación si representan un riesgo para la vida y seguridad de los ocupantes. A cada una de las variables se le asigna una calificación dentro cinco niveles de daño posibles.

Dentro de la clasificación de daños arquitectónicos encontramos:

Muros de Fachadas o Antepechos. Muros divisorios Cielos rasos y luminarias Cubiertas Escaleras Instalaciones (acueducto, alcantarillado, energía y

gas). Tanques elevados.

La calificación que se le da a estos daños depende de los diferentes niveles en que se encuentren que van desde:

1. Ninguno / Muy leve2. Leve3. Moderado4. Fuerte5. Severo

Los elementos estructurales que se evalúan dependen del sistema estructural con que cuente la edificación, ver tabla 1. Para cada uno de los elementos y en cada nivel de daño se asigna un porcentaje (equivalente a la cantidad o extensión) del daño dependiendo de lo observado por el evaluador. A partir de la información del daño (nivel y porcentaje) que se presenta en cada tipo de elemento y la de los demás elementos estructurales involucrados se obtiene la noción de la gravedad del daño en el piso o la planta de mayores daños.

En muchos casos la estructura está oculta por los elementos o acabados arquitectónicos, y no es posible establecer claramente los daños, por lo tanto si existe alguna inquietud sobre la afectación de los mismos en los comentarios se debe sugerir la necesidad de recomendar al propietario una inspección más detallada contratada con un ingeniero particular, que incluya la remoción de algunos de los elementos arquitectónicos.

Tabla1. Variables Estructurales a evaluar según el sistema

Sistema Estructural Elementos EstructuralesPórtico en concreto reforzado

Vigas, Columnas, Nudos y Entrepisos

Pórtico con muros estructurales enConcreto Reforzado

Vigas, columnas, Nudos, Muros y Entrepisos.

Estructuras Metálicas Vigas, Columnas, Conexiones y Entrepisos.

Estructuras en Madera Vigas, Columnas, Conexiones y Entrepisos.

Mampostería Muros portantes (con columnetas y vigas deconfinamiento en el caso ser confinada) yEntrepiso.

Tapia, adobe y bahareque Muros portantes y Entrepiso

En la fig. 2.2 y 2.3 se observan daños estructurales severos.

Fig. 2.2 Fisuras y Grietas

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Fig. 2.3 Colapso de Mampostería

Para edificios de dos o más pisos se deben evaluar en un solo formulario toda la edificación. Es importante reiterar que la inspección de los elementos estructurales se realizará en el piso de mayor daño indicando en qué piso se presenta esa situación. El porcentaje de daños se determina como la proporción entre el número, área o longitud de elementos afectados y el número, área o longitud total de elementos de ese tipo en el piso.

Generalmente, el sistema estructural se encuentra oculto por elementos divisorios, de recubrimiento o elementos arquitectónicos. Debe examinarse cada piso así como sótanos, escaleras, cuartos de máquinas y otras áreas, que por estar generalmente expuestas permiten observar claramente el sistema estructural.

EVALUACION DE PROBLEMAS GEOTECNICOS

Dentro de este grupo se encuentran dos variables que son: fallas en taludes y desprendimientos de rocas y asentamientos o licuación de suelos. Este grupo de variables, afecta la condición global de la edificación, por lo tanto aunque no se califica la severidad del fenómeno si es importante tener en cuenta la extensión y grado de compromiso en la estabilidad de la edificación a la hora de evaluar la seguridad.Dentro estas fallas encontramos:Asentamientos, subsidencia o licuación: En algunos suelos arenosos saturados y poco consolidados, el sismo puede causar el fenómeno de la licuación. La licuefacción es un fenómeno que consiste en una caída brusca de resistencia al corte de un suelo granular en condiciones no drenadas, la cual puede ser activada por la repetida aplicación de pequeños incrementos o decrementos de esfuerzos de corte inducidos por vibraciones del terreno asociadas con terremotos o explosiones. La pérdida de resistencia es de tal magnitud que momentáneamente el suelo alcanza la consistencia de un fluido pesado y se originan grandes deformaciones. Cuando este fenómeno se presenta el suelo pierde su capacidad de soporte y se pueden presentar asentamientos en las edificaciones.

Los fenómenos de licuefacción se han observado generalmente en depósitos aluviales recientes compuestos por granulares, como los que se encuentran típicamente en los deltas o zonas de inundación de ríos y lagos.Los parámetros más relevantes en la evaluación del potencial de licuefacción son:

1. la granulometría (tamaño, gradación y forma de granos);

2. la densidad relativa del depósito.

Estas características son determinadas por el método de deposición, la edad geológica y la historia de esfuerzos del depósito.Estos efectos pueden producir daños graves a la edificación. Aunque los asentamientos no ocurren solamente como consecuencia del fenómeno de la licuación, esta es una de las causas más comunes.La subsidencia es un desplazamiento hacia abajo que se presenta en el terreno que soporta una construcción. Entre las causas principales que conllevan a este fenómeno se encuentran: tuberías de desagües perforados, ya que los escapes de agua pueden erosionar los cimientos; las obras subterráneas tales como, las minas fuera de uso y el apisonamiento de terraplenes; la vegetación, ya que los árboles robustos absorben el agua del suelo durante los períodos secos; etc.En las fig. 4 y 5 se observa como la licuación y los asentamientos ponen en peligro la estabilidad y funcionalidad de la edificación.

Fig.4 Daños por licuación del suelo

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Fig. 5 Asentamiento excesivo de edificio.

Fallas en taludes o movimientos en masa: Los sismos pueden convertirse en agentes disparadores de deslizamientos o desprendimientos de rocas. Es posible que en algunos casos la cercanía a un deslizamiento afecte la seguridad de la edificación o que debido a la proximidad de éste la estructura pueda ver comprometida su estabilidad. El agrietamiento del suelo en una ladera puede ser un indicio de que un deslizamiento está próximo a ocurrir y puede comprometer la seguridad de la edificación.

Taludes escarpados: En terrenos escarpados los deslizamientos pueden ocurrir en cualquier tipo de material geológico. Sin embargo, la causa más común de derrumbe en taludes escarpados es el deslizamiento a lo largo del contacto con la roca de suelos residuales o coluviales. El material meteorizado o suelto no puede mantener la misma pendiente que la roca, por ello, una fuerte lluvia o un corte al pie del talud pueden activar el deslizamiento de la masa suprayacente. Áreas de concentración de drenaje y filtración: Un estudio cuidadoso de la red de drenaje y áreas de concentración de agua es extremadamente importante. Es probable que ocurran filtraciones con el subsecuente deslizamiento en áreas debajo de reservorios, canales de irrigación o depresiones con agua estancada. Es importante reconocer el peligro potencial de las áreas derivadas de drenaje superficial, especialmente en rocas porosas y fracturadas.

Se puede observar claramente en la fig. 2.4 y 2.5 que la vivienda fue afecta por deslizamiento del terreno.

Fig. 2.4 Colapso de parte de la estructura

Fig. 2.5 Deslizamiento del terreno

Los deslizamientos ocurren como resultado de cambios súbitos o graduales en la composición, estructura, hidrología o vegetación en un terreno en declive o pendiente.

Estos cambios pueden desencadenarse por:

vibraciones como las ocasionadas en los terremotos, explosiones, maquinaria, tráfico.

remoción del soporte lateral por la erosión, fallas geológicas existentes en la pendiente, excavaciones, construcciones, deforestación y pérdida de la vegetación.

sobrecarga del terreno producida por el peso del agua, del hielo, de la nieve o granizo, acumulación de rocas o material volcánico.También basuras y deshechos, la carga de los edificios y estructuras, así como de la vegetación misma.

fuertes aguaceros, aumento de los niveles freáticos o de saturación de aguas.

La lluvia es el detonador dominante en los derrumbes, junto a la actividad sísmica, que también puede poner en movimiento materiales de tierra y roca. Técnicamente, derrumbes, deslizamientos de desechos y avalanchas significan lo mismo;

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el término derrumbe se usa para describir una variedad de procesos que llevan a un movimiento de caída y salida de materiales hacia abajo (rocas, tierra, relleno, vegetación) que puede caer, volcarse, deslizarse, regarse o fluir. Los derrumbes suceden por gravedad y se caracterizan por la imposibilidad de la pendiente de contener materiales de tierra durante largos períodos de fuertes lluvias o precipitaciones concentradas durante un período corto en una zona vulnerable.

Los deslizamientos de menor escala, como consecuencia de tierras inestables y diferentes grados de licuefacción, hacen que los derrumbes sean una constante preocupación en términos de volumen de material y de su impacto en la población.

En las áreas urbanas se presentan condicionantes muy específicos, en los cuales es la acción del hombre la que induce el fenómeno. Frecuentemente se observa:

interrupción en el curso de las aguas (lluvias, de drenaje, servidas, agua potable).

construcciones que cortan y rellenan afectando la estabilidad de las pendientes.

el peso de las estructuras.

Los derrumbes urbanos son comunes debido al intensivo desarrollo de la infraestructura y mal manejo de desechos y alcantarillado. Los esfuerzos de ingeniería para contener o prevenir derrumbes e inundaciones en zonas de gran inversión y alta actividad económica, con frecuencia agravan el problema. Aún en áreas rurales muy pobladas, en poblaciones situadas en terrenos de reconocido riesgo de inundación, llegan corrientes de desechos y lodo combinados con caudales de agua y continúan tomando vidas, arrasando poblaciones y propiedades como ha sucedido en Filipinas.

Evaluación del porcentaje de daños en la Edificación

Con base en la metodología propuesta por el ATC-13 (Applied Technology Council, 1985) basada en estados de daño, que han sido obtenidos de relaciones demanda contra capacidad en términos de rigidez, resistencia y disipación de energía, se proponen los siguientes porcentajes de daño:

Tabla 2. Porcentajes de daño

Caracterización de Daño

Rango deDaño %

índice de

Daño

Descripción

1. NINGUNO 0 0 Sin daño

2. LEVE (0-10) 5

Daño menor localizado enalgunos elementos que no requiere siemprereparación

3. MODERADO (10-30) 20

Daño menor localizado en muchos elementos que debe ser reparado.

4. FUERTE (30-60) 45

Daño extensivo que requiere reparaciones mayores.

5. SEVERO (60-100) 80

Daño grave generalizadoque puede significardemolición de la estructura

6. COLAPSO TOTAL

100 100 Destrucción total o colapso.

Al analizar esta información nos va a ser de gran utilidad para definir la clasificación global del daño de la vivienda y su habitabilidad, así como estimar las pérdidas económicas.

Clasificación del daño y habitalidad de la edificaciónDespués de realizada la inspección de la edificación y teniendo en cuenta la afectación tanto de los elementos arquitectónicos como estructurales para poder evaluar realmente su capacidad para resistir cargas y si el peligro puede desaparecer al remover los elementos arquitectónicos afectados, se clasifica el uso y funcionamiento del mismo, en cuatro niveles: Habitable, Uso restringido, No habitable y Peligro de colapso.Es importante considerar, que no es deseable provocar problemas innecesarios a los ocupantes al dictaminar la evacuación de una edificación con daños menores, pero por otro lado, es importante evitar exponerlos a riesgos innecesarios. Por lo tanto, a partir de un análisis del estado general de la edificación, de los daños en los elementos arquitectónicos, los problemas geotécnicos y los daños estructurales se puede definir su habitabilidad.

Estado general de la edificación y problemas geotécnicosEdificios con colapso total o parcial, notablemente inclinado, con entrepisos completamente desplomados, con fallas en la cimentación o localizados en una zona con problemas geotécnicos severos que afectan la estabilidad de toda la edificación en su conjunto, deben ser clasificados como inseguros.

Daños en elementos arquitectónicosEn general el daño severo en elementos no estructurales no implica clasificar a la estructura como no habitable, si estos se encuentran concentrados en un área pequeña es probable que con restringir el acceso a las áreas inseguras sea suficiente o condicionar la ocupación al retiro y reparación de los elementos que ofrezcan peligro de caer y por lo tanto se puede

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marcar la edificación como de uso restringido, mientras que si los daños son leves y muy puntuales y no ofrecen peligro para la integridad de las personas, la edificación se puede clasificar como habitable.Lo anterior no aplica si los daños severos en los elementos arquitectónicos son generalizados y se encuentran dispersos por toda la edificación, en cuyo caso normalmente está asociados con problemas estructurales importantes y puede llegar a declararse como no habitable.

Daños en elementos estructuralesDe acuerdo con el sistema estructural de la edificación que se inspecciona, existen algunos elementos, cuya importancia dentro de la estructura es tan notable, que si estos han sufrido daños muy graves, aunque los demás elementos no presenten daños importantes, la edificación corre el riesgo de perder su estabilidad. Por lo tanto, puede ser necesario realizar la evacuación inmediata.

III. RESULTADOS

Una vez realizada la inspección o evaluación a esta vivienda y basándonos en libros y artículos se logró determinar el estado en que se encuentra la vivienda. Gran parte de la vivienda presentan daños estructurales importantes en: contrapiso, columnas, mampostería y cadena de amarre causados por problemas geotécnicos del terreno.Esta presenta daños significativos ya que su estructura se encuentra en un índice de daño del 80%. Y basándonos en la tabla 2 antes descrita se puede decir que, es un daño grave generalizado que puede significar la demolición de la estructura. La vivienda se encuentra en estado de colapso parcial y puede sufrir el derrumbe inminente.Finalmente podemos decir que es calificada como inhabitable porque ha sido inspeccionada, se encontraron daños severos en la estructura, es insegura y por lo tanto no puede ser ocupada.

IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones

Se realizó la respectiva evaluación y se tuvo como resultado que la vivienda no cumple con los requerimientos necesarios para ser considerada como habitable.

La vivienda no es segura por lo que ya no es capaz de soportar fuerzas de tensión, tracción, cargas muertas y cargas vivas permanentes.

La edificación ya dejo de ser estable por causas del deslizamiento del terreno y a medida que va pasando el tiempo la estructura va a colapsar (sufrir vuelvo) en su totalidad.

La estructura está afectada en sus 2 partes principales:- La superestructura (vigas, columnas, muros, etc.)

- La subestructura, parte que transmite las cargas al suelo (zapatas o plintos).

Y finalmente podemos concluir que pudo haber un mal cálculo en la determinación de la capacidad de carga del suelo.

Recomendaciones

Demolición inmediata de la estructura, ya que esta puede seguir ocasionando el deslizamiento del terreno por las cargas que aún posee y podría afectar a las viviendas cercanas al lugar.

Se recomienda la visita de un geotecnista para que realice los estudios pertinentes a los problemas de estabilidad de taludes, asentamientos del suelo, licuación del suelo, etc.

V. REFERENCIAS

[1]

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Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica- AIS. (Diciembre de 2002). Guía Técnica para Inspección de Edificaciones Después de un Sismo. Obtenido de http://www.aq.upm.es/habitabilidadbasica/docs/articulos/Guia_Tecnica.pdf[2] Fermin, D. (s.f.). Mantenimiento de Obras Civiles. Obtenido de Scribd: http://es.scribd.com/doc/68496275/Mantenimiento-de-Obras-Civiles[3] Oficina de Asistencia para Catastrofes del Gobierno de U.S.A. . (Septiembre de 1995). Evaluación de daños y Análisis de necesidades. Obtenido de

http://bvpad.indeci.gob.pe/doc/pdf/esp/doc431/doc431-2.pdf[4] Organizacion Munidal de la Salud. (2008). Biblioteca Virtual de Salud y Desastres. Obtenido de Guía para Identificar Problemas de Deslizamientos:

http://helid.digicollection.org/es/d/Jh0206s/4.html#Jh0206s.4[5] SJ, P. W. (s.f). Hoja Informativa: Derrumbes. Obtenido de http://www.ecojesuit.com/wp-content/uploads/2011/06/Derrumbes_ESP.pdf

VI. BIOGRAFIAS

María José Baque Zambrano, nació en Jipijapa-Ecuador el 4 de Noviembre de 1994. Realizo sus estudios primarios en la escuela “Dr. Edmundo Carbo”, sus estudios secundarios los realizo en el colegio Nacional “Alejo Lascano”, especialidad Físico-Matemático actualmente estudia la carrera de Ingeniería Civil en la Universidad Estatal del Sur de Manabí. Su correo mxjo_1316@hotmail.es

José Mauricio Castillo Vásquez, nació en Jipijapa-Ecuador el 14 de Agosto de 1987. Realizo sus estudios primarios en la escuela “García Moreno”, sus estudios secundarios los realizo en el colegio Particular “República del Ecuador”, especialidad Físico-Matemático actualmente estudia la carrera de Ingeniería Civil en la Universidad Estatal del Sur de Manabí. Su correo maocas87@hotmail.com

Jorge Luis López Ponce, nació en Jipijapa-Ecuador el 12 de Julio de 1994. Realizo sus estudios primarios en la escuela “Daniel López”, sus estudios secundarios los realizo en el colegio Nacional “Alejo Lascano”, especialidad Físico-Matemático actualmente estudia la carrera de Ingeniería Civil en la Universidad Estatal del Sur de Manabí. Su correo ljp_13@hotmail.es

Salvador Cevallos Rodríguez, nació el 9 de octubre de 1989, graduado en el Colegio técnico Nacional Manuel Inocencio Parrales Y Guales, especialidad Técnico Industrial.Actualmente estudia en la Universidad Estatal Del Sur de Manabí, en la Unidad Académica de Ciencias técnicas, Carrera Ingeniería Civil. El correo es salvadorcevallos89@gmail.com

Roger Antonio Alcívar Marcillo, nació el 27 de Junio de 1994. Realizo sus estudios primarios en la escuela “Daniel López”, sus estudios secundarios los realizo en el colegio Nacional “Alejo Lascano”, especialidad Físico-Matemático actualmente estudia en la Universidad Estatal Del Sur de Manabí, en la Unidad Académica de Ciencias técnicas, Carrera Ingeniería Civil. El correo es roger502008@hotmail.com

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