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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA

CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL

“DETERMINACIÓN DE LOS PRINCIPALES PROBLEMAS

DE CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL EN EDIFICACIONES,

QUE AUMENTAN LA VULNERABILIDAD SÍSMICA EN EL

ECUADOR”

TRABAJO DE GRADUACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TITULO

INGENIERO CIVIL

AUTOR: OTAVALO ALBA JOSÉ HOMERO

TUTOR: ING. JOSÉ LUÍS ROMO CASTILLO

Quito, 30 junio

2017

III

José Luís Romo Castillo

CC N° 1801471077

Móvil: 0998313370

Correo: [email protected]

IV

INFORME DE LOS REVISORES

V

NOTAS

VI

DEDICATORIA

A mis padres, Benjamín y Solana, por brindarme su apoyo incondicional para llegar a

esta etapa de mi vida y enseñarme el camino del bien, siempre permanecieron a mi lado en

las etapas más difíciles de mi vida.

A mi familia, mi esposa Daysi, mis hijos Aillyn Dayana y José Julián, ellos han sido la

razón de mi esfuerzo para poder llegar al fin de esto ciclo tan importante.

A mis profesores de la Facultad de Ingeniería civil quienes impartieron su conocimiento

para poder ser un excelente profesional.

José Otavalo.

VII

AGRADECIMIENTO

A la Facultad de Ingeniería Ciencias Físicas y Matemática de la Universidad Central de Ecuador,

por abrirme las puertas para poder formarme como profesional de calidad, con valores y principios

para tener un buen desempeño en un medio competitivo.

Un agradecimiento especial al Ing. José Luís Romo, por el apoyo, tiempo y confianza brindada,

por haberme asesorado, solucionado inconvenientes y aclarado dudas para poder terminar

exitosamente el presente trabajo de investigación.

También, agradezco a todos mis hermanos, familiares y amigos que me alentaron a culminar este

trabajo de graduación, recordando siempre alcanzar las metas personales.

VIII

CONTENIDO

AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL……………………………………...ii

CERTIFICACIÓN DEL TUTOR……………………………………………………………..iii

INFORME DE LOS REVISORES……………………………………………………………iv

NOTAS………………………………………………………………………………………...v

DEDICATORIA………………………………………………………………………………vi

AGRADECIMIENTO………………………………………………………………………..vii

LISTA DE FIGURAS…………………………………………………………………….…xiii

LISTA DE TABLAS……………………………………………………………………..…xvii

RESUMEN……………………………………………………………………………………xx

ABSTRACT………………………………………………………………………………….xxi

1 CAPÍTULO I. GENERALIDADES ................................................................................... 1

1.1 TEMA ........................................................................................................................... 1

1.2 ANTECEDENTES ....................................................................................................... 1

1.3 JUSTIFICACIÓN ......................................................................................................... 2

1.4 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN .................................................................... 3

1.4.1 Objetivo general. ................................................................................................... 3

1.4.2 Objetivos específicos............................................................................................. 3

1.5 HIPÓTESIS .................................................................................................................. 3

2 CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO .................................................................................. 4

2.1 SISMICIDAD EN EL ECUADOR .............................................................................. 4

2.1.1 Historial Sísmico del Ecuador ............................................................................... 4

IX

2.2 ZONIFICACIÓN SÍSMICA DE ECUADOR .............................................................. 6

2.3 NIVELES DE AMENAZA SÍSMICA ......................................................................... 8

2.4 VULNERABILIDAD SISMICA ................................................................................. 9

2.4.1 Conceptos Generales ............................................................................................. 9

2.4.2 Vulnerabilidad Sísmica Estructural .................................................................... 11

2.5 PROBLEMAS DE CONFIGURACIÓN ARQUITECTÓNICA Y ESTRUCTURAL

12

2.5.1 Configuración geométrica ................................................................................... 12

2.5.2 Configuración estructural .................................................................................... 15

3 CAPÍTULO III. METODOLOGÍA .................................................................................. 23

3.1 ÁREA DE ESTUDIO ................................................................................................. 23

3.1.1 Demografía .......................................................................................................... 24

3.1.2 Clima ................................................................................................................... 24

3.1.3 Geografía. ............................................................................................................ 25

3.2 CARACTERIZACIÓN DEL SISMO DE 16 DE ABRIL DE 2016 .......................... 26

3.2.1 Características generales del evento .................................................................... 26

3.2.2 Subducción de la Placa de Nazca bajo la Sudamericana ........................................ 27

3.2.2 Mecanismo Focal ................................................................................................ 29

3.2.3 Magnitud e Intensidad ......................................................................................... 30

3.2.4 Aceleraciones ...................................................................................................... 32

X

3.2.5 Afectaciones de la población............................................................................... 34

3.2.6 Inventario de fenómenos de remoción en masa .................................................. 35

3.2.7 Afectaciones en Infraestructuras ......................................................................... 38

3.2.8 Afectaciones a movilidad y servicios básicos ..................................................... 41

3.3 DESCRIPCIÓN DE LOS DAÑOS DEL TERREMOTO DEL 16 DE ABRIL DE 2016

45

3.3.1 Manta ................................................................................................................... 45

3.4 ANÁLISIS DE LAS EDIFICACIONES COLAPSADAS EN EL SISMO DEL 16 DE

ABRIL DE 2016........................................................................................................................ 46

3.4.1 Edificio Mutualista Pichincha. ............................................................................ 46

3.4.2 Edificio Cooperativa del Magisterio Manabita ................................................... 51

3.4.3 Hotel El Gato ....................................................................................................... 53

3.4.4 Edificio El Pillin .................................................................................................. 54

3.4.5 Edificio Capitán Santana ..................................................................................... 55

3.4.6 Edificio del IESS ................................................................................................. 56

3.4.7 Centro Comercial Portoviejo ............................................................................... 58

3.4.8 Farmacia San Gregorio........................................................................................ 59

3.4.9 Clínica San Antonio ............................................................................................ 61

3.4.10 Edificio Farmacia Comercio ............................................................................ 62

3.5 PATOLOGIAS CAUSADAS POR DEFECTOS EN LA CONSTRUCCIÓN .......... 63

XI

3.5.1 Proyecto ............................................................................................................... 64

3.5.2 Ejecución ............................................................................................................. 65

3.5.3 Material ............................................................................................................... 65

3.5.4 Uso ...................................................................................................................... 66

3.5.5 Ubicación ............................................................................................................ 66

3.6 EDIFICACIONES NO COLAPSADOS .................................................................... 66

3.6.1 Edificio Antigua de Madera ................................................................................ 66

3.6.2 Museo Bahía de Caráquez ................................................................................... 67

3.6.3 Hotel Oro Verde - Grand Suits ............................................................................ 69

3.6.4 Selección de la edificación a analizar ................................................................. 70

4 CAPÍTULO IV. EJECUCIÓN .......................................................................................... 70

4.1 EVALUACIÓN ESTRUCTURAL DE UNA EDIFICACÍON UBICADA EN LA

ZONA DEL DESASTRE. ......................................................................................................... 70

4.1.1 Sistema estructural .............................................................................................. 71

4.1.2 Configuración y disposición de los elementos estructurales. .............................. 71

4.1.3 Materiales ............................................................................................................ 73

4.1.4 Cargas de diseño.................................................................................................. 74

4.1.5 Modelación estructural en el programa ETABS 2016 ........................................ 78

4.1.6 Creación y asignación de patrones de carga........................................................ 82

4.1.7 Cargas sísmicas ................................................................................................... 84

XII

4.1.8 Combinaciones de carga...................................................................................... 86

4.2 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS ........................................................................ 86

4.2.1 Análisis de la Deriva ........................................................................................... 86

4.2.2 Periodo Fundamental mediante la Participación Modal ..................................... 91

4.2.3 Cortante Basal Estático y Dinámico.................................................................... 92

4.2.4 Cortante basal dinámico ...................................................................................... 93

4.2.5 Chequeo al cortante en columnas ........................................................................ 96

4.2.6 Columna Fuerte -Viga Débil ............................................................................... 98

4.3 REGULARIDAD DE LA ESTRUCTURA EVALUADA ...................................... 100

4.3.1 Regularidad en planta ........................................................................................ 100

4.3.2 Regularidad en elevación .................................................................................. 106

4.4 Conclusiones y Recomendaciones Técnicas de la Evaluación Estructural .............. 116

4.4.1 Conclusiones ..................................................................................................... 116

4.4.2 Recomendaciones .............................................................................................. 117

5 CAPÍTULO. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ......................................... 117

5.1 Haití, 12 de Enero 2010 ............................................................................................ 117

5.1.1 Datos Técnicos del sismo .................................................................................. 118

5.1.2 Daños causados ................................................................................................. 119

5.2 Chile, 27 de Febrero 2010 ........................................................................................ 120

5.2.1 Chile, Situación social y económica antes del sismo. ....................................... 120

XIII

5.2.2 Datos técnicos del sismo ................................................................................... 120

5.2.3 Daños causados ................................................................................................. 122

5.3 Análisis de los daños ................................................................................................ 122

5.4 Conclusiones y Recomendaciones generales ........................................................... 123

5.4.1 Conclusiones ..................................................................................................... 123

5.4.2 Recomendaciones .............................................................................................. 124

6 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................. 125

7 ANEXOS ......................................................................................................................... 127

7.1 Anexo 1. Formulario FEMA 154 Inspección Visual Hotel Oro Verde – Bloque Grand

Suits. 127

7.2 Anexo 2. Ficha Técnica levantamiento de información ........................................... 128

7.3 Anexo 3. Informe del levantamiento estructural ...................................................... 129

7.4 Anexo 4. Fotografías. ............................................................................................... 130

LISTA DE FIGURAS

Figura N° 2.2.1 Zonas sísmicas para propósitos de diseño y valor del factor de zona Z. .............. 7

Figura N° 2.4.1 Vulnerabilidad estructural para la Modelación de Probabilística. ...................... 10

Figura N° 2.5.1 Formas sencillas y complejas en planta y elevación. ......................................... 13

Figura N° 2.5.2 Formas de plantas complejas .............................................................................. 14

Figura N° 2.5.3 Formas irregulares en elevación. ........................................................................ 15

XIV

Figura N° 2.5.4 Concentración de masas en pisos superiores ...................................................... 16

Figura N° 2.5.5 Ejemplos de edificios con irregularidades estructurales verticales (Piso Blando).

............................................................................................................................................... 18

Figura N° 2.5.6 Ejemplo de Redundancia Estructural .................................................................. 19

Figura N° 2.5.7 Estructura Flexible .............................................................................................. 19

Figura N° 2.5.8 Comportamiento rígido y flexible del diafragma ................................................ 20

Figura N° 2.5.9 Torsión ................................................................................................................ 21

Figura N° 2.5.10. Torsión por muros excéntricos. ........................................................................ 22

Figura N° 3.1.1 Mapa de localización de la zona de estudio, cantón Manta. ............................... 23

Figura N° 3.2.1 Mapa de sismo-tectónica de Sudamérica en el borde occidental. Se muestran las

placas tectónicas y sus respectivas velocidades y direcciones de movimiento, además de los

epicentros de algunos eventos importantes. .......................................................................... 28

Figura N° 3.2.2 Subducción Placa de Nazca - Placa Sudamericana. ............................................ 29

Figura N° 3.2.3 Mapa de intensidades del sismo del 16 de abril de 2016. ................................... 31

Figura N° 3.2.4 Distribución espacial de las estaciones de la Red Nacional de Acelerógrafos y de

la red de OCP. ........................................................................................................................ 32

Figura N° 3.2.5 Acelerogramas del terremoto de las 18h58 (TL) del 16 de abril ........................ 33

Figura N° 3.3.1 Hotel Pacifico en la parroquia Tarqui colapsado. ............................................... 45

Figura N° 3.4.1 Edificio Mutualista Pichincha colapsado. ........................................................... 46

Figura N° 3.4.2 Daño en columnas de nivel 5 del edificio Mutualista Pichincha ........................ 48

Figura N° 3.4.3. Separación de Estribos ....................................................................................... 48

Figura N° 3.4.4 Unión Viga - Columna ........................................................................................ 50

XV

En la Figura N° 3.4.5 también se observa que existe irregularidades en la unión viga – columna

por la mala ubicación en los traslapes. .................................................................................. 50

Figura N° 3.4.6 Columna Débil - Viga Fuerte .............................................................................. 51

Figura N° 3.4.7 Edificio Cooperativa del Magisterio Manabita colapsado. ................................ 52

Figura N° 3.4.8 Hotel El Gato colapsado ..................................................................................... 53

Figura N° 3.4.9 Edificio El Pillin colapsado. ............................................................................... 54

Figura N° 3.4.10 Edificio Capitán Santana colapsado. ................................................................. 56

Figura N° 3.4.11 Edificio del IESS colapsado. ............................................................................. 57

Figura N° 3.4.12 Centro Comercial Portoviejo colapsado ........................................................... 58

Figura N° 3.4.13 Farmacia San Gregorio ..................................................................................... 60

Figura N° 3.4.14 Clínica San Antonio colapsado ......................................................................... 61

Figura N° 3.4.15 Farmacia Comercio colapsado .......................................................................... 62

Figura N° 3.5.1 Causas de las Patologías en las Construcciones ................................................. 64

Figura N° 3.6.1 Edificación antigua de madera y caña................................................................. 67

Figura N° 3.6.2Museo Bahía de Caráquez ................................................................................... 68

Figura N° 3.6.3 Hotel Oro Verde - Bloque Grand Suits ............................................................... 69

Figura N° 4.1.1 Sección Transversal Columna ............................................................................. 72

Figura N° 4.1.2 Sección Transversal Viga .................................................................................. 72

Figura N° 4.1.3 Sección Transversal Losa ................................................................................... 72

Figura N° 4.1.4 Planta Estructural ................................................................................................ 73

Figura N° 4.1.5 Espectro sísmico elástico de aceleraciones que representa el sismo de diseño .. 77

Figura N° 4.1.6 Valores espectro de diseño .................................................................................. 77

Figura N° 4.1.7 Espectro de aceleraciones para diseño Elástico & Inelástico ........................... 78

XVI

Figura N° 4.1.8 Materiales ............................................................................................................ 79

Figura N° 4.1.9 Vista 3D Estructura ............................................................................................. 80

Figura N° 4.1.10 Vista en Planta de la Estructura ........................................................................ 81

Figura N° 4.1.11 Vista en Elevación de la Estructura .................................................................. 81

Figura N° 4.1.12 Patrones de Carga ............................................................................................. 83

Figura N° 4.1.13 Carga viva entrepiso ......................................................................................... 83

Figura N° 4.1.14 Carga Sísmica Reactiva .................................................................................... 84

Figura N° 4.1.15 Espectro de Diseño en aceleraciones Inelástico ................................................ 85

En la Figura N° 4.2.1, se puede observar la gráfica de las derivas de piso en sentido X siendo el

más crítico la carga sísmica SX, en el piso 3 (story 3). Cabe mencionar que el control de

derivas se hace con los estados de carga y no con las combinaciones. ................................. 87

Figura N° 4.2.2 Gráfica de derivas de la estructura en sentido X ................................................. 87

Figura N° 4.2.3 Derivas elásticas sentido Y ................................................................................. 88

Figura N° 4.2.4 Cortante dinámico X ........................................................................................... 93

Figura N° 4.2.5 Cortante dinámico Y ........................................................................................... 95

Figura N° 4.2.6 Resultados del análisis estructural para diseño a Corte ...................................... 97

Figura N° 4.2.7 Relación capacidad Columna/Viga ..................................................................... 99

Figura N° 4.3.1 Torsión .............................................................................................................. 100

Figura N° 4.3.2 Desplazamiento Sismo X Piso 5 ....................................................................... 101

Figura N° 4.3.3 Desplazamiento Sismo X Piso 4 ....................................................................... 102

Figura N° 4.3.4 Desplazamiento Sismo Y Piso 5 ....................................................................... 103

Figura N° 4.3.5 Retrocesos excesivos en las esquinas................................................................ 104

Figura N° 4.3.6 Discontinuidades en el sistema de piso ............................................................. 105

XVII

Figura N° 4.3.7 4.3.1.4 Ejes estructurales no paralelos .............................................................. 105

Figura N° 4.3.8 Piso Flexible ...................................................................................................... 106

Figura N° 4.3.9 Pórtico ............................................................................................................... 107

Figura N° 4.3.10 Pórtico sentido X ............................................................................................. 108

Figura N° 4.3.11 Rigidez Pórtico X ............................................................................................ 109

Figura N° 4.3.12Pórtico sentido Y .............................................................................................. 110

Figura N° 4.3.13Rigidez Pórtico Y ............................................................................................. 111

Figura N° 4.3.14 Distribución de masas ..................................................................................... 112

Figura N° 4.3.15 Distribución de masas ..................................................................................... 113

Figura N° 4.3.16 Irregularidad Geométrica ................................................................................ 115

Figura N° 4.3.17 Configuración geométrica en elevación .......................................................... 115

Figura N° 5.1.1 Epicentro sismo Haití Enero 2010 .................................................................... 119

Figura N° 5.1.2 Parlamento Haitiano luego del terremoto. ........................................................ 120

Figura N° 5.2.1 Datos Técnico del sismo Chile Febrero 2010 .................................................. 120

Figura N° 5.2.2 Epicentro sismo Chile Enero 2010 ................................................................... 121

LISTA DE TABLAS

Tabla N° 2.1.1 Terremotos del Ecuador con intensidades altas. 5

Tabla N° 2.2.1 Valores de Factor Z en función de la zona sísmica adoptada. 7

Tabla N° 2.3.1 Niveles de amenaza sísmica 8

Tabla N° 3.2.1 Personas muertas y desaparecidas por el sismo. 34

Tabla N° 3.2.2 Características de Deslizamientos cantón Pedernales. 35

Tabla N° 3.2.3 Características de deslizamientos rotacionales cantón Pedernales. 36

XVIII

Tabla N° 3.2.4 Características de los movimientos por caídas en el cantón Pedernales 36

Tabla N° 3.2.5 Características de deslizamiento complejo en el cantón Pedernales. 37

Tabla N° 3.2.6 Características de las zonas de grietas en el cantón Pedernales. 38

Tabla N° 3.2.7 Infraestructuras educativas afectadas por el sismo. 39

Tabla N° 3.2.8 Otras infraestructuras afectadas por el sismo. 39

Tabla N° 3.2.9 Infraestructuras productivas afectadas por el sismo. 40

Tabla N° 3.2.10 Servicio de Energía eléctrica afectadas por el sismo. 42

Tabla N° 3.3.1 Diagnóstico de Manta luego del terremoto del 16 de abril de 2016 45

Tabla N° 3.4.1 Ficha Técnica Edificio Mutualista Pichincha - Portoviejo 47

Tabla N° 3.4.2 Ficha Técnica Edificio Magisterio Manabita 52

Tabla N° 3.4.3 Ficha Técnica Hotel El Gato 53

Tabla N° 3.4.4 Ficha Técnica Edificio Pillin 55

Tabla N° 3.4.5 Ficha Técnica Edificio Capitán Santana. 56

Tabla N° 3.4.6 Ficha Técnica Edificio del IESS. 57

Tabla N° 3.4.7 Ficha Técnica Centro Comercial Portoviejo 59

Tabla N° 3.4.8 Ficha Técnica Farmacia San Gregorio. 60

Tabla N° 3.4.9 Ficha Técnica Clínica San Antonio. 61

Tabla N° 3.4.10 Ficha Técnica Edificio Farmacia Comercio. 63

Tabla N° 3.6.1 Edificio Antigua de Madera 67

Tabla N° 3.6.2 Museo Bahía de Caráquez 68

Tabla N° 4.3.1 Control de Torsión en planta sentido X 102

Tabla N° 4.3.2 Control de Torsión en planta sentido Y 104

Tabla N° 4.3.3 Datos de entrada Rigidez X 108

XIX

Tabla N° 4.3.4 Rigidez lateral sentido X 109

Tabla N° 4.3.5 Datos de entrada Rigidez Y 110

Tabla N° 4.3.6 Rigidez lateral sentido Y 111

Tabla N° 4.3.7 Distribución de masas 114

Tabla N° 5.1.1 Datos claves antes del terremoto Haití 2009 118

Tabla N° 5.1.2 Datos Técnico del sismo Haití Enero 2010 118

Tabla N° 5.3.1 Cuadro comparativo eventos sísmicos 122

XX

RESUMEN

“DETERMINACIÓN DE LOS PRINCIPALES PROBLEMAS DE CONFIGURACIÓN

ESTRUCTURAL EN EDIFICACIONES, QUE AUMENTAN LA VULNERABILIDAD

SÍSMICA EN EL ECUADOR”

AUTOR: José Homero Otavalo Alba

TUTOR: Ing. José Luís Romo Castillo

La presente investigación tiene como objetivo determinar los principales problemas de

configuración estructural en elevación y planta, que provocó el colapso estructural en el sismo del

pasado 16 de abril de 2016, en la provincia de Manabí, Cantón Manta.

Para recabar la información necesaria se aplicó la investigación de campo haciendo uso de la

metodología conforme indica la normativa FEMA 154, así como, las diversas publicaciones de

profesionales e instituciones públicas y privadas, que hicieron estudios técnicos de la

vulnerabilidad sísmica luego del evento sísmico.

También, en la presente investigación se evalúa las edificaciones que no colapsaron tras el

sismo, para luego seleccionar una edificación que represente a la mayoría de las edificaciones del

sitio de la investigación para un posterior análisis dinámico lineal, cuya edificación seleccionada

fue el Bloque Grand Suits del Hotel Oro Verde, para el análisis se aplicó la norma ecuatoriana

vigente NEC-15, Peligro Sísmico – Diseño Sismo Resistente (NEC-SE-DS) y la norma Riesgo

Sísmico, Evaluación, Rehabilitación de Estructuras, (NEC-SE-RE), utilizando como herramienta

el software estructural ETABS 2016. Los resultados de la investigación afirmaron la condición de

una estructura sismo resistente.

PALABRAS CLAVE: VULNERABILIDAD SÍSMICA/ DISEÑO SISMO

RESISTENTE/ ANÁLISIS DINAMICO LINEAL / RIESGO SÍSMICO/ CONFIGURACIÓN

ESTRUCTURAL/ EVALUACIÓN ESTRUCTURAL.

XXI

ABSTRACT

“DETERMINATION OF THE MAIN PROBLEMS OF STRUCTURAL

CONFIGURATION IN BUILDINGS, WHICH INCREASE SEISMIC VULNERABILITY

IN ECUADOR”

Author: José Homero Otavalo Alba

Tutor: Ing. José Luís Romo Castillo

This research aims to determine the main problems of structural configuration in elevation and plant,

which caused the structural collapse in the earthquake of April 16, 2016, in the province of Manabi, Canton

Manta.

To collect the needed information it was applied the field research, using the methodology according

with the standard FEMA 154, as well as the different publications of professionals and public and private

institutions, that made technical studies of the seismic vulnerability after the seismic event.

This research also evaluates the buildings that did not collapse after the earthquake, to select a solo

building that represents to the majority on the site of the research to further linear dynamic analysis. The

selected building was the Bloque Grand Suits del Hotel Oro Verde; to the analysis was applied the current

Ecuadorian standard NEC-15, Seismic Risk – Seismic Resistant Design – (NEC – SE – DS) and the standard

Seismic Risk – Evaluation – Structure Rehabilitation (NEC – SE – RE), using as tool the structural software

ETABS 2016. The results of the research affirmed the condition on a seismic resistant structure.

KEY WORDS: SEISMIC VULNERABILITY / SEISMIC RESISTANT DESIGN / LINEAR

DYNAMIC ANALYSIS / SEISMIC RISK / STRUCTURAL CONFIGURATION /

STRUCTURAL EVALUATION

1

1 CAPÍTULO I. GENERALIDADES

1.1 TEMA

“PRINCIPALES PROBLEMAS DE CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL EN

EDIFICACIONES, QUE AUMENTAN LA VULNERABILIDAD SÍSMICA EN EL

ECUADOR.”

1.2 ANTECEDENTES

El Ecuador a través de la historia siempre ha sufrido terremotos de gran magnitud, entre los

más fuertes; En San Antonio de Pichincha y pueblos vecinos: gran destrucción. Grandes y

profundas grietas por las que brotó agua negra y de mal olor. En Guayllabamba: enormes grietas.

En Cayambe se desplomaron muchas casas. Desbordamiento e inundaciones en el lago San Pablo.

Las crónicas dicen que el sismo "duró como media hora": se deduce que se produjeron gran número

de réplicas inmediatas. Continuaron las réplicas por varios días. Más de 160 muertos,

1587/Agosto/31. (Taringa, 2010)

Ambato 1949, Destrucción casi total de muchas poblaciones de las provincias de Tungurahua

y Cotopaxi, graves daños en localidades de las provincias de Chimborazo y Bolívar, grandes

grietas en el terreno, derrumbes y deslizamientos voluminosos en montes y caminos de toda la

región, cambio del paisaje en muchos lugares, licuefacciones especialmente en el sector de La

Moya de Pelileo, donde tradicionalmente ha ocurrido el mismo fenómeno con otros terremotos,

dejando millares de muertos y heridos. (Taringa, 2010)

Bahía de Caráquez 1998, Terremoto de severas consecuencias en la provincia de Manabí. Gran

destrucción de edificios en Bahía de Caráquez. Daños graves en Canoa, San Vicente y localidades

cercanas. En otras ciudades de Manabí los daños fueron de menor proporción.

2

Y el último ocurrido el 16 de abril de 2016 en la provincia de Manabí, los mismos que afectaron

a poblaciones enteras causando; pérdidas humanas, colapsos de edificaciones, movimientos en

masa, licuefacciones de suelos, grietas en las vías, afectaciones a servicios básicos; agua, luz,

teléfono. De esta manera retrasando el desarrollo de las poblaciones afectadas. Lamentablemente

en el Ecuador la mayoría de las edificaciones no son sismo resistentes debido a las siguientes

razones; construcciones antiguas, autoconstrucciones, desconocimiento entre otras razones lo cual

indica que el país es altamente vulnerable ante un evento sísmico de gran magnitud. (Taringa,

2010)

1.3 JUSTIFICACIÓN

El Ecuador todo el tiempo está expuesto a sismo de naturaleza; volcánica y tectónica, por lo

tanto tiene un alto riesgo sísmico. Los eventos naturales no se puede predecir cuándo pueda

suceder, lo que se puede hacer es, estar preparado para cuando suceda, de esta manera se estará

mitigando los daños que pueden causar, principalmente salvaguardando la vida de los habitantes

de la zona en donde se da el evento natural. La mayoría de las edificaciones se construye sin la

debida asesoría técnica, esto aumenta la vulnerabilidad estructural ante eventos naturales como

los sismos. El último sismo de gran magnitud, del 16 de Abril del 2016 puso al descubierto todos

los problemas que una estructura tiene en su configuración estructural, destrucción total o parcial

en las edificaciones ubicadas en la denominada zona cero (Cantón Pedernales-Provincia de

Manabí).

La mayoría de las víctimas mortales son causadas por el colapso de las edificaciones, entonces

se debe procurar que la edificación esté construida con la debida asesoría técnica, cumpliendo las

recomendaciones que dicta la NORMA NEC-15 vigente en el Ecuador. De esta manera la

edificación cumpliría los requisitos de una estructura sismo resistente.

3

1.4 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN

1.4.1 Objetivo general.

Determinar los principales problemas en la configuración estructural de las edificaciones del

cantón Manta -Provincia de Manabí.

1.4.2 Objetivos específicos.

Analizar los problemas generales de configuración estructural de las

edificaciones que colapsaron en el sismo del 16 de abril, ubicados en el cantón

Manta.

Identificar las estructuras que no colapsaron luego del sismo.

Seleccionar una edificación que cumpla con las especificaciones que rige el

diseño sismo resistente según la norma NEC-15.

Analizar estructuralmente según la norma NEC-15 la edificación seleccionada.

1.5 HIPÓTESIS

La correcta configuración estructural de una edificación según las recomendaciones de la

Norma Ecuatoriana de Construcción (NEC-15), permitirá reducir la vulnerabilidad sísmica en

las estructuras.

4

2 CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO

2.1 SISMICIDAD EN EL ECUADOR

2.1.1 Historial Sísmico del Ecuador

El Ecuador se encuentra ubicado en una zona de alta sismicidad debido a que el denominado

“cinturón de fuego” atraviesa el país, el mismo que corrobora con los últimos eventos sísmicos

ocurridos en el país, ya en las últimas décadas fue afectado por terremotos de gran magnitud. Es

por esta razón que la coexistencia con la actividad sísmica pasó a ser parte de la cultura ecuatoriana.

Grandes terremotos que ocurrieron acarrearon destrucción, daños a toda escala y lo más grave,

pérdidas humanas, de ahí la importancia de presentar a la población, información adecuada para

generar los mecanismos de mitigación apropiados en caso de suscitarse un terremoto.

Se hace indispensable por tanto evaluar adecuadamente el Peligro Sísmico en el Ecuador; para

ello se requiere recopilar información detallada de terremotos ocurridos en épocas anteriores,

desplegar instrumental sísmico para determinar el nivel de sismicidad actual, evaluar el mecanismo

de subducción de tal forma que se pueda identificar regiones de alto potencial sísmico.

Según el Catálogo Sísmico del Ecuador (Egred, 1999a), en los últimos 80 años se registraron

terremotos cuyo impacto fue notorio. La sismicidad que presenta el Ecuador y en general el bloque

norandino de Sudamérica está relacionada al proceso de subducción de la placa Nazca y la placa

Sudamericana; de aquí se desprende el hecho que existan eventos interplaca (cercanos o sobre la

zona de subducción). Esta interacción de placas dan las características fisiográficas de los Andes.

5

Egred (1999b), recopila la información existente acerca de los principales efectos de los

terremotos en las ciudades del Ecuador, significativa ocurrencia de los más grandes eventos en el

área interandina en la Tabla N° 2.1.1 se muestra un resumen de los sismos más fuertes ocurridos

en el Ecuador.

Tabla N° 2.1.1 Terremotos del Ecuador con intensidades altas.

N° FECHA

EPICENTRO PROFUNDIDAD

(KM)

INTENSIDAD

MÁXIMA PROVINCIA DE REFERENCIA

LATITUD LONGITUD

1 1541/04/01 -0,10 -77,80 - VIII NAPO

2 1587/08/31 0,00 -78,40 - VIII PICHINCHA

3 1645/03/15 -1,68 -78,40 IX CHIMBORAZO, TUNGURAHUA

4 1674/08/29 -1,70 -79,00 IX CHIMBORAZO, BOLÍVAR

5 1687/11/22 -1,10 -78,25 VIII TUNGURAHUA

6 1698/06/20 -1,45 -78,30 X TUNGURAHUA, CHIMBORAZO

7 1736/12/06 -0,78 -78,80 VIII PICHINCHA, COTOPAXI

8 1749/01/20 -4,00 79,20 VIII LOJA

9 1755/04/28 -0,21 -78,48 VIII PICHINCHA

10 1757/02/22 -0,21 -78,48 IX COTOPAXI, TUNGURAHUA

11 1834/01/20 1,30 -76,90 XI CARCHI, NARIÑO

12 1786/05/10 -1,70 -78,80 VIII CHIMBORAZO

13 1797/02/04 -1,43 -78,55 XI CHIMBORAZO, TUNGURAHUA, COTOPAXI Y

PARTE DE BOLÍVAR Y PICHINCHA

14 1859/03/22 0,40 -78,40 VIII PICHINCHA, IMBABURA, COTOPAXI

15 1868/08/15 0,60 -78,00 VIII CARCHI

16 1868/08/16 0,31 -78,18 X IMBABURA, CARCHI, PICHINCHA

17 1896/05/03 -0,51 -80,45 IX MANABÍ

18 1906/01/31 1,00 -81,30 25 IX ESMERALDAS, NARIÑO (COLOMBIA)

19 1911/09/23 -1,70 -78,90 VIII CHIMBORAZO, BOLÍVAR

20 1913/02/23 -4,00 -79,40 VIII LOJA, AZUAY

21 1914/05/31 -0,50 -78,48 VIII PICHINCHA, COTOPAXI

22 1923/02/05 -0,50 -78,50 VIII PICHINCHA

23 1923/12/16 0,90 -77,80 VIII CARCHI, NARIÑO (COLOMBIA)

6

24 1926/12/18 0,80 -77,90 VIII CARCHI

25 1929/07/25 -0,40 -78,55 VIII PICHINCHA

26 1938/08/10 -0,30 -78,40 VIII PICHINCHA

27 1942/05/14 0,01 -80,12 20 IX MANABÍ, GUAYAS Y BOLÍVAR

28 1949/08/05 -1,25 -78,37 60 X TUNGURAHUA, CHIMBORAZO, COTOPAXI

29 1953/12/12 -3,40 -80,60 VIII LOJA, NORTE DEL PERÚ

30 1955/07/20 0,20 -78,40 VIII PICHINCHA, IMBABURA.

31 1958/01/19 1,22 -79,37 40 VIII ESMERALDAS

32 1961/04/08 -2,20 -78,90 24 VIII CHIMBORAZO

33 1964/05/19 0,84 -80,29 34 VIII MANABÍ

34 1970/12/10 -3,79 -80,66 42 IX LOJA, EL ORO, AZUAY, NORTE DEL PERÚ

35 1987/03/06 -0,87 -77,14 12 IX NAPO, SUCUMBÍOS, IMBABURA

36 1995/10/02 -2,79 -77,97 24 VIII MORONA SANTIAGO

37 1998/08/04 -0,55 -80,53 39 VIII MANABÍ

RESUMEN: NÚMERO TOTAL DE TERREMOTOS DESTRUCTIVOS: 37 PERÍODO DE AÑOS: (1541-1999)

PROMEDIO SISMOS/AÑOS: 12,4

Fuente. Egred (1999b)

Autor: Egred (1999b)

2.2 ZONIFICACIÓN SÍSMICA DE ECUADOR

Zonificación sísmica y factor de zona Z

Para la zona en estudio le corresponde a la zona VI, zona que es la más alta en la zonificación

sísmica en el Ecuador.

En la sección 3. Peligro sísmico del Ecuador y efectos sísmicos locales del Capítulo II de

Peligro Sísmico (NEC-11-SE-DS-Peligro-Sísmico). Indica que: “Para los edificios de uso normal,

7

se usa el valor de Z, que representa la aceleración máxima en roca esperada para el sismo de diseño,

expresada como fracción de la aceleración de la gravedad. El sitio donde se construirá la estructura

determinará una de las seis zonas sísmicas del Ecuador, caracterizada por el valor del factor de

zona Z”.

Fuente: NEC-SE-DS (2015)

Autor: NEC-SE-DS (2015)

El mapa de zonificación sísmica para diseño mostrado en la Figura N° 2.2.1, proviene del

resultado del estudio de peligro sísmico para un 10% de excedencia en 50años (período de retorno

475 años), que incluye una saturación a 0.50 g de los valores de aceleración sísmica en roca en el

litoral ecuatoriano que caracteriza la zona VI.

En la tabla Tabla N° 2.2.1 se muestra los valores del factor Z para las seis zonas sísmicas en el

Ecuador, la zona VI tiene un valor de 0.5 g o mayor lo cual quiere decir que en esta zona el valor

de Z puede superar el valor de aceleración de la gravedad g.

Tabla N° 2.2.1 Valores de Factor Z en función de la zona sísmica adoptada.

Figura N° 2.2.1 Zonas sísmicas para propósitos de diseño y valor del factor de zona Z.

8

ZONA SÍSMICA I II III IV V VI

VALOR FACTOR Z 0,15 0,25 0,3 0,35 0,4 ≥ 0,5

CARACTERIZACIÓN DEL

PELIGRO SÍSMICO INTERMEDIA ALTA ALTA ALTA ALTA MUY ALTA


2.3 NIVELES DE 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.

La Amenaza Sísmica puede ser calculada a nivel regional y a nivel local, para lo cual se deben

considerar los parámetros de fuentes sismogénicas, así como también los registros de eventos

sísmicos ocurridos en cada zona fuente y la atenuación del movimiento del terreno.

El Instituto geofísico de la Escuela Politécnica cuenta con la Red Nacional de Sismógrafos y

la Red Nacional de Acelerógrafos instalados en todo el país, su función es registrar todos los

eventos sísmicos para posteriormente ser procesados y analizados en tiempo real, de esta manera

se tiene información muy valiosa para estudios posteriores.

A continuación se presenta la Tabla N° 2.3.1, el mismo que indica los niveles de amenaza

sísmica según la Norma Ecuatoriana de la Construcción (NEC-15) en su capítulo del Peligro

Sísmico - Diseño Sismo resistente NEC_SE_DS.

Tabla N° 2.3.1 Niveles de amenaza sísmica

NIVEL DE

SISMO SISMO

PROBABILIDAD DE

EXCEDENCIA EN

50 AÑOS

PERÍODO DE

RETORNO TR

(AÑOS)

TASA ANUAL DE

EXCEDENCIA

(1/TR)

1 FRECUENTE (MENOR) 50% 72 0,0139

9

2 OCASIONAL

(MODERADO) 20% 225 0,0044

3 RARO (SEVERO) 10% 475 0,0021

4 MUY RARO

(EXTREMO) 2% 2500 0,0004


2.4 VULNERABILIDAD SISMICA

2.4.1 Conceptos Generales

La peligrosidad sísmica o amenaza (A), significa la probabilidad de ocurrencia de un

movimiento sísmico del terreno, de un nivel de severidad determinado, dentro de un período

específico de tiempo y dentro de un área dada.

La vulnerabilidad sísmica (V), se define como la predisposición intrínseca de una estructura

de sufrir daño ante la ocurrencia de un movimiento sísmico de una severidad determinada.

Entonces la vulnerabilidad está directamente relacionada con las características de diseño de la

estructura.

Riesgo específico (Rs), es el grado de pérdidas esperadas debido a la ocurrencia de un evento

particular y como una función de la amenaza y la vulnerabilidad.

Elementos expuestos a riesgo (E), son todos los elementos tales como: la población, las

edificaciones, obras civiles, las actividades económicas, los servicios públicos en fin toda la

infraestructura expuesta en un área determinada.

Riesgo total (Rt), es el número de pérdidas humanas, heridos, daños a las propiedades y efectos

sobre la actividad económica debidos a la ocurrencia de un evento desastroso, es decir, el producto

del Riesgo específico y los elementos expuestos.

10

La evaluación de riesgo se puede conocer según la siguiente fórmula:

𝑅𝑡 = 𝐸. 𝑅𝑠(𝐴. 𝑉)

Fuente: MSc Ing. Eberto E. Anguizola M. (2012)

Es muy importante conocer la diferencia fundamental entre la amenaza y el riesgo, entonces; la

amenaza se relaciona con la probabilidad de que se manifieste un evento natural o un evento

provocado, mientras que el riesgo está relacionado con la probabilidad de que se manifiesten

ciertas consecuencias en los elementos sometidos, debido al grado de exposición y la

vulnerabilidad que tienen estos elementos a los efectos del evento.

Figura N° 2.4.1 Vulnerabilidad estructural para la Modelación de Probabilística.

11

2.4.2 Vulnerabilidad Sísmica Estructural

La vulnerabilidad estructural se refiere a la susceptibilidad que la estructura presenta frente a

posibles daños causados por eventos naturales.

Los elementos estructurales; cimientos, columnas, muros, vigas y losas deben ser atendidos

durante la etapa de diseño y construcción, lamentablemente en muchos países de América Latina

entre ellos el Ecuador, las normas de construcción sismo resistentes no han sido efectivamente

aplicadas.

Por esta razón los daños en las edificaciones son severos cuando son sorprendidos por un evento

sísmico de gran magnitud, esto quiere decir que la mayoría de las edificaciones expuestas son

altamente vulnerables.

También la vulnerabilidad sísmica estructural se define como, la probabilidad de falla de una

estructura bajo diferentes niveles de movimiento del terreno.

Factores importantes que afectan a las estructuras en un evento sísmico:

La fuerza del movimiento.

La duración de la sacudida.

Tipo de suelo, ya que esto modifica las características de las sacudidas y el espectro de

respuesta.

Terrenos con pendiente pronunciada.

Cimentación inadecuada, insuficiente o mal arriostrada.

Falta de separación entre edificios colindantes.

Tipología de las construcciones.

Técnicas constructivas.

12

2.5 PROBLEMAS DE CONFIGURACIÓN ARQUITECTÓNICA Y ESTRUCTURAL

Se entiende por configuración al tipo, disposición, fragmentación, resistencia y geometría de la

estructura de la edificación, por la relación de estos parámetros se derivan ciertos problemas de

respuesta estructural ante sismos.

En el planeamiento de una edificación es necesario tomar en cuenta que una de las mayores

causas de daños ha sido por el uso de esquemas de configuración arquitectónico-estructural

nocivos, entonces se puede decirse de manera general que el alejamiento de formas y esquenas

estructurales simple es castigado fuertemente por los sismos.

De cualquier forma debido a que es errático conocer la naturaleza de los sismos; no se conoce

el: “¿cuándo?” “¿cómo?”, o si excederá el sismo de diseño, es aconsejable evitar el planeamiento

de configuraciones riesgosas.

2.5.1 Configuración geométrica

En la etapa de planeación de la edificación este tema debe ser comprendido por los diseñadores

y arquitectos, para tomar correctivos durante la etapa de planificación.

Aspectos más importantes de la incidencia de la configuración geométrica en la respuesta

sísmica de las edificaciones:

Problemas de configuración en planta

Corresponde a la disposición de la estructura en el plano horizontal; la forma y distribución del

espacio desde el punto de vista arquitectónico. A continuación se describe los principales:

Longitud.- En vista que el movimiento del suelo es un movimiento de ondas, la excitación que

se da de un punto de apoyo del edificio en un momento dado difiere de la que se da en otro punto

13

de la edificación, diferencia que es mayor en la medida en que sea mayor la longitud del edificio

en la dirección de las ondas. Las edificaciones cortas se acomodan mejor a las ondas con respecto

a los edificios largos.

Para contrarrestar las diferencias en longitudes de las edificaciones se recomienda utilizar juntas

de dilatación sísmica, estas deben ser diseñadas de manera que permita un adecuado movimiento

de cada bloque sin peligro de golpeteo o choque.

Fuente: Fundamento para la mitigación de desastres en establecimientos de salud (2000)

Autor: Configuración y diseño sísmico de edificios, Christopher Arnold y Robert Reitherman, México,

D.F (1987)

Los edificios largos tienden a ser más sensibles a las componentes torsionales de los

movimientos del terreno, puesto que las diferencias de movimientos transversales y

longitudinales del terreno de apoyo, de las que depende dicha rotación, son mayores.

Figura N° 2.5.1 Formas sencillas y complejas en planta y elevación.

14

Concentración de esfuerzos debido a plantas complejas.- Se denomina como planta compleja

a aquella edificación en la cual la línea de unión de dos de sus puntos es suficientemente alejados

hace su recorrido en buena parte fuera de la planta, estas formas pueden ser: en H, U, L como se

puede ver en la Figura N° 2.5.2

Estas formas causan la aparición de grandes esfuerzos en la zona de transición, los cuales

provocan daños en los elementos no estructurales, estructura vertical y aún en el diafragma de la

planta.


Al igual que en el caso anterior, la solución para este problema es colocar juntas de dilatación

sísmica en las intersecciones de manera que trabajen como bloques independientes siempre y

cuando se evite el golpeteo y choque entre ellas.

Figura N° 2.5.2 Formas de plantas complejas

15

Problemas de configuración en altura

Escalonamientos.- Por factores de estética o diseño arquitectónico los edificios habitualmente

tienen cambios de volúmenes en altura, sin embargo, desde el punto de vista sísmico, son causa

de cambios bruscos de rigidez y de masa; por lo tanto, traen consigo concentración de fuerzas que

causan daño en los pisos adyacentes a la zona del cambio brusco.


2.5.2 Configuración estructural

Concentraciones de masa

La inestabilidad estructural debido a las concentraciones de masa en un nivel determinado del

edificio se da cuando se coloca elementos pesados, tales como equipos pesados, tanques, bodegas,

archivos, piscinas, etc. Mientras más alta sea la ubicación de la concentración de masa, más grave

Figura N° 2.5.3 Formas irregulares en elevación.

16

es el problema porque las aceleraciones sísmicas de respuesta aumentan también hacia arriba y

consecuentemente se tiene una mayor fuerza sísmica de respuesta, que conlleva al volcamiento de

ese elemento pesado.

Figura N° 2.5.4 Concentración de masas en pisos superiores


Columnas débiles

Las columnas son los elementos más importantes dentro de la estructura de una edificación, las

columnas transmiten las cargas a las cimentaciones y mantienen en pie a la estructura, razón por

la cual cualquier daño en este tipo de elementos puede provocar una redistribución de cargas entre

los elementos de la estructura y traer consigo el colapso parcial o total de una edificación.

Dentro de la filosofía del diseño sismo resistente la estructura debe ser formada mediante

pórticos, que busca que el daño producido por sismos intensos se produzcan en vigas y no en

columnas de ahí el criterio “COLUMNA FUERTE, VIGA DÉBIL”.

17

El uso de las normas de construcción en la etapa de diseño no garantiza la estabilidad de la

estructura porque muchas edificaciones diseñados bajo normas sismo resistentes han colapsado,

estas fallas pueden agruparse en dos clases:

Columnas de menor resistencia que las vigas.

Columnas cortas.

Pisos blandos

Varios tipos de esquemas arquitectónicos y estructurales conllevan a la formación de los

denominados pisos blandos o débiles, esto quiere decir que son más vulnerables al daño que puede

producir un sismo en comparación de los demás pisos, debido a que tienen menor rigidez, menor

resistencia o a su vez las dos cosas.

Los pisos blandos generalmente aparecen cuando se tienen los siguientes casos:

Diferencia de altura entre pisos.

La discontinuidad de elementos estructurales verticales.

Frecuentemente por razones arquitectónicas se busca un espacio mayor, en altura, a la planta

baja, esto conduce a que el piso en cuestión presenta un debilitamiento de la rigidez, debido a la

mayor altura de los elementos verticales.

18


Falta de redundancia

El diseño sismo resistente contempla la posibilidad de daños en los elementos estructurales para

los eventos sísmicos intensos. Entonces, el diseño de la estructura debe buscar que la resistencia a

las fuerzas sísmicas dependa de un número importante de elementos, puesto que cuando se cuenta

con pocos elementos (poca redundancia) la falla de alguno de ellos puede tener como consecuencia

el colapso parcial o total durante el sismo. Se entiende entonces que se debe buscar que las fuerzas

sísmicas se distribuyan entre el mayor número de elementos estructurales.

El factor de redundancia, mide la capacidad de incursionar la estructura en el rango no lineal,

la capacidad de una estructura en redistribuir las cargas de los elementos con mayor solicitación

a los elementos con menor solicitación.

Figura N° 2.5.5 Ejemplos de edificios con irregularidades estructurales verticales (Piso Blando).

19

Figura N° 2.5.6 Ejemplo de Redundancia Estructural

Fuente: Laboratorio de Ingeniería Sísmica, INII-UCR

Excesiva Flexibilidad Estructural

La excesiva flexibilidad estructural en una edificación provoca grandes desplazamientos

laterales denominados derivas, al ser sometido a cargas sísmicas. Generalmente se da cuando

existente distancias largas entre elementos de soporte (claros o luces), las alturas libres y la rigidez

de los mismos. La flexibilidad causa:

Daños en los elementos no estructurales a niveles contiguos.

Inestabilidad del o los pisos flexibles, o del edificio en general.


Figura N° 2.5.7 Estructura Flexible

20

Excesiva Flexibilidad del Diafragma

La flexibilidad excesiva en el diafragma que forma el entrepiso provoca deformaciones laterales

no uniformes, que son perjudiciales para los elementos no estructurales adosados al diafragma.

Son debidas a una relación muy grande largo/ancho (mayor que 5), y a aberturas creadas en el

diafragma para efectos de iluminación, ventilación, que impiden que este funcione como un cuerpo

rígido.


Existen varias alternativas de solución para el problema de flexibilidad del diafragma, y dependen

de la causa que la haya ocasionado. Si existen grandes aberturas en el diafragma se debe proponer

un mecanismo de rigidización o, o si esto no es posible, división en bloques del edificio.

Torsión

La torsión se produce debido a la existencia de la excentricidad entre el centro de masa y el

centro de rigidez.

Casos que dan lugar a la torsión en planta:

Posición de elementos rígidos de manera asimétrica con respecto al centro de gravedad del

piso.

Figura N° 2.5.8 Comportamiento rígido y flexible del diafragma

21

Colocación de grandes masas en forma asimétrica con respecto a la rigidez.

Combinación de las dos situaciones.

Los muros divisorios y acabados de fachada que se encuentran adosados a la estructura vertical

tienen generalmente una gran rigidez y, por lo tanto pueden participar estructuralmente en la

respuesta al sismo y pueden ser causante de torsión, como en el caso corriente de las edificaciones

esquineras.


Al momento del análisis estructural, se dice que existente una excentricidad mayor cuando

supera el 10% de la dimensión en planta bajo análisis. Entonces se debe tomar medidas correctivas

en el planeamiento estructural del proyecto.

En el plano vertical se complica aún más cuando se tiene irregularidades verticales, como los

escalonamientos. En efecto, la parte superior del edificio transmite a la inferior un cortante

excéntrico, lo cual provoca torsión del nivel de transición hacia abajo, independientemente de la

simetría o asimetría estructural de los pisos superiores e inferiores.

Figura N° 2.5.9 Torsión

22

Al igual que los demás problemas de configuración estructural, se debe contrarrestar desde la

etapa de diseño espacial y de forma de la edificación.

Los correctivos necesarios para mitigar el efecto de la torsión son los siguientes:

Las torsiones se deben considerar inevitables, debido a la naturaleza del fenómeno y a las

características de la estructura. Por esta razón, se sugiere proveer de rigidez, buscando reducir la

posibilidad de giro en planta.

En el planeamiento de la estructura tanto en planta como en altura, se debe proveer a la

estructura la mayor simetría posible de la rigidez con respecto a la masa.


Figura N° 2.5.10. Torsión por muros excéntricos.

23

3 CAPÍTULO III. METODOLOGÍA

3.1 ÁREA DE ESTUDIO

Manta, es la tercera ciudad ecuatoriana, que es uno de los destinos más queridos del Ecuador.

Manta se encuentra en la provincia de Manabí y es una ciudad poblada en gran parte. Fue fundado

por Pedro de Alvarado el 2 de marzo de 1534. Tiene una población de 217553 habitantes en una

superficie de 40 kilómetros cuadrados. Se encuentra al occidente la Provincia de Manabí y la bahía

de Manta, en la parte occidente se encuentra Ecuador. Las coordenadas geográficas son 0°57’0”S

80°42’58”O. Manta está caracterizado como un lugar desértico que tiene una precipitación que

varía de 200 a 250 mm anualmente. (Wikipedia, 2017) Sus límites son:

Al Norte y Oeste con el Océano Pacífico.

Al sur con el cantón Montecristi.

Al este con los cantones Montecristi y Jaramijó.

Fuente: GOOGLE MAPS

Figura N° 3.1.1 Mapa de localización de la zona de estudio, cantón Manta.

24

3.1.1 Demografía

Posee 248.473 habitantes en todo el cantón, centrándose en el área urbana de la ciudad del

mismo nombre una población de 224.317 habitantes. Aunque bien en datos reales de

población, se determina una aglomeración urbana y conurbación formada con las ciudades de

Montecristi y Jaramijó, así con las áreas suburbanas de las mismas, con lo que Manta llega a

tener una población real de 307.450 habitantes en la ciudad como tal. Además Manta es

considerada parte de la Conurbación Manabí Centro que incluyen los cantones de Portoviejo,

Manta, Montecristi, Santa Ana, Rocafuerte y Jaramijó que le dan una población total de

680.140 habitantes. (Wikipedia, 2017)

3.1.2 Clima

A diferencia del resto de la Costa ecuatoriana cuyo clima es sumamente caluroso, lluvioso y

húmedo por excelencia, el clima de Manta es muy diferente, ya que por su privilegiada

ubicación geográfica en el Centro - Sur del Ecuador hay factores que suavizan y modifican el

clima de la ciudad y el cantón y lo hacen mucho más agradable en relación al resto de la Costa.

Uno de esos factores principales es la influencia directa de la Corriente Fría de Humboldt que

hace su presencia en Manta la mayor parte del año, por lo que debido a la fuerte influencia de

esta corriente marina, Manta se caracteriza por tener un clima subtropical a templado marítimo

y muy agradable la mayor parte del año, y que por acción de esta misma corriente la hace

también un lugar sumamente seco, árido y desértico, ya que del 100% Manta solo recibe un

15% de su totalidad de pluviosidad anual, estas son sumamente escasas y solo llueve entre 150

a 250 mm anuales, en relación al resto de la Costa que llueve hasta 2500 mm anuales, y las

primeras lluvias de consideración se presentan en Manta a finales de enero y finalizan la

primera semana de abril, en donde los meses más lluviosos son Febrero y marzo.

https://es.wikipedia.org/wiki/Conurbaci%C3%B3n_Manab%C3%AD_Centro

25

Sus temperaturas, como en todas las ciudades ubicadas en la cercanía del ecuador terrestre,

promedian entre los 26°C y 31°C como máximo y entre 15°C y 19°C como mínimo. Su

precipitación anual baja y su rango térmico delatan la fuerte influencia de la anomalía térmica

causada por la Corriente Fría de Humboldt proveniente de la Antártida, la cual con un volumen

de agua alrededor de entre 5 a 6 veces el del río Amazonas moldea gran parte del clima de la

provincia de Manabí y de la Costa del Pacífico del Ecuador, así como de la región insular de

Galápagos. (IGEPN, 2016)

3.1.3 Geografía.

La ciudad se ubica en la parte occidental de la Provincia de Manabí, en la bahía de Manta, en

la Costa Centro - Sur del Ecuador. Esta zona, por influencia directa de la Corriente Fría de

Humboldt la mayor parte del año, es muy seca y las lluvias son sumamente escasas, ya que

solo llueve entre 150 a 250 mm3 anuales. La orografía del cantón y la ciudad son sumamente

irregulares y accidentadas, ya que su altura promedio en todo el cantón es de entre 6 y los 400

m.s.n.m., en donde la parte más baja es el perfil costanero y la parte más alta está ubicado en

pleno centro del cantón, precisamente en el Bosque Húmedo de Pacoche ubicado a una altura

de 400 metros sobre el nivel del mar.

El terreno donde se asienta la ciudad de Manta no es plano ni a nivel del mar como

erróneamente se publica en algunas páginas web de promoción turística de la ciudad, al

contrario, la ciudad está ubicada en una altiplanicie cuya altura varía de acuerdo al sector o

barrio que se visite. La ciudad de Manta, por su accidentada geografía, se divide en 2 partes:

Manta Bajo y Manta Alto.

Manta Bajo lo conforman aquellos barrios ubicados a una altura comprendida entre los 6 y 40

m.s.n.m., y Manta Alto lo conforman los barrios comprendidos cuya altura estén entre los 45

https://es.wikipedia.org/wiki/Provincia_de_Manab%C3%AD

26

y 120 m.s.n.m., en donde los barrios más bajos de Manta son: Los Esteros y Tarqui; y los

barrios más altos de Manta son: Urbirríos 1 y 2, La Revancha, Cuba, Circunvalación, Las

Cumbres, 20 de Mayo, entre otros.

Dentro de la ciudad se pueden encontrar calles de todo tipo, pero en su mayoría, sus calles

están construidas en empinadas y difíciles curvas y ubicadas entre cerros y lomas, por lo que

se corrobora a simple vista que el suelo mantense no es plano como se dice por error, sino que

más bien es muy irregular y accidentado, y es gracias a este factor geográfico que favorece e

incide enormemente en el clima de la ciudad.

El Bosque Húmedo de Pacoche, ubicado a 25 Km desde la ciudad de Manta, es el lugar más

alto del cantón Manta pero también es el único lugar del cantón con clima subtropical húmedo

y es por esta característica que la hace un lugar único en el cantón, ya que aquí se presentan

lluvias y neblinas casi todo el año, su altura es de 400 m.s.n.m., posee un clima templado

húmedo y es el único lugar del cantón que posee abundante vegetación e interesante flora y

fauna que normalmente solo pueden encontrarse en bosques con climas húmedos o en las

estribaciones de la Cordillera de los Andes. El Bosque Húmedo de Pacoche es otro de los

lugares turísticos que tiene el cantón Manta y que es visitada por turistas nacionales y

extranjeros atraídos por la belleza de su paisaje y lo agradable de su clima.

3.2 CARACTERIZACIÓN DEL SISMO DE 16 DE ABRIL DE 2016

3.2.1 Características generales del evento

Fecha: 16 de abril de 2016 (hora: 18:58, tiempo local)

Magnitud: 7.8

27

Tipo: Sismo de subducción

Zonas afectadas: Provincias de Manabí, Esmeraldas, Guayas, Santa Elena, los Ríos, Santo

Domingo de los Tsachilas

3.2.2 Subducción de la Placa de Nazca bajo la Sudamericana

La costa del oeste de Sudamérica es una de las zonas de subducción más largas en el mundo,

donde la placa de Nazca (oceánica) subducta bajo la placa Sudamericana (continental).

La placa de Nazca subduce bajo la placa Sudamericana, moviéndose en dirección NEE a una

velocidad que varía de 80 mm/año en el sur a 65 mm/año en el norte (Figura N° 3.2.1). Aunque la

tasa de subducción varía poco a lo largo de todo el arco, existen complejos cambios en los procesos

geológicos a lo largo de la zona de subducción que influencian dramáticamente en la actividad

volcánica, deformación de la corteza y generación y ocurrencia de terremotos a lo largo del borde

occidental de Sudamérica.

La mayoría de los grandes terremotos que han ocurrido en Sudamérica suceden a profundidades

de entre 0 y 70 km como resultado de deformación de corteza e interplacas. Los terremotos de

corteza, de profundidad aproximada de 50 km, suceden en la placa Sudamericana como resultado

de la deformación y acumulación de esfuerzos producida por la subducción. Los terremotos

interplaca ocurren debido al deslizamiento a lo largo de la interfaz deslizante entre las placas de

Nazca y Sudamericana. Éstos últimos son frecuentes, suelen ser de gran magnitud y ocurren a

profundidades de entre 10 y 60 km aproximadamente.

El sismo de M 7.8 del 16 de abril de 2016, cercano a la costa del norte de Ecuador, ocurrió

como resultado de una falla de cabalgamiento en el borde entre las placas Nazca y Sudamericana.

28

En la zona de localización del evento sísmico, la placa de Nazca subduce en dirección este bajo la

placa Sudamericana a una velocidad de 61 mm/año.

Figura N° 3.2.1 Mapa de sismo-tectónica de Sudamérica en el borde occidental. Se muestran las placas

tectónicas y sus respectivas velocidades y direcciones de movimiento, además de los epicentros de algunos

eventos importantes.

Fuente: Rhea et al. (2010).

La localización y mecanismo del sismo son consistentes con el buzamiento en la interface

primaria del límite de placa, entre estas dos placas principales. La subducción a lo largo de la Fosa

Ecuador-Colombia al oeste de Ecuador, y la Fosa Perú-Chile más al sur, ha llevado al

levantamiento de la cordillera de los Andes y ha producido algunos de los terremotos más grandes

del mundo, incluyendo el mayor evento registrado en la historia, el M 9.5 en el sur de Chile en

1960. En Colombia, algunos de los terremotos más fuertes ocurridos o sentidos ampliamente en el

territorio nacional suceden cerca de la frontera con Ecuador y están relacionados con este marco

tectónico, como es el caso del terremoto de Ecuador-Colombia de 1906 (MW = 8.8), y otros

terremotos asociados a este gran evento durante el siglo XX en 1942 (MS = 7.9), 1958 (MS = 7.8)

29

y 1979 (MS = 7.7) (Kanamori & McNally, 1982). Por su magnitud, la superficie de ruptura de los

eventos similares al terremoto de Pedernales tiene un tamaño de alrededor de 160x60 km2

(longitud x ancho).

Figura N° 3.2.2 Subducción Placa de Nazca - Placa Sudamericana.

Fuente: Diario la HORA

3.2.2 Mecanismo Focal

Hipocentro y Epicentro

El epicentro de un sismo es el punto en la superficie de la Tierra ubicado directamente

sobre el foco o hipocentro. Entonces el epicentro del sismo del 16 de abril de 2016 fue;

0°22′16″N 79°56′24″O

El hipocentro es el punto en el interior de la Tierra, en el cual se da inicio a la ruptura

que genera un sismo y se ubicó frente a Pedernales a 20 km de profundidad

http://tools.wmflabs.org/geohack/geohack.php?language=es&pagename=Terremoto_de_Ecuador_de_2016&params=0.371_N_-79.94_E_type:landmark

30

3.2.3 Magnitud e Intensidad

Magnitud

Es una medida que tiene relación con la cantidad de energía liberada en forma de ondas

elásticas. Se puede considerar como un tamaño relativo de un temblor, y se determina tomando el

logaritmo (base 10) de la amplitud máxima de movimiento de algún tipo de onda (P, Superficial)

a la cual se le aplica una corrección por distancia epicentral y profundidad focal. En oposición a la

intensidad, un sismo posee solamente una medida de magnitud y varias observaciones de

intensidad. (IGEPN, 2016)

La magnitud del sismo de 16 de abril fue de 7.8 MWW en la Escala de Richter

Intensidad

La intensidad es un indicador de la fuerza del evento, medido en personas, objetos y

edificaciones. Para determinar los niveles de intensidad se utilizó la Escala Macrosísmica Europea

(EMS98), que es una actualización de la Escala de Mercalli. Esta escala cuenta con 12 grados.

Durante los días posteriores al evento principal, le IGEPN organizó la campaña de campo para

el reconocimiento de daños en las edificaciones con el propósito de definir las áreas más afectadas

en términos de la intensidad sísmica. Los grupos de trabajo estuvieron conformados por técnicos

del Instituto Geofísico, Docentes de la Facultad de Ingeniería Con la información que se levantó

en campo sirvió para determinar una intensidad máxima de 9 EMS en las zonas de Pedernales y

San José de Chamanga. Este valor refleja el colapso observado en muchas edificaciones

vulnerables y los daños en edificaciones construidas bajo las recomendaciones de las normas

técnicas. En ciudades y poblaciones costeras como Bahía de Caráquez, Jama y Canoa y las zonas

31

centrales de Manta y Portoviejo, los daños en las edificaciones muestran una intensidad de 8 EMS.

En estas dos últimas ciudades la distribución de daños es muy heterogénea y concentrada en ciertas

áreas de la urbe. En la figura N° 3.2.3, conocida como mapa de isosistas, se observa que los daños

están distribuidos en la provincia de Manabí. En las provincias de Esmeraldas, Santa Elena,

Guayas, Los Ríos y parte de Santo Domingo de los Tsáchilas, se observaron fisuras en las paredes

de las edificaciones, que no comprometen a la estabilidad de la estructura. En general, en las

provincias de la Sierra. (IGEPN, 2016)

Figura N° 3.2.3 Mapa de intensidades del sismo del 16 de abril de 2016.

Fuente: INSTITUTO GEOFISICO ESCUELA POLITECNICA NACIONAL

32

3.2.4 Aceleraciones

La aceleración es un parámetro muy importante en el diseño de edificaciones porque es

directamente proporcional a la fuerza que debe soportar una estructura durante un sismo. Esta

información es utilizada en los códigos de construcción para generar las recomendaciones que

rigen el diseño.

El Ecuador cuenta con varias estaciones de aceleración ubicadas en todo el país, que se detallan

con círculos en el mapa de la figura N° 3.2.4. Estas estaciones son parte de la Red Nacional de

Acelerógrafos (RENAC) del Instituto.

Figura N° 3.2.4 Distribución espacial de las estaciones de la Red Nacional de Acelerógrafos y de la red

de OCP.


33

En Pedernales (estación APED) se registró un valor de 13.803 m/s2 (1.407 g). En la figura N°

3.2.5 se observa una diferencia importante entre las formas de onda de las estaciones al sur

(AMNT, ACHN, APO2) y las estaciones ubicadas en el norte (LGCB, AES2). En el norte, los

valores de aceleración pico son más bajos pero con una duración mayor, mientras que en el sur, se

observa mayores aceleraciones pico pero con una duración más. (IGEPN, 2016)

Figura N° 3.2.5 Acelerogramas del terremoto de las 18h58 (TL) del 16 de abril


34

El sismo registrado el sábado 16 de abril a las 18h58 (tiempo local), de magnitud 7.8 (Mw

magnitud momento), cuyo hipocentro se ubicó frente a Pedernales (Manabí), a 20 km de

profundidad, fue resultado del desplazamiento entre dos placas tectónicas: la placa de Nazca (placa

oceánica) que se sumerge bajo la Sudamericana (placa continental). A este proceso se le conoce

como subducción, y es el mismo fenómeno que originó los sismos del 31 de enero 1906 (Mw 8.8),

que es el más grande registrado en Ecuador y el sexto más grande a escala mundial; el del 14 de

mayo 1942 (Mw 7.8); 19 de enero de 1958 (Mw 7.8) y del 12 de diciembre de 1979 (Mw 8.1).

3.2.5 Afectaciones de la población

Como consecuencia del terremoto y tras un mes del desastre se tuvo como cifras de personas

muertas 660 y personas desaparecidas 13. El detalle se presenta en el siguiente cuadro.

Fuente: Informe de

situación N° 65 (Secretaría de Gestión de Riesgos)

Tabla N° 3.2.1 Personas muertas y desaparecidas por el sismo.

35

3.2.6 Inventario de fenómenos de remoción en masa

Fenómenos de remoción en masa inventariados.

En el cantón Pedernales se realizó el inventario de 36 Fenómenos de Remoción en Masa (FRM),

dentro de los que se incluyen zonas de agrietamientos. Los FRM predominantes corresponden a

deslizamientos traslacionales con avalanchas y flujos de detritos (10), seguido en igual proporción

por deslizamientos rotacionales (6) y volcamientos (6) y en menor proporción se presentan los

deslizamientos del tipo complejo (1) además de las zonas de agrietamientos (13). Las

características detalladas de los diferentes movimientos en masa se registraron en las

correspondientes fichas de campo elaboradas por él, (INIGEM, 2016)

Deslizamientos traslacionales con flujo de detritos

Los deslizamientos traslacionales se han producido principalmente en rocas sedimentarias

aflorantes en la zona de estudio y corresponden a las formaciones Borbón, Onzole y Angostura,

encontrándose además en zonas de depósitos coluviales y terrazas aluviales recientes. (INIGEM,

2016)

Fuente: INIGEMM, Mayo 2016

Tabla N° 3.2.2 Características de Deslizamientos cantón Pedernales.

36

Movimientos rotacionales con flujo de detritos

Este tipo de movimientos se han producido sobre rocas ígneas altamente meteorizadas de la

formación Piñón y en rocas sedimentarias de las formaciones, Borbón, Onzole y Angostura,

encontrándose además en zonas de depósitos fluviomarinos. (INIGEM, 2016)


Caída de bloques y detritos

Los movimientos de masa tipo caída se localizan principalmente en los taludes artificiales

generados para la construcción de carreteras, en donde la pendiente de los escarpes supera los 70°

de inclinación. Este tipo de movimiento se produce principalmente en rocas sedimentarias de las

formaciones Onzole y Angostura que corresponden a limolitas color crema y areniscas grises de

grano medio a grueso respectivamente.


Tabla N° 3.2.3 Características de deslizamientos rotacionales cantón Pedernales.

Tabla N° 3.2.4 Características de los movimientos por caídas en el cantón Pedernales

37

Deslizamientos Complejos

En la zona de estudio se identificó un deslizamiento de este tipo, se presenta en rocas

sedimentarias de la formación Onzole, en zonas de relieves colinados muy altos en donde las

pendientes de ladera tienen una inclinación de laderas que varía entre 40 - 55°. Litológicamente

corresponden a limolitas de color crema, contienen microfósiles además de suelo residual, gravas

y arenas. (INIGEM, 2016)


Zonas de Grietas

Las zonas de agrietamiento en el cantón Pedernales se localizan principalmente a lo largo de

las vías de comunicación de primero y segundo orden, corresponden a agrietamientos

longitudinales con direcciones preferenciales N- S y NE –SE, son el resultado de la liberación de

esfuerzos por efecto de la actividad sísmica en el sector. Las grietas localizadas a lo largo de la

carretera se producen principalmente en zonas de rellenos de gravas y arenas conformados para la

base y sub-base de la vía, principalmente son grietas longitudinales con subsidencias verticales

importantes, varios centímetros de abertura y profundidades variables.

Tabla N° 3.2.5 Características de deslizamiento complejo en el cantón Pedernales.

38


3.2.7 Afectaciones en Infraestructuras

Edificaciones

El Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda con el apoyo de SGR y voluntarios técnicos

levantaron una evaluación de infraestructura en áreas urbanas y la Gobernación de Manabí ha

evaluado el estado de las infraestructuras en las áreas rurales.

Figura No 2.4: Mapa de edificaciones afectadas.

Tabla N° 3.2.6 Características de las zonas de grietas en el cantón Pedernales.

39

Fuente: MIDUVI Y Gobernación de Manabí.

Infraestructura educativa

La evaluación realizada de daños y análisis de necesidades de las infraestructuras educativas,

patrimoniales, ambientales, turísticas, deportivas y educativas superiores afectadas, hasta el 16 de

mayo de 2016, por parte del equipo de evaluación establecieron los siguientes niveles de

afectación:

Nivel 1 Bajo: Daños leves, en elementos no estructurales, recuperables con

intervención de hasta 30 días

Nivel 2 Medio: Daños medios, en elementos no estructurales y estructurales con

daño leve, recuperables con intervención de hasta 90 días

Nivel 3 Alto: Daños severos, en elementos estructurales y no estructurales,

recuperables con intervención de más de 90 días.

Fuente: Informe de situación N° 65 (Secretaría de Gestión de Riesgos)

Tabla N° 3.2.7 Infraestructuras educativas afectadas por el sismo.

Tabla N° 3.2.8 Otras infraestructuras afectadas por el sismo.

40


Infraestructura productiva afectada


Infraestructura hospitalaria

Cinco hospitales fueron afectados y salieron de funcionamiento; ante esta situación se

movilizaron cinco hospitales móviles para suplir a los hospitales colapsados. En tanto de los 18

centros de salud y 9 dispensarios médicos afectados mediante un plan de contingencias se logró

seguir atendiendo en otros locales.

Tabla N° 3.2.9 Infraestructuras productivas afectadas por el sismo.

41

Figura No 2.5: Mapa de edificaciones de salud afectadas.


3.2.8 Afectaciones a movilidad y servicios básicos

Agua potable

La cobertura de agua por red pública en Manabí antes del sismo era del 52%, con una

continuidad del servicio del 60% y el resto se abastecía principalmente de tanqueros (30%).

La Secretaría del Agua, a través de la MTT1 en el COE Nacional y Provincial tomó acciones

con otros GADs y la empresa privada para la provisión de agua potable, así como la reparación de

los sistemas. La mayoría de cantones en Manabí presentaron afectaciones por problemas de

operación de los sistemas de conducción de agua aunque se han rehabilitado la mayoría de las

plantas de distribución.

42

Electricidad

En la Provincia de Manabí se registraron los mayores daños en la infraestructura de distribución

del sistema eléctrico. En varias provincias se vio afectado el servicio:

Fuente: CENACE

Telecomunicaciones

Posterior al terremoto se registró pérdida del servicio de telecomunicaciones en varias

provincias, y congestión de datos 3G con un 30% de fallo de llamadas en las provincias

afectadas.

El cantón más afectado fue Jama (0 – 30%), seguido de. Sucre, Manta, Rocafuerte,

Portoviejo, Olmedo y Bolívar (31-60%), y Pedernales, Flavio Alfaro, San Vicente, Chone,

Eloy Alfaro, Pichincha, Puerto López, Montecristi, Paján y 24 de Mayo (61-90%).

Vialidad

El MTOP ha movilizó más de 150 equipos de maquinaria pesada (pública y privada),

logrando de ésta manera que en tan solo 48 horas se lograra habilitar 19 de las 21 vías

Tabla N° 3.2.10 Servicio de Energía eléctrica afectadas por el

sismo.

43

inhabilitadas a causa del terremoto, de igual manera se habilitó todos los puntos de acceso

a las zonas de afectación, facilitando la comunicación y llegada de ayuda emergente.

44

Figura No 2.6: Mapa de rutas de levantamiento de información y evaluación de daños causados por el

terremoto.


45

3.3 DESCRIPCIÓN DE LOS DAÑOS DEL TERREMOTO DEL 16 DE ABRIL DE 2016

3.3.1 Manta

Manta, el puerto más importante del país tuvo el mayor número de víctimas mortales con un

total de 219, siendo uno de los cantones más afectados por el terremoto, sus edificaciones quedaron

en escombros. Tarqui fue la parroquia más afectada de este cantón, su principal actividad era el

turismo, pero el sismo destruyó varios hoteles ubicados en este sector.

En el siguiente cuadro se muestra un diagnostico luego del sismo.

Tabla N° 3.3.1 Diagnóstico de Manta luego del terremoto del 16 de abril de 2016

INFORME FECHA FALLECIDAS DESAPARECIDAS HERIDAS ALBERGADAS EDI.

DESTRUIDAS

EDI.

AFECTADAS

71 19/05/16 219 1 1536 40 114 45

Fuente: Secretaria de la Gestión de Riesgos.

Figura N° 3.3.1 Hotel Pacifico en la parroquia Tarqui colapsado.

Fuente: Facultad de Ingeniería –Universidad Central

46

Las viviendas de Tarqui han sido censadas por las autoridades. La mayoría luce un cartel rojo con

la palabra "Inseguro". Pocas tienen el sello verde que significa habitable. Los técnicos de diferentes

instituciones públicas y privadas realizaron una evaluación estructural para determinar si la

edificación puede ser restaurada o demolida.

3.4 ANÁLISIS DE LAS EDIFICACIONES COLAPSADAS EN EL SISMO DEL 16 DE ABRIL

DE 2016.

3.4.1 Edificio Mutualista Pichincha.

Varias edificaciones colapsaron tras el desastre natural entre las más importantes está el edificio

de la Mutualista Pichincha ubicado en Portoviejo.

Figura N° 3.4.1 Edificio Mutualista Pichincha colapsado.

Fuente: Mario Vásconez

Autor: José Otavalo

47

Tabla N° 3.4.1 Ficha Técnica Edificio Mutualista Pichincha - Portoviejo

MATERIAL Hormigón

armado

TIPOLOGÍA

ESTRUCTURAL

Vigas y columnas; 4 ejes de columnas en

sentido corto y la luz central es de 18 m.

NÚMERO DE PISOS 9 CIMENTACIÓN Losa de Cimentación.

AÑOS DE

CONSTRUCCIÓN

Más de 15

años

FALLA

Estructura Flexible que falló en segundo modo;

el peso de los pisos superiores en la estructura

deformada en sentido transversal originó el

colapso de los pisos intermedios.

Presenta viga corta (l/d≤ 4).

UBICACIÓN Esquinero

DIRECCIÓN

9 de

Octubre y

Rocafuerte

OBSERVACIONES

Los tres últimos pisos fueron incrementados.

Altura de primer piso de 5m, con Mezanine.

Sistema constructivo de losa Stell Deck

apoyada sobre vigas secundarias de acero.

Fuente: Revista Internacional de Ingeniería de Estructuras

Principales problemas encontrados en la edificación.

Falta de confinamiento.- Los estribos de la edificación no proporcionaron la confinación

adecuada para soportar los esfuerzos cortantes, cabe mencionar que fue diseñado con

normativas anteriores.

48

Figura N° 3.4.2 Daño en columnas de nivel 5 del edificio Mutualista Pichincha


Como se puede apreciar en la figura la separación entre estribos es de 15 cm

aproximadamente lo cual indica que hubo escases de estribos en la zona de confinamiento

que pueda absorber los esfuerzos sometidos a causa del sismo. (Roberto Aguiar, 2016)

En la Figura N° 3.3.3, se observa la longitud de la zona de confinamiento así como la

separación de los estribos para esta zona según la norma NEC-SE-HM (2015).

Figura N° 3.4.3. Separación de Estribos

Fuente: NEC-SE-HM-Hormigón-Armado (2015)

49

La longitud de confinamiento (Lo), no puede ser menor que:

• Una sexta parte de la luz libre del elemento,

• La máxima dimensión de su sección transversal,

• 450 mm.

La separación de los estribos (S) en Lo, no puede exceder de:

• Seis veces el diámetro menor del refuerzo longitudinal

• 100 mm

Entonces si se aplica la normativa vigente se puede comprobar que la separación de estribos

(S), en la zona de confinamiento está muy por encima del máximo que específica la norma que es

de un máximo de 100 mm. Aunque por los años que tiene la construcción se puede presumir que

fue diseñada con la anterior normativa CEC 2000.

Falla Unión Viga -Columna

Este tipo de fallas causa una discontinuidad en la rigidez lateral llevando al colapso de

la estructura. En las conexiones entre los distintos elementos estructurales se originan

elevadas concentraciones de esfuerzos, que conducen a varios casos de falla.

50

Figura N° 3.4.4 Unión Viga - Columna

Fuente: José Otavalo

En la Figura N° 3.4.5 también se observa que existe irregularidades en la unión viga – columna

por la mala ubicación en los traslapes.

Columna Débil – Viga Fuerte

Dentro de las hipótesis para un diseño sismo resistente en estructuras de hormigón

armado esta que se cumpla el criterio de “COLUMNA FUERTE – VIGA DÉBIL”, para

que la estructura aporticada tenga un comportamiento dúctil.

En la sección 2.4 de la norma NEC-SE-HM, para pórticos especiales indica lo siguiente:

o Elementos que resisten el sismo: Columnas y vigas descolgadas

o Ubicación de rótulas plásticas: Extremo de vigas y base de columnas 1er piso.

Se generan grandes

concentraciones de

Esfuerzos.

Puntos claves en toda

estructura.

Anclajes

inadecuados causan

colapsos estructurales

51

o Objetivo del detallamiento: Columna fuerte, nudo fuerte, viga fuerte a corte pero

débil en flexión.

Figura N° 3.4.6 Columna Débil - Viga Fuerte


En la figura N° 3.3.6 se puede observar lo que sucede cuando una columna falla antes

que una viga, prácticamente el piso considerado desaparece trayendo consigo grandes

pérdidas humanas y materiales, entonces se puede interpretar fácilmente el objetivo de que

se cumpla el criterio.

3.4.2 Edificio Cooperativa del Magisterio Manabita

La edificación colapsó completamente afectando directamente a las construcciones adyacentes

como se puede observar en la figura, de acuerdo a la ficha técnica de la edificación el primer piso

tenia 5m de altura el mismo que lo convierte en una estructura con un piso flexible. (Roberto

Aguiar, 2016)

COLUMNAS

DÉBILES

COLAPSADAS

VIGA

FUERTE

52

Figura N° 3.4.7 Edificio Cooperativa del Magisterio Manabita colapsado.

Fuente: Vicente Costales / EL COMERCIO

Tabla N° 3.4.2 Ficha Técnica Edificio Magisterio Manabita

MATERIAL HORMIGÓ

N ARMADO

TIPOLOGÍA

ESTRUCTURAL VIGAS Y COLUMNAS

NÚMERO DE

PISOS 5 CIMENTACIÓN Directa; vigas de cimentación

AÑOS DE

CONSTRUCCIÓN

Más de 25

años FALLA Estructura Flexible que falló en el sentido E-

W por efecto P-Δ

UBICACIÓN Medianera

DIRECCIÓN Morales y 9

de Octubre

OBSERVACIONE

S

Al colapsar destruye estructuras vecinas.

Altura de primer piso de 5m, con mezanine.

Fachadas cargadas en exceso por motivos

arquitectónicos.


53

3.4.3 Hotel El Gato

La edificación presentó graves errores en las uniones viga columnas el mismo que provocó el

colapso, además en la terraza se ubicaba un tanque de agua generando una irregularidad en la

configuración estructural, según la norma NEC-SE-DS, en la sección 5.3.3 Irregularidades y

coeficientes de configuración estructural, señala que “la estructura se considera irregular cuando

la masa de cualquier piso es mayor que 1,5 veces la masa de uno de los pisos adyacentes, con

excepción del piso de cubierta.” (Roberto Aguiar, 2016)

Figura N° 3.4.8 Hotel El Gato colapsado

a) Tanque de agua en la terraza, b) Edificio colapsado.


Tabla N° 3.4.3 Ficha Técnica Hotel El Gato

MATERIAL Hormigón

armado

TIPOLOGÍA

ESTRUCTURAL Columnas con capiteles y vigas descolgadas.

NÚMERO DE PISOS 6 CIMENTACIÓN Directa; vigas de cimentación en 2 sentidos

54

AÑOS DE

CONSTRUCCIÓN

Más de 20

años FALLA

Desplazamiento lateral de edificios contiguos

de mayor altura ocasionó el colapso por efecto P-

Δ, en el sentido E-W. UBICACIÓN Central

DIRECCIÓN Pedro Gual

y Olmedo OBSERVACIONES

Altura de primer piso de 5m, con mezanine.

Pobre confinamiento en nudos viga columna.


3.4.4 Edificio El Pillin

En esta edificación claramente se puede ver la falta de confinación en los nudos, además que

los estribos fueron hechos con varillas lisas de 6 mm, la normativa vigente NEC-SE-HM, indica

que para estribos, el diámetro mínimo es de 10 mm, además la barra debe ser corrugada.

Figura N° 3.4.9 Edificio El Pillin colapsado.

a) Falla en nudo, b) Colapso de la edificación.


55

Tabla N° 3.4.4 Ficha Técnica Edificio Pillin

MATERIAL Hormigón

armado

TIPOLOGÍA

ESTRUCTURAL Vigas y columnas

NÚMERO DE PISOS 5 CIMENTACIÓN Directa; vigas de cimentación.

AÑOS DE

CONSTRUCCIÓN

Más de 25

años FALLA Edificio abierto, falla por torsión, en sentido

diagonal, falla de nudos.


DIRECCIÓN

10 de

Agosto y

Morales

OBSERVACIONES

Edificio con altura de primer piso de 5m, con

mezanine. Confinamiento en la cabeza de

columna con un solo núcleo de estribo de 8 mm

cada 20 cm.


3.4.5 Edificio Capitán Santana

El Edificio Capitán Santana tenía más de 30 años de construcción, el colapso se dio por el efecto

P-Δ, además en su terraza existía un tanque de agua, causando inestabilidad estructural.

“Los efectos P-∆ corresponden a los efectos adicionales, en las dos direcciones principales de

la estructura, causados por efectos de segundo orden que producen un incremento en las fuerzas

internas, momentos y derivas de la estructura y que por ello se debe considerar dicho efecto.”

(NEC-SE-DS; 6.3.8).

56

Figura N° 3.4.10 Edificio Capitán Santana colapsado.

a) Tanque de agua, b) Colapso de la edificación.


Tabla N° 3.4.5 Ficha Técnica Edificio Capitán Santana.

MATERIAL HORMIGÓN

ARMADO

TIPOLOGÍA


NÚMERO DE PISOS 3 CIMENTACIÓN Directa sobre vigas de cimentación.

AÑOS DE

CONSTRUCCIÓN

Más de 30

años FALLA Edificio Flexible, colapsó por efecto P-Δ

UBICACIÓN Central

DIRECCIÓN Olmedo y

Pedro Gual OBSERVACIONES Fachadas con exceso de cargas.


3.4.6 Edificio del IESS

El Edificio del IESS, colapsó totalmente, como se puede observar en la figura, tenía las

columnas esbeltas convirtiéndose en una estructura muy flexible.

57

Figura N° 3.4.11 Edificio del IESS colapsado.

a) Edificio del IESS antes del sismo, b) Edificio colapsado.


Tabla N° 3.4.6 Ficha Técnica Edificio del IESS.

MATERIAL HORMIGÓN

ARMADO

TIPOLOGÍA


NÚMERO DE PISOS 6 CIMENTACIÓN

Directa sobre vigas de cimentación

superficiales, el tope de la viga superior de las

zapatas durante la demolición se ven a nivel de la

calle

AÑOS DE

CONSTRUCCIÓN

Más de 20

años FALLA

Edificio Flexible, colapsó por efecto P-Δ.

Columnas esbeltas y débiles con relación a la

carga, colapso hacia una esquina por problemas de

torsión. UBICACIÓN Esquinero

58

DIRECCIÓN Chile y

Pedro Gual OBSERVACIONES

Edificio de ocupación pública que le fue

cambiado el uso, con nuevas cargas al tener

oficinas públicas.


3.4.7 Centro Comercial Portoviejo

El Centro Comercial tenía más de 40 años de construcción tuvo varias remodelaciones durante

esos años, convirtiéndose en una edificación altamente vulnerable a los efectos de un sismo severo,

el piso 2 que albergaba a un almacén de ropa fue el que falló.

Figura N° 3.4.12 Centro Comercial Portoviejo colapsado

a) Centro Comercial Portoviejo antes del sismo, b) Edificio colapsado.


59

Tabla N° 3.4.7 Ficha Técnica Centro Comercial Portoviejo

MATERIAL HORMIGÓN

ARMADO

TIPOLOGÍA

ESTRUCTURAL

BASE DE 2 PISOS Y SOBRESALE TORRE CENTRAL

CON 7 PISOS.

SISTEMA DE VIGAS Y COLUMNAS.

NÚMERO DE PISOS 9 CIMENTACIÓN Sobre pilotes.

AÑOS DE

CONSTRUCCIÓN

Más de 40

años FALLA

Piso blando en segundo piso, fallaron las

columnas de segundo piso, la falla fue simétrica en

el sentido de que el lado opuesto a la fotografía

también falló. UBICACIÓN

Una

manzana

DIRECCIÓN Chile y

Pedro Gual OBSERVACIONES

El piso que falló era libre de columnas pues fue

modificado retirando las paredes de ladrillo de

arcilla para albergar una cadena de ropa.


3.4.8 Farmacia San Gregorio

Esta edificación presentó falta de redundancia estructural, lo cual quiere decir que faltaban

elementos estructurales, el volado antes del sismo ya había presentado deflexiones excesivas por

tanto se colocó columnas para reforzar la estructura, pero este refuerzo únicamente soportaban

cargas gravitacionales porque la unión viga columna no fue correcto.

60

Figura N° 3.4.13 Farmacia San Gregorio

Farmacia San Gregorio, a) antes del sismo, b) edificio colapsado


Tabla N° 3.4.8 Ficha Técnica Farmacia San Gregorio.

MATERIAL HORMIGÓN

ARMADO

TIPOLOGÍA

ESTRUCTURAL SISTEMA DE VIGAS Y COLUMNAS.

NÚMERO DE PISOS 4 CIMENTACIÓN Plintos aislados conectados con vigas de

cimentación.

AÑOS DE

CONSTRUCCIÓN

Más de 30

años

FALLA

Falta de redundancia estructural, las columnas

esquineras no se hicieron por razones

arquitectónicas, el volado tuvo deflexión y se

reforzó con columnas de acero a partir del primer

piso, columnas sin debido confinamiento.


DIRECCIÓN Av. Manabí

y Alahuela OBSERVACIONES

Los pisos superiores habían sido reforzados

con una columna de acero por la deflexión del

volado, el edificio cayó hacia la esquina.

61

El edificio tenía mezanine.


3.4.9 Clínica San Antonio

Esta edificación presentaba irregularidad en planta en el piso que falló, así como la falta de

confinamiento en las uniones, se puede observar claramente en la figura.

Figura N° 3.4.14 Clínica San Antonio colapsado

Clínica San Antonio, a,d) falla en nudo de columna débil, b) edificio colapsado, d) edificio en demolición.


Tabla N° 3.4.9 Ficha Técnica Clínica San Antonio.

MATERIAL HORMIGÓN

ARMADO

TIPOLOGÍA


NÚMERO DE PISOS 5 CIMENTACIÓN Zapatas de corridas en ambas direcciones.

AÑOS DE

CONSTRUCCIÓN

Más de 10

años FALLA

62

UBICACIÓN Medianero

Falla de columnas por deficiente

confinamiento, piso débil, viga fuerte columna

débil.

DIRECCIÓN Av. Paulo

Emilio Macías OBSERVACIONES

El piso que falló tenía una gran abertura en la

losa a diferencia de los inferiores que eran llenos

(con excepción de la grada), cambio de rigidez de

los pisos superiores por cambio del sistema

constructivo de losas alivianadas de hormigón

estructural a Steel deck.


3.4.10 Edificio Farmacia Comercio

La planta baja desapareció por completo ante la acción del sismo, como se puede observar en

la figura.

Figura N° 3.4.15 Farmacia Comercio colapsado


63

Tabla N° 3.4.10 Ficha Técnica Edificio Farmacia Comercio.

MATERIAL HORMIGÓN

ARMADO

TIPOLOGÍA


NÚMERO DE PISOS 4 CIMENTACIÓN

AÑOS DE

CONSTRUCCIÓN

Más de 30

años FALLA

Falla de columnas del primer nivel por piso

blando y falta de confinamiento, viga fuerte

columna débil. UBICACIÓN Esquinero

DIRECCIÓN

9 de

Octubre y

Ricaute

OBSERVACIONES El edificio tenía columnas esbeltas en el primer

nivel.


3.5 PATOLOGIAS CAUSADAS POR DEFECTOS EN LA CONSTRUCCIÓN

Luego de un análisis realizado a las edificaciones colapsadas en el sismo de 16 de abril, se

concluye que la mayoría tiene defectos estructurales o arquitectónicos desde la fase de diseño,

entonces las edificaciones fallan desde su proyecto para terminar en los defectos en la fase de

ejecución.

A continuación se presenta un gráfico en donde se puede observar los aportes de cada uno de

los factores más importantes que afectan a una edificación.

64

Figura N° 3.5.1 Causas de las Patologías en las Construcciones

Fuente: José Otavalo

3.5.1 Proyecto

En las edificaciones analizadas se vio claramente que todas ellas tenían más de una irregularidad

estructural entre los principal se puede citar los principales;

Piso Flexible

Columna débil – viga fuerte

Columna corta

Columna esbelta

Acumulación de masa en pisos superiores

Falta de confinamiento

Unión viga columna deficiente

Falta de redundancia estructural

PROYECTO; 40%

EJECUCIÓN; 30%

MATERIAL; 15%

USO; 10%

UBICACIÓN; 5%

PROYECTO EJECUCIÓN MATERIAL USO UBICACIÓN

65

Exceso de peso en las fachadas por diseños arquitectónicos

Entonces las edificaciones tienen graves errores desde la etapa del proyecto al no trabajar

conjuntamente tanto el diseño estructural como el diseño arquitectónico, estas dos partes tienen

que cumplir cada una su función más importante durante un evento natural que es la de preservar

la vida de los ocupantes.

3.5.2 Ejecución

El primer error que se comete es no contratar un profesional que esté a cargo de la ejecución

del proyecto porque puede estar bien diseñado el proyecto pero si no se construye de acuerdo a los

planos elaborados no sirve de nada.

Comúnmente los daños generados en la fase de ejecución se originan por:

No contar con un el asesoramiento de un profesional a cargo de la obra

Falta de estudio Geotécnico adecuado.

Errores en el replanteo

Modificaciones del proyecto

Incumplimiento de las normativas

Modificaciones en los materiales

3.5.3 Material

La elección del material que se va a utilizar en el proyecto debe ser elegido minuciosamente,

sin embargo por temas de costos o desconocimiento del comportamiento de los materiales se elige

el más económico o a su vez el que esté más disponible a la obra.

En la etapa de diseño, se debe definir el material que se va a utilizar y cualquier cambio durante

la ejecución debe ser probado por el calculista del proyecto.

66

3.5.4 Uso

El uso que se le da a una edificación juega un papel muy importante por ende en la etapa de

diseño ya se establece el uso que tendrá la edificación. En la norma NEC-15, está tipificado

claramente los tipos de construcciones y cada uno tienen sus parámetros de diseño particulares

El cambio de uso de la edificación está sujeta a una evaluación estructural a cargo de un

profesional.

3.5.5 Ubicación

Para evitar colapsos estructurales causados por una mala ubicación, el territorio debe contar con

un mapa de zonificación, señalando claramente las zonas de alto riesgo.

En el sismo del 16 de abril hubo edificaciones que colapsaron por estar ubicados en zonas en

donde hubo licuefacción del suelo, otras fueron arrasadas por deslizamientos en masa, entre otros

y la falta de estudios geotécnicos adecuados.

3.6 EDIFICACIONES NO COLAPSADOS

3.6.1 Edificio Antigua de Madera

La edificación mostrada en la Figura N° 3.6.1 Edificación antigua de madera y caña, no colapsó

luego del fuerte sismo, técnicamente el motivo por el cual esta edificación se mantuvo en pie es

debido a que está construido con material liviano específicamente de madera y caña.

67

Figura N° 3.6.1 Edificación antigua de madera y caña

Fuente: MATIAS ZIBELL

Tabla N° 3.6.1 Edificio Antigua de Madera

MATERIAL Caña y

madera

TIPOLOGÍA

ESTRUCTURAL Sistema de vigas y columnas.

NÚMERO DE PISOS 2 CIMENTACIÓN Superficial

AÑOS DE

CONSTRUCCIÓN

Entre 80 y

100 años FALLA No presenta fallas considerables

UBICACIÓN intermedio

DIRECCIÓN OBSERVACIONES Edificación construida con materiales livianos.

Fuente: Matías Zibell/ BBC Mundo

3.6.2 Museo Bahía de Caráquez

La edificación mostrada en la Figura N° 3.6.2Museo Bahía de Caráquez, no colapsó luego del

fuerte sismo, sufrió daños en la mampostería es decir elementos no estructurales, la estructura

permaneció de pie sufriendo daños menores.

68

Figura N° 3.6.2Museo Bahía de Caráquez

Fuente: MATIAS ZIBELL

Tabla N° 3.6.2 Museo Bahía de Caráquez

MATERIAL Hormigón

armado

TIPOLOGÍA

ESTRUCTURAL Sistema de vigas y columnas.

NÚMERO DE PISOS 5 CIMENTACIÓN Profunda

AÑOS DE

CONSTRUCCIÓN 20 años

FALLA Únicamente falla los elementos no

estructurales.


DIRECCIÓN OBSERVACIONES La estructura no presentó daños considerables.

Fuente: Matías Zibell/ BBC Mundo

69

3.6.3 Hotel Oro Verde - Grand Suits

El Edificio que se muestra en la Figura N° 3.6.3 Hotel Oro Verde - Bloque Grand Suits en

estudio se trata de uno de los bloques de hoteles del Hotel Oro verde, el mismo que no colapsó tras

el sismo del 16 de abril, sufrió leves daños en elementos estructurales y no estructurales.

Figura N° 3.6.3 Hotel Oro Verde - Bloque Grand Suits

Fuente: Multiconstructor S.A.

Tabla N° 3.6-1 Ficha Técnica Hotel Oro Verde - Grand Suits

MATERIAL HORMIGÓN

ARMADO

TIPOLOGÍA

ESTRUCTURAL

PÓRTICOS DE HORMIGÓN

ARMADO.

NÚMERO DE

PISOS

2 subsuelos

y 2 pisos altos CIMENTACIÓN Losa de Cimentación.

AÑO DE

CONSTRUCCIÓN 2000 ALTURA TOTAL 18.5 m

70


DIRECCIÓN

9 de

Octubre y

Rocafuerte

OBSERVACIONES

Está conformado por tres pisos de

suits y dos subsuelos de

estacionamiento.

Fuente: Multiconstructor S.A.

3.6.4 Selección de la edificación a analizar

Luego de haber documentado las edificaciones más relevantes que colapsaron y que no

colapsaron se elige una edificación para continuar con la investigación, el mismo que será el Hotel

Oro Verde - Grand Suits, por sus características estructurales, el material usado para su

construcción que es de hormigón armado, material que es usado en la mayoría de las

construcciones en la zona de estudio.

4 CAPÍTULO IV. EJECUCIÓN

4.1 EVALUACIÓN ESTRUCTURAL DE UNA EDIFICACÍON UBICADA EN LA ZONA

DEL DESASTRE.

En esta parte de la investigación se evalúa una edificación post-sismo aplicando la norma

RIESGO SÍSMICO, EVALUACIÓN, REHABILITACIÓN DE ESTRUCTURAS, (NEC-SE-RE),

Esta edificación está ubicada en la ciudad de Manta que está cercano a la zona cero, se aplicará las

cargas sísmicas de acuerdo a la normativa NEC-SE-DS 2015.

La información de la edificación se pudo recabar conjuntamente con la Consultora

Multiconstructor S.A.

La metodología aplicada para el análisis y evaluación consistió en:

71

a) Inspección visual general del estado de la edificación, para determinar el tipo, pertinencia

y cantidad de estudios.

b) De considerar que la estructura se encuentra afectada de alguna manera, pero es posible

realizar algún tipo de intervención para reparar, reforzar, o reconstruir la edificación, se

procederá con la ejecución de ensayos no destructivos, a fin de determinar propiedades de

materiales y estado de los mismos.

c) Se analizará el tipo de cimentación, condiciones particulares de suelo.

d) Se realizará un levantamiento para obtener el plano estructural para posteriormente efectuar

obtener un modelo matemático.

e) Aplicación de las cargas sísmicas de acuerdo a la norma NEC-SE-DS 2015.

f) Análisis de los resultados.

El análisis estructural se realizará en el software ETABS V 2016, el tipo de análisis es el Estático

y Dinámico lineal.

4.1.1 Sistema estructural

Estructura formada con pórticos de hormigón armado con luces de 6 m, la planta baja con una

altura de entrepiso de 5m y los demás pisos de 3.3m.

4.1.2 Configuración y disposición de los elementos estructurales.

La disposición del acero de refuerzo fueron obtenidos mediante la visita al sitio una vez

observado los elementos estructurales en las zonas en donde hubo el desprendimiento del

recubrimiento, las dimensiones se obtuvo mediante el levantamiento en sitio.

72

a. Columnas:

Figura N° 4.1.1 Sección Transversal Columna

Fuente: Autor

b. Vigas:

Figura N° 4.1.2 Sección Transversal Viga

Fuente: Autor

c. Losa:

Figura N° 4.1.3 Sección Transversal Losa

Fuente: Autor

73

Figura N° 4.1.4 Planta Estructural

Fuente: Autor

4.1.3 Materiales

En el levantamiento realizado en sitio, se pudo extraer el dato de la resistencia a la compresión

mediante un método indirecto y no destructivo usando el Martillo de rebote y aplicando el

respectivo ensayo, la resistencia a la fluencia del acero de refuerzo se asumió de acuerdo a la edad

74

de la edificación y una vez observado la corrugación del acero de refuerzo en las zonas en donde

hubo el desprendimiento del recubrimientos, Asumiendo los siguientes valores para el análisis.

Hormigón fc = 257.78 kg/cm2

Acero de Refuerzo Fy= 4200 kg/cm2

4.1.4 Cargas de diseño

Carga Muerta (CM) Y Carga Viva (CV)

La carga muerta corresponde, el peso propio de la estructura más el peso que genera los

acabados. La carga viva se tomara de la norma NEC-15.

Losa de cubierta

Losa de 30cm, alivianada Proporciona el programa peso propio

Masillado y acabados 0.342 t/m2

Carga viva 0.15 t/m2

CARGA TOTAL 0.492 t/m2

Losa de entrepiso

Losa de 30cm, alivianada Proporciona el programa peso propio

Masillado y acabados 0.342 t/m2

Mampostería 0.152 t/m2

Carga viva 0.2 t/m2

CARGA TOTAL 0.892 t/m2

75

Cargas Sísmicas

Las cargas sísmicas corresponden a lo que se especifica en la Norma NEC-SE-DS 2015, para

lo cual se adoptaron los siguientes coeficientes y/o factores:

Tabla 4.1.1 Coeficiente y factores NEC-SE-DS 2015

FACTOR DESCRIPCIÓN VALOR

Tipo de Suelo - D

Z

Representa la aceleración máxima en

roca esperada para el sismo de diseño,

expresada como fracción de la aceleración

de la gravedad.

0.5

Fa

Coeficiente de amplificación de suelo en

la zona de período cortó. Amplifica las

ordenadas del espectro elástico de

respuesta de aceleraciones para diseño en

roca, considerando los efectos de sitio

1.2

Fs

Coeficiente de amplificación de suelo.

Considera el comportamiento no lineal de

los suelos, la degradación del período del

sitio que depende de la intensidad y

contenido de frecuencia de la excitación

sísmica y los desplazamientos relativos del

suelo, para los espectros de aceleraciones

y desplazamientos.

1.19

Fd

Coeficiente de amplificación de suelo.

Amplifica las ordenadas del espectro

elástico de respuesta de desplazamientos

para diseño en roca, considerando los

efectos de sitio.

1.28

76

ƞ

Razón entre la aceleración espectral Sa

a período estructural T = 0.1 s y el PGA para

el período de retorno seleccionado. Su valor

depende de la región del Ecuador.

2.48

r

Factor usado en el espectro de diseño

elástico, cuyos valores dependen de la

ubicación geográfica del proyecto.

1

I Coeficiente de Importancia 1.3

R Factor de reducción de resistencia

sísmica

8

ØE Coeficiente de regularidad en elevación 0.9

ØP Coeficiente de regularidad en planta 0.9

Fuente: NEC-SE-DS 2015

La ecuación para el cálculo del cortante basal de diseño se presenta a continuación:

Donde:

Sa (Ta) Espectro de diseño en aceleración.

ØE y ØP Coeficientes de configuración en elevación y planta.

I Coeficiente de importancia

R Factor de reducción de resistencia sísmica.

V Cortante basal total de diseño

W Carga sísmica reactiva

Ta Período de vibración.

77

Espectro de Diseño para la zona en estudio según la norma NEC-SE-DS

El espectro de respuesta elástico de aceleraciones Sa, expresado como fracción de la aceleración

de la gravedad, para el nivel del sismo de diseño, se proporciona en la figura N°4.1.6

Figura N° 4.1.5 Espectro sísmico elástico de aceleraciones que representa el sismo de diseño

Fuente: NEC-SE-DS

Figura N° 4.1.6 Valores espectro de diseño

T SA SA

(REDUCIDA)

0.00 0.7800 0.1204

0.05 1.0258 0.1583

0.083 1.1880 0.1833

0.127 1.4040 0.2167

0.20 1.4040 0.2167

0.25 1.4040 0.2167

78

0.30 1.4040 0.2167

0.35 1.4040 0.2167

0.458 1.4040 0.2167

0.5148 1.4040 0.2167

0.52 1.4040 0.2167

0.52 1.4040 0.2167

0.60 1.4040 0.2167

Fuente: Autor

Figura N° 4.1.7 Espectro de aceleraciones para diseño Elástico & Inelástico

Fuente: Autor

El factor que afecta al peso de la edificación es de V = 0.217 * W, para el cálculo del cortante

basal de diseño, este factor se introduce en el software ETABS 2016 para la evaluación del modelo

matemático.

4.1.5 Modelación estructural en el programa ETABS 2016

0.0000

0.2000

0.4000

0.6000

0.8000

1.0000

1.2000

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00

Ace

lera

ció

n e

spe

ctra

l, Sa

(g)

Período, T (sec)

NORMA ECUATORIANA NEC-2015 Reducida

79

El procedimiento para elaborar el modelo estructural empieza con la definición de las unidades,

ejes, materiales, para luego definir las secciones de los elementos estructurales para de esta manera

obtener el esquema de la estructura.

Al ser una estructura muy sencilla para dibujar se puede hacer directamente desde el programa,

de lo contrario se puede dibujar en AUTOCAD para exportar como archivo con extensión .dxf al

ETABS.

En una forma resumida se describe la elaboración del modelo matemático señalando los puntos

relevantes.

Creación de materiales y elementos estructurales

En la figura N° 4.1.9, indica el material y la sección de la viga, con el que se trabajará en la

investigación, el hormigón con un esfuerzo a la compresión 𝑓𝑐′ = 257.78 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 y el acero con

un esfuerzo a la fluencia 𝐹𝑦 = 4200 𝑘𝑔/𝑐𝑚2.

Figura N° 4.1.8 Materiales

Fuente: Autor

80

Para los demás elementos se procede de la misma manera posteriormente se puede crear el modelo

utilizando las herramientas de edición del programa. Antes de esto se debe definir ejes y las

unidades en el que se va a trabajar.

La losa se modela como una losa maciza, determinando la inercia de la sección y por medio de

equivalencias de inercias se obtiene la altura de la losa maciza, la altura calculada es de ℎ𝑒𝑞 =

21.54 𝑐𝑚.

Figura N° 4.1.9 Vista 3D Estructura

Fuente: Autor

81

Figura N° 4.1.10 Vista en Planta de la Estructura

Fuente: Autor

Figura N° 4.1.11 Vista en Elevación de la Estructura

Fuente: Autor

82

4.1.6 Creación y asignación de patrones de carga

El paso siguiente es la creación de los tipos de carga que actuarán en la estructura. Los patrones

de carga que se creara son los siguientes.

Peso propio: El peso propio calcula el programa directamente y se denominará “Dead”;

no se asignará carga con este patrón.

Carga Muerta: Es el peso debido a acabados, luminarias, instalaciones, etc. El valor es

previamente calculado y el valor de la carga se inserta en el programa. Se denominará

“CM”; y será del tipo “Super Dead”.

Carga Viva Entrepiso: Esta dado por los componentes móviles en la edificación, como

son muebles, personas, etc. Se denominará “CV”; y será del tipo “Reducible Live”.

Carga Viva de Cubierta: Se considera al peso que genera hacer mantenimiento sobre la

cubierta, instalaciones y acabados. Se denominará “CVC” y será del tipo “Live”.

Carga de Sismo: Representa el cortante estático en la base de la estructura y se calcula

de manera automática. Se denominará “SX”; y será del tipo “Seismic”.

Entonces se procede a crear dentro del programa, en la figura Figura N° 4.1.12, se puede

observar los patrones de carga asignados para el modelo matemático.

Los valores de las cargas fueron anteriormente calculados y son los siguientes:

Carga viva de entrepiso 𝐶𝑉 = 0.892 𝑡/𝑚2.

Carga Viva de Cubierta 𝐶𝑉𝐶 = 0.698 𝑡/𝑚2.

Carga Muerta CM = 0.2 𝑡/𝑚2.

83

Figura N° 4.1.12 Patrones de Carga

Fuente: Autor

Una vez establecido los patrones de carga y los respectivos valores asignamos la carga a los

elementos estructurales para representar todas las cargas actuantes.

En la Figura N° 4.1.13, se muestra la carga asignada a la losa como carga uniforme de esta

forma se asigna las demás cargas.

Figura N° 4.1.13 Carga viva entrepiso

Fuente: Autor

84

4.1.7 Cargas sísmicas

Calculo de la carga sísmica reactiva

La carga sísmica reactiva W se calcula de acuerdo a lo que indica la norma NEC-SE-DS en la

sección 6.1.7, y se escoge el caso más crítico para el análisis.

𝑊 = 𝐷 + 𝑂. 25 𝐿𝑖

Dónde: D Carga muerta total de la estructura

Li Carga viva del piso i

En el programa se introduce los factores para que calcule automáticamente el peso total de la

estructura se denominará “PESO W”, el peso propio de los elementos lo incluimos en la opción

“Element Self Mass”, luego se especifica los patrones de carga de acuerdo a lo que especifica la

norma, en la figura

Figura N° 4.1.14 Carga Sísmica Reactiva

Fuente: Autor

Espectro de diseño

En la sección 4.1.5.2 se determinó el Espectro de Diseño para la zona en estudio, el programa

permite poner los valores de los respectivos coeficientes para obtener el respectivo espectro.

85

En la figura N° 4.1.16 se observa los valores de los coeficientes necesarios para obtener el

espectro de diseño en aceleraciones inelástico.

También se puede cargar el espectro mediante un archivo en formato .txt o xls, los dos métodos

son válidos, una vez realizado esta operación tenemos listo el modelo matemático para hacer correr

y realizar el análisis de la estructura.

Figura N° 4.1.15 Espectro de Diseño en aceleraciones Inelástico

Fuente: Autor

86

4.1.8 Combinaciones de carga

Las combinaciones de carga para una evaluación estructural es diferente a las combinaciones

para diseño, para esto se aplica la norma “RIESGO SÍSMICO, EVALUACIÓN,

REHABILITACIÓN DE ESTRUCTURAS (NEC-SE-RE)”, en la sección 4.4

Las combinaciones que indica la norma son las siguientes:

1.1(𝐷 + 0.25𝐿) + 𝐸

0.9(𝐷 + 0.25𝐿) + 𝐸

Dónde: D es la carga muerta

L es la carga viva

E carga sísmica

Se elige de entre las dos combinaciones, aquella que cause el efecto más desfavorable

en la estructura.

4.2 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

4.2.1 Análisis de la Deriva

Para la revisión de las derivas de piso se utilizó el valor de la respuesta máxima inelástica en

desplazamientos Δm de la estructura causada por el sismo de diseño.

En la norma NEC-SE-DS en la sección 6.3.9, específica la expresión para calcular la deriva

máxima inelástica (Δm).

∆𝑚 = 0.75 ∗ 𝑅 ∗ ∆𝐸

Dónde:

∆𝑚 Deriva máxima inelástica

∆𝐸 Desplazamiento obtenido en aplicación de las fuerzas laterales de diseño reducidas

87

R Factor de reducción de resistencia.

Sentido X

Para determinar el desplazamiento ∆𝐸, se recurre al software el mismo que permite obtener

automáticamente usando las herramientas del programa.

En la Figura N° 4.2.1, se puede observar la gráfica de las derivas de piso en sentido X siendo el

más crítico la carga sísmica SX, en el piso 3 (story 3). Cabe mencionar que el control de derivas

se hace con los estados de carga y no con las combinaciones.

Figura N° 4.2.2 Gráfica de derivas de la estructura en sentido X

FUENTE: ETABS 2016

88

Tabla N° 4.2-1 Derivas elásticas en sentido X

Story Response Values

STORY ELEVATION LOCATION X-DIR Y-DIR

M

STORY5 18.5 TOP 0.001943 0.000005

STORY4 15.25 TOP 0.002516 0.000003

STORY3 12 TOP 0.003127 0.000003

STORY2 7 TOP 0.002644 0.000003

STORY1 3.5 TOP 0.001278 0.000003

BASE 0 TOP 0 0

FUENTE: ETABS 2016

∆𝑚 = 0.75 ∗ 𝑅 ∗ ∆𝐸

∆𝑚 = 0.75 ∗ 8 ∗ 0.003127

∆𝑚 = 0.0188 OK

Este valor no supera al valor máximo establecido en la tabla 7 del (NEC-SE-DS) que

es: ∆𝑚 = 0.02

Sentido Y

Figura N° 4.2.3 Derivas elásticas sentido Y

Fuente: ETABS 2016

89

Tabla N° 4.2-2 Derivas elásticas en sentido Y

Story Response Values


M

STORY5 18.5 TOP 0.000042 0.002063

STORY4 15.25 TOP 0.000038 0.002556

STORY3 12 TOP 0.000055 0.00306

STORY2 7 TOP 0.000046 0.002543

STORY1 3.5 TOP 0.000028 0.001219

BASE 0 TOP 0 0

Fuente: ETABS 2016

∆𝑚 = 0.75 ∗ 8 ∗ 0.00306

∆𝑚 = 0.0184 OK

Tabla N° 4.2-3 Derivas elásticas de la estructura

STORY

LOAD

CASE/

COMB

O

DIRECTI

ON DRIFT LABEL

X

M

Y

M

Z

M

STORY5 DEAD X 1.4E-05 15 21.1 18 18.5

STORY5 LIVE X 2E-06 15 21.1 18 18.5

STORY5 CM X 1E-05 15 21.1 18 18.5

STORY5 CVC X 1E-06 15 21.1 18 18.5

STORY5 SX MAX X 0.001787 23 7.15 30 18.5

STORY5 SY MAX Y 0.001528 2 0 30 18.5

STORY4 DEAD X 1.2E-05 13 21.1 12 15.25

STORY4 LIVE X 2E-06 13 21.1 12 15.25

STORY4 CM X 8E-06 13 21.1 12 15.25

90

STORY4 CVC X 1E-06 1 0 0 15.25

STORY4 SX MAX X 0.002393 16 7.15 18 15.25

STORY4 SY MAX Y 0.002135 2 0 30 15.25

STORY3 DEAD X 1E-05 12 0 12 12

STORY3 LIVE X 2E-06 12 0 12 12

STORY3 CM X 7E-06 12 0 12 12

STORY3 CVC X 4.345E-

07 12 0 12 12

STORY3 SX MAX X 0.003127 14 0 18 12

STORY3 SY MAX Y 0.00306 23 7.15 30 12

STORY2 DEAD X 6E-06 9 21.1 6 7

STORY2 LIVE X 1E-06 13 21.1 12 7

STORY2 CM X 4E-06 13 21.1 12 7


07 13 21.1 12 7

STORY2 SX MAX X 0.002618 16 7.15 18 7

STORY2 SY MAX Y 0.002452 1 0 0 7

STORY1 DEAD X 2E-06 3 0 6 3.5

STORY1 LIVE X 3.806E-

07 12 0 12 3.5

STORY1 CM X 1E-06 12 0 12 3.5


08 12 0 12 3.5

STORY1 SX MAX X 0.001283 15 21.1 18 3.5

STORY1 SY MAX Y 0.001243 7 7.15 0 3.5

Fuente: ETABS 2016

Las derivas mostradas en el cuadro corresponden a la acción de carga muerta, carga viva y

cargas sísmicas, siendo la más crítica esta última. Las derivas de piso se miden para estados de

carga, sismo o viento más no para combinaciones de carga. Se concluye que las derivas en el

sentido X y el sentido Y no superan en ningún caso el valor de la deriva elástica máxima: 0.00333.

91

4.2.2 Periodo Fundamental mediante la Participación Modal

El programa define automáticamente para cada modo de vibración el correspondiente período,

el mismo que será utilizado para la determinación de la fuerza sísmica (corte Basal) del espectro

de diseño determinado según el código NEC-2015, para la región donde se ubican las estructuras

analizadas.

Tabla N° 4.2-4 Participación modal de masas

CASE MODE PERIOD

SEC UX UY UZ SUM UX SUM UY SUM UZ

MODAL 1 0.867 0.7506 0 0 0.7506 0 0

MODAL 2 0.828 0 0.7572 0 0.7506 0.7572 0

MODAL 3 0.356 0 2.581E-

06 0 0.7506 0.7572 0

MODAL 4 0.204 0.1508 0 0 0.9013 0.7572 0

MODAL 5 0.18 0 0.1504 0 0.9013 0.9076 0

MODAL 6 0.109 0.0592 0 0 0.9606 0.9076 0

MODAL 7 0.104 0 4.397E-

05 0 0.9606 0.9076 0

MODAL 8 0.102 0 0.0545 0 0.9606 0.9622 0

MODAL 9 0.066 0 0 0 0.9606 0.9622 0

MODAL 10 0.062 0 0.0292 0 0.9606 0.9914 0

MODAL 11 0.058 0.0301 0 0 0.9907 0.9914 0

MODAL 12 0.055 0 0.006 0 0.9907 0.9974 0

Fuente: ETABS 2016

Uno de los métodos que permite determinar es el análisis modal, en el presente modelo el

periodo 𝑇𝑎 = 0.867 𝑠, que corresponde al primer modo de vibración.

Otro método para encontrar el período de la estructura de forma aproximada es aplicando la

expresión que consta en la Norma NEC-SE-DS en la sección 6.3.3

𝑇 = 𝐶𝑡 ∗ ℎ𝑛∝

Dónde:

92

𝐶𝑡 , Coeficiente que depende del tipo de edificio

ℎ𝑛, Altura máxima de la edificación de n pisos, medida desde la base de la estructura, en metros.

T Período de vibración.

∝, Coeficiente que depende del tipo de edificio

hn 18.5 m

Ct 0.055

0.9

T 0.760 s

∝

Sin embargo, el valor de T calculado según el método de análisis modal no debe ser mayor en un

30% al valor de Ta calculado con la expresión.

4.2.3 Cortante Basal Estático y Dinámico

4.2.3.1 Cortante basal estático

El programa calcula automáticamente mediante la expresión,

V = CW

El coeficiente C se calculó anteriormente en la sección 4.1.5.2 su valor es 0.217.

Direction and Eccentricity

Direction = X + Eccentricity Y

Base Shear Coefficient, C C=0.217

Base Shear, V V=CW

Tabla N° 4.2-5 Cortante Basal de diseño Estático

DIRECTION PERIOD USED

(SEC) C

W

(KN)

V

(TONF)

X + ECC. Y 0.5148 0.217 47575.1762 1052.736

Fuente: ETABS 2016

93

Para la dirección Y, también se obtiene el mismo resultado

4.2.4 Cortante basal dinámico

Para determinar el cortante basal dinámico, anteriormente se cargó al programa el espectro de

aceleraciones correspondiente a la ciudad de Manta “NEC-15-MANTA”, además de esto se define

un load case SX & SY, relacionando con el respectivo espectro.

Sentido X

Tabla N° 4.2-6 Datos de entrada sentido X

NAME STORYRESP1

DISPLAY TYPE STORY SHEARS STORY RANGE ALL STORIES

LOAD CASE SX TOP STORY STORY5

OUTPUT TYPE NOT APPLICABLE BOTTOM STORY BASE

Fuente: ETABS 2016

Figura N° 4.2.4 Cortante dinámico X

Fuente: ETABS 2016

94

Tabla N° 4.2-7 Cortante dinámico X


M TONF TONF

STORY5 18.5 TOP 213.8 9.401E-04

BOTTOM 213.8 9.401E-04

STORY4 15.25 TOP 416.1 1.145E-03

BOTTOM 416.1 1.145E-03

STORY3 12 TOP 578.42 6.264E-04

BOTTOM 578.42 6.264E-04

STORY2 7 TOP 669.16 1.424E-03

BOTTOM 669.16 1.424E-03

STORY1 3.5 TOP 713.04 1.599E-03

BOTTOM 713.04 1.599E-03

BASE 0 TOP 0 0

BOTTOM 0 0

Fuente: ETABS 2016

El cortante basal dinámico en el sentido Y es; 𝑽𝒙 = 𝟕𝟏𝟑. 𝟎𝟒 𝒕𝒐𝒏𝒇

Sentido Y

Tabla N° 4.2-8 Datos de entrada sentido Y

NAME STORYRESP1

DISPLAY

TYPE

STORY

SHEAR

S

STORY RANGE ALL STORIES

LOAD CASE SY TOP STORY STORY5

OUTPUT

TYPE

NOT

APPLI

CABLE

BOTTOM STORY BASE

Fuente: ETABS 2016

95

Tabla N° 4.2-9 Cortante dinámico Y

Fuente: ETABS 2016

Figura N° 4.2.5 Cortante dinámico Y

Fuente: ETABS 2016


M TONF TONF

STORY5 18.5 TOP 1.011E-03 253.78

BOTTOM 1.011E-03 253.78

STORY4 15.25 TOP 1.18E-03 518.85

BOTTOM 1.18E-03 518.85

STORY3 12 TOP 5.852E-04 733.7

BOTTOM 5.852E-04 733.7

STORY2 7 TOP 1.42E-03 847.65

BOTTOM 1.42E-03 847.65

STORY1 3.5 TOP 1.601E-03 896.89

BOTTOM 1.601E-03 896.89

BASE 0 TOP 0 0

BOTTOM 0 0

96

El cortante basal dinámico en el sentido Y es; 𝑽𝒚 = 𝟖𝟗𝟔. 𝟖𝟗 𝒕𝒐𝒏𝒇

4.2.4.1 Procedimientos dinámicos de cálculo de las fuerzas sísmicas

La norma ecuatoriana NEC-SE-DS, establece dos métodos para la determinación del cortante

basal de diseño, el primero mediante un análisis espectral y el segundo mediante análisis paso a

paso en el tiempo usando acelerogramas para el sitio específico.

En la presente investigación se usó el análisis espectral con lo cual se obtuvo el cortante basal

dinámico el mismo que necesita ser ajustado conforme lo dictamina la norma NEC-SE-DS, para

el caso.

La estructura en evaluación presenta una irregularidad en elevación por lo tanto se analiza como

una estructura irregular.

El valor del cortante basal para estructuras irregulares, no debe ser;

< 85% del cortante basal V obtenido por el método estático.

A continuación se presenta los resultados obtenidos del cortante basal;

a) Cortante Basal estático (X, Y): 𝑉 = 1052.736 𝑡𝑜𝑛𝑓.

b) Cortante Basal dinámico X: 𝑉𝑥 = 713.04 𝑡𝑜𝑛𝑓.

c) Cortante Basal dinámico Y: 𝑉𝑦 = 896.89 𝑡𝑜𝑛𝑓.

Aplicando el ajuste el cortante basal dinámico es:

𝑽𝒅𝒊𝒏𝒂𝒎𝒊𝒄𝒐 = 𝟏𝟎𝟓𝟐. 𝟕𝟑𝟔 ∗ 𝟎. 𝟖𝟓 = 𝟖𝟗𝟒. 𝟖𝟑 𝒕𝒐𝒏𝒇.

4.2.5 Chequeo al cortante en columnas

El programa de análisis estructural realiza el diseño a corte considerando el corte de cálculo

último y también tomando en cuenta la capacidad de los elementos.

97

Figura N° 4.2.6 Resultados del análisis estructural para diseño a Corte

Fuente: ETABS 2016

El programa indica la cantidad de acero por cada unidad de longitud. En este caso 15.0 cm2 por

metro de longitud.

Ahora se compara el acero para corte que tiene versus el requerido.

De acuerdo a la información obtenida para el análisis de esta edificación las columnas tienen el

refuerzo según el armado que se presentó en la sección 4.1.3.

1 𝐸 ∅ 10 𝑚𝑚 + 2 𝑣𝑖𝑛𝑐ℎ𝑎 𝑑𝑒 ∅ 10 𝑚𝑚 @ 20 𝑐𝑚

Entonces en 1m de longitud se tendría;

𝑨𝒔𝒗 = 𝟏𝟖. 𝟒𝟓 𝒄𝒎𝟐 /𝒎 OK

El refuerzo a corte de la estructura es mayor a la solicitada, esto tiene sentido porque las

columnas de la estructura si soporto al sismo del 16 de abril.

98

La estructura en evaluación soportó el sismo del pasado 16 de abril de 2016, obteniendo daños

leves en elementos estructurales, pero estas estructuras son diseñadas para la prevención del

colapso, entonces se puede concluir que la edificación fue correctamente diseñada y construida.

4.2.6 Columna Fuerte -Viga Débil

El criterio llamado columna fuerte – viga débil es un requisito que debe cumplir en cualquier

proyecto sismo resistente de estructuras de concreto armado o reforzado con la finalidad de evitar

fallas por inestabilidad, que junto a las fallas frágiles como las de adherencia y corte son las

responsables de la falla catastrófica de las estructuras.

Se revisa que la capacidad de las columnas que llegan al nudo, sean mayor que 1.20 veces la

capacidad de la viga, la suma de los momentos nominales de las columnas en un nudo que debe

ser mayor de 1.2 veces la suma de los momentos nominales de las vigas, esto es para proveer de

mayor resistencia a flexión en las columnas que en las vigas que forman el nudo:

∑𝑀𝑛𝑐 ≥ 1.2 ∗∑𝑀𝑛𝑣

Donde:

𝑀𝑛𝑐, Momento nominal de la columna,

𝑀𝑛𝑣 Momento nominal de la viga,

El programa ETABS determina automáticamente el factor de análisis en cada nudo de la

relación viga/columna, si el mismo es 1.2 o mayor se considera aceptable, lo que quiere decir es

que la capacidad de las columnas del deben ser por lo menos el 20% mayor que de las vigas, si

dicho factor es menor que 1.2 se deben revisar las secciones de los elementos que llegan al nudo.

Este cálculo se lo realiza bajo la acción de cargas sísmicas.

Este chequeo se realiza para las dos direcciones X, Y.

99

Figura N° 4.2.7 Relación capacidad Columna/Viga

Fuente: ETABS 2016

Para que se cumpla esta revisión, todos los valores deberían ser mayores que 1.20. Sin embargo

las columnas de cubierta muestran un mensaje N/C. Esto indica que la relación entre: la sumatoria

X Y

100

de la capacidad de la columna y la capacidad de las vigas es menor que 1.20 y no cumple este

requerimiento.

A pesar de que esas columnas no cumplen este chequeo, se indica que las columnas del último

piso normalmente son las últimas que fluyen. Razón por la cual se acepta la revisión de columna

fuerte – viga débil para este pórtico.

4.3 REGULARIDAD DE LA ESTRUCTURA EVALUADA

4.3.1 Regularidad en planta

Irregularidad Torsional

“Existe irregularidad por torsión, cuando la máxima deriva de piso de un extremo de la estructura

calculada incluyendo la torsión accidental y medida perpendicularmente aun eje determinado, es

mayo que 1,2 veces la deriva promedio de los extremos de la estructura con respecto al mismo eje

de referencia.” NEC-SE-DS

Figura N° 4.3.1 Torsión

Fuente: ETABS 2016

Condición:

101

Una vez conocido la condición se realiza el análisis utilizando los resultados del programa para

cada sentido sismo en X & Y.

Sentido X

Figura N° 4.3.2 Desplazamiento Sismo X Piso 5

Fuente: ETABS 2016

102

Figura N° 4.3.3 Desplazamiento Sismo X Piso 4

Fuente: ETABS 2016

Tabla N° 4.3.1 Control de Torsión en planta sentido X

Fuente: Autor

CONDICIÓN

PISO Δmax rel Δmin rel 1.2*(∆ max+ ∆min)/2

PISO 5 42.20596 42.20392 42.204938 50.6459256 OK

PISO 4 36.53261 36.53088 36.531747 43.8380964 OK

PISO 3 28.85972 28.85832 28.859015 34.630818 OK

PISO 2 13.61378 13.61311 13.613444 16.3361328 OK

PISO 1 4.489733 4.489464 4.4895985 5.3875182 OK

SISMO EN X max(∆ + ∆ )/2 ∆ 𝑒 ≤ 1.2 ∗ (∆ + ∆ )/2

103

Sentido Y

Figura N° 4.3.4 Desplazamiento Sismo Y Piso 5

Fuente: ETABS 2016

104

Tabla N° 4.3.2 Control de Torsión en planta sentido Y

Fuente: Autor

La estructura no presenta irregularidad por torsión.

Retrocesos excesivos en las esquinas

“La configuración de una estructura se considera irregular cuando presenta entrantes excesivos en

sus esquinas. Un entrante en una esquina se considera excesivo cuando las proyecciones de la

estructura, a ambos lados del entrante, son mayores que el 15%de la dimensión de la planta de la

estructura en la dirección del entrante.” NEC-SE-DS

Figura N° 4.3.5 Retrocesos excesivos en las esquinas

Fuente: NEC-SE-DS

Condición:

La estructura no presenta esta irregularidad, tiene una configuración geométrica en planta

rectangular.

CONDICIÓN

PISO Δmax rel Δmin rel 1.2*(∆ max+ ∆min)/2

PISO 5 38.63301 38.63294 38.6329715 46.3595658 OK

PISO 4 33.73073 33.7307 33.730713 40.4768556 OK

PISO 3 26.89464 26.84464 26.8696425 32.243571 OK

PISO 2 12.86743 12.86743 12.8674295 15.4409154 OK

PISO 1 4.293373 4.293374 4.2933735 5.1520482 OK

SISMO EN Y max(∆ + ∆ )/2 ∆ 𝑒 ≤ 1.2 ∗ (∆ + ∆ )/2

105

Discontinuidades en el sistema de piso

La configuración de la estructura se considera irregular cuando el sistema de piso tiene

discontinuidad es apreciables o variaciones significativas en su rigidez, incluyendo las causadas

por aberturas, entrantes o huecos, con áreas mayor es al 50% del área total del piso o con cambios

en la rigidez en el plano del sistema de piso de más del 50% entre niveles consecutivos.

Condición:

Figura N° 4.3.6 Discontinuidades en el sistema de piso

Fuente: NEC-SE-DS

La estructura no presenta esta irregularidad.

Ejes estructurales no paralelos

La estructura se considera irregular cuando los ejes estructurales no son paralelos o simétricos con

respecto a los ejes ortogonales principales de la estructura.

Figura N° 4.3.7 4.3.1.4 Ejes estructurales no paralelos

106

Fuente: NEC-SE-DS

La estructura no presenta esta irregularidad.

4.3.2 Regularidad en elevación

Piso flexible

En el sismo del 16 de abril de 2016, el 70% de las edificaciones que colapsaron presentaron

esta irregularidad “PISO FLEXIBLE”, las edificaciones colapsadas funcionaban como hoteles

para los turistas que alojaban en esta zona.

“La estructura se considera irregular cuando la rigidez lateral de un piso es menor que el 70%

de la rigidez lateral del piso superior o menor que el 80% del promedio de la rigidez lateral de los

tres pisos superiores”. NEC-SE-DS

Condición:

Figura N° 4.3.8 Piso Flexible

107

Fuente: NEC-SE-DS

La rigidez es una medida cualitativa de la resistencia elásticas producidas por un material, que

contempla la capacidad de un elemento estructural para soportar esfuerzos sin adquirir grandes

deformaciones o desplazamientos.

La rigidez lateral de una estructura se obtiene del cociente entre la fuerza que se aplica y la

deformación que sufre en la misma dirección de la fuerza.

𝑘 =𝐹

∆

Dónde: k, es la rigidez lateral, F es la fuerza aplicada y ∆ es el desplazamiento.

Figura N° 4.3.9 Pórtico

Fuente: autor

El análisis de esta irregularidad estructural se lo realizará utilizando los resultados del programa

estructural ETABS 2016.

SENTIDO X

F

Δ

108

Tabla N° 4.3.3 Datos de entrada Rigidez X

NAME STORYRESP8

DISPLAY TYPE STORY STIFFNESS STORY RANGE ALL STORIES

LOAD CASE SX TOP STORY STORY5

OUTPUT TYPE NOT APPLICABLE BOTTOM

STORY BASE

Fuente: ETABS 2016

La carga horizontal que se aplica a la estructura es la sísmica en este caso la carga sísmica en

sentido X.

Figura N° 4.3.10 Pórtico sentido X

Fuente: ETABS 2016

109

Tabla N° 4.3.4 Rigidez lateral sentido X

Fuente: Autor

Figura N° 4.3.11 Rigidez Pórtico X

Fuente: ETABS 2016

Story Elevation Location X-Dir Y-Dir CONDICIÓN

m kgf/cm kgf/cm

Story5 18.5 Top 369015.22 0

Story4 15.25 Top 535735.68 0 OK

Story3 12 Top 378140.65 0 OK

Story2 7 Top 731543 0 OK

Story1 3.5 Top 1592010.7 0 OK

Base 0 Top 0 0

𝑘𝑖 0.7 ∗ 𝑘

110

SENTIDO X

Tabla N° 4.3.5 Datos de entrada Rigidez Y

NAME STORYRESP8

DISPLAY TYPE STORY STIFFNESS STORY RANGE ALL STORIES

LOAD CASE SY TOP STORY STORY5

OUTPUT TYPE NOT APPLICABLE BOTTOM STORY BASE

Fuente: ETABS 2016

La carga horizontal que se aplica a la estructura es la sísmica en este caso la carga sísmica en

sentido Y.

Figura N° 4.3.12Pórtico sentido Y

Fuente: ETABS 2016

111

Tabla N° 4.3.6 Rigidez lateral sentido Y

Fuente: Autor

Figura N° 4.3.13Rigidez Pórtico Y

Fuente: ETABS 2016

Story Elevation Location X-Dir Y-Dir CONDICIÓN

m kgf/cm kgf/cm

Story5 18.5 Top 0 515321.5

Story4 15.25 Top 0 748929.08 OK

Story3 12 Top 0 522285.4 PISO FLEXIBLE

Story2 7 Top 0 991385.06 OK

Story1 3.5 Top 0 2078171.8 OK

Base 0 Top 0 0.00

𝑘𝑖 0.7 ∗ 𝑘

112

La estructura presenta la irregularidad de piso flexible en el pórtico en sentido Y, efectivamente

en el nivel N+ 12.00, en este piso la altura de entrepiso es de 5m, y los demás son de 3.5 m, que

es la causa más general para que se genere esta irregularidad estructural, sin embargo la estructura

en evaluación no colapso porque los desplazamientos estuvieron dentro del rango permisible.

Distribución de masa

Esta irregularidad de concentración de masa en ciertos pisos también provocó el colapso

estructural de varias edificaciones especialmente en la denominada zona cero.

Esto se da cuando colocan pesos adicionales a las estructuras tales como: tanques de agua,

maquinarias pesadas, piscinas en pisos superiores que no estaban consideradas en la etapa de

diseño.

También se genera esta irregularidad cuando la edificación cambia de uso, todo cambio en una

edificación debe estar sujeta a una evaluación y análisis estructural antes de hacer modificaciones.

Para el análisis de esta irregularidad se basa en la norma NEC-SE-DS en la sección 5.2.3, la

misma que establece lo siguiente; “La estructura se considera irregular cuando la masa de cualquier

piso es mayor que 1,5 veces la masa de uno de los pisos adyacentes, con excepción del piso de

cubierta que sea más liviano que el piso inferior”.

Condición:

Figura N° 4.3.14 Distribución de masas

113

Fuente: ETABS 2016

Para el presente análisis se toma en cuenta todas las cargas de la estructura sin mayorar, este

dato se extrae del modelo matemático y luego se evalúa las dos condiciones que establece la norma.

Figura N° 4.3.15 Distribución de masas

Fuente: ETABS 2016

Elaborado por: Autor

𝑚5 = 859.47 𝑡𝑜𝑛𝑓

𝑚4 = 889.84 𝑡𝑜𝑛𝑓

𝑚3 = 944.16 𝑡𝑜𝑛𝑓

𝑚2 = 897.45 𝑡𝑜𝑛𝑓

𝑚 = 897.54 𝑡𝑜𝑛𝑓

114

Tabla N° 4.3.7 Distribución de masas

Fuente: Autor

Como se puede observar en la Tabla N° 4.3.1, la estructura no presenta irregularidad por

distribución de masas.

Irregularidad geométrica

Esta irregularidad se produce cuando se aumenta o se disminuye el área en planta con respecto

a los pisos adyacentes como se muestra en la figura N° 4.3.15, esto provoca un cambio en la rigidez

de los pisos por lo tanto aumenta la vulnerabilidad bajo efecto de cargas sísmicas

Para el análisis de esta irregularidad se basa en la norma NEC-SE-DS en la sección 5.2.3, la

misma que establece lo siguiente; “La estructura se considera irregular cuando la dimensión en

planta del sistema resistente en cualquier piso es mayor que 1,3 veces la misma dimensión en un

piso adyacente, exceptuando el caso de los altillos de un solo piso”.

Condición:

STORY CARGASPESO

PARCIAL (tonf) PESO (tonf)

Dead 548.03

CM 216.49

CVC 94.95

Dead 548.02

CV 126.60

CM 215.22

Dead 602.34

CV 126.60

CM 215.22

Dead 555.63

CV 126.60

CM 215.22

Dead 555.72

CV 126.60

CM 215.22

OK

OK

DISTRIBUCIÓN DE MASASCONDICIONES

OK

OK

OK

OK

OK

OK

859.47

889.84

944.16

897.45

897.54

Story5

Story4

Story3

Story2

Story1

𝑚 1.5 ∗ 𝑚 𝑚 1.5 ∗ 𝑚

115

Figura N° 4.3.16 Irregularidad Geométrica

Fuente: NEC-SE-DS

La configuración geométrica de la estructura analizada no presenta esta irregularidad como se

muestra en la figura Figura N° 4.3.17 Configuración geométrica en elevación.

Figura N° 4.3.17 Configuración geométrica en elevación

Fuente: ETABS 2016

b

a

116

4.4 Conclusiones y Recomendaciones Técnicas de la Evaluación Estructural

4.4.1 Conclusiones

El sismo ocurrido el 16 de abril de 2016, provocó varios daños en mamposterías y gradas

del hotel, sin daños severos en la estructura.

Los esfuerzos de corte, provocados por el sismo de 7.8, ocasionaron el desprendimiento

del recubrimiento de las columnas. Estos daños no son críticos y no presentan problemas

para la estabilidad de la edificación.

El modelo matemático de la edificación arroja valores de deriva menores a los permisibles,

corroborando que a pesar de que la mampostería se ha dañado por el movimiento

ocasionado por el sismo, el sistema estructural funcionó adecuadamente, garantizando la

seguridad de los usuarios, de este comportamiento se desprenden los daños leves, fisuras

en vigas y columnas, que se entiende como un sistema de disipación de energía de la

estructura.

Los elementos estructurales se notó que han sido diseñados de tal manera que cumple con

la normativa sísmica y presenta un comportamiento dúctil.

Los materiales con el cual fue construido fueron los siguientes;

o Hormigón fc = 257.78 kg/cm2

o Acero de Refuerzo Fy= 4200 kg/cm2,

Los mismos que son adecuados para elementos estructurales.

La demanda del evento sísmico fue alta, ocasionando daños en varias edificaciones de la

ciudad de Manta; a pesar del daño presentado en el Hotel Oro Verde - Bloque Grand Suits,

117

este sigue operando, pero requiere de reparaciones y reforzamientos estructurales,

especialmente en los subsuelos que fueron los más solicitados.

4.4.2 Recomendaciones

Se recomienda realizar las reparaciones o reposiciones de mamposterías dañadas por el

sismo, observando las mejores prácticas constructivas y las recomendaciones de ACI 224.

1R-93 sobre evaluación y reparación de fisuras en estructuras de hormigón.

Realizar mantenimiento correctivo y preventivo sobre elementos estructurales y no

estructurales.

5 CAPÍTULO. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los sismos fuertes en Latinoamérica y el Caribe en la última década han causado un gran

impacto social y daños irreversibles, los sismos que dependen de muchos factores, la magnitud, la

profundidad, la naturaleza y el aspecto más importante para la causa de los daños, es la

vulnerabilidad del sitio, mismo factor que depende del ser humano y se puede mitigar.

En el presente capítulo se trata de presentar al lector un análisis de los daños, con la finalidad

de concientizar a los profesionales y no profesionales inmersos en el gran campo de la

construcción, la importancia de diseñar y construir las obras civiles aplicando una normativa

técnica.

5.1 Haití, 12 de Enero 2010

Haití, Situación social y económica antes del sismo

Los desastres naturales causan más daños en los países subdesarrollados como es el caso de

Haití, antes del sismo presentaba la siguiente situación social y económica.

118

Fuente: Marco Común de Acción de la ONU en Haití. UNDAF (2009).


5.1.1 Datos Técnicos del sismo

Tabla N° 5.1.2 Datos Técnico del sismo Haití Enero 2010

Fuente: USGS

Elaborado por: USGS

78 % de la población vivía en la pobreza (< 2 USD al día).

54 % de la población vivía en pobreza extrema (< 1 USD al día).

La tasa de mortalidad infantil la más alta en los niños de menos de cinco años en la Región ALC (78

muertos cada 1000).

El promedio de mortalidad materna era de 630 cada 100 000 nacidos, la tasa más alta de la Región.

47,7 % de los jóvenes sin empleo.

Solo el 58 % de los recién nacidos era vacunados contra la rougeola.

40 % de las familias no contaba con acceso permanente a alimentación

30 % de los niños sufrían de malnutrición crónica. Datos claves antes del terremoto

58 % de la población no tenía acceso a agua potable.

Tabla N° 5.1.1 Datos claves antes del terremoto Haití 2009

119

Figura N° 5.1.1 Epicentro sismo Haití Enero 2010

Fuente: USGS

Elaborado por: USGS

5.1.2 Daños causados

Según las cifras oficiales ofrecidas por el gobierno de Haití un año después del terremoto, los

efectos fueron devastadores:

316,000 muertos,

350,000 heridos y

Más de 1.5 millones de personas perdieron su hogar.

120

Figura N° 5.1.2 Parlamento Haitiano luego del terremoto.

Fuente: Cristhian Fink

Elaborado por: Cristhian Fink

5.2 Chile, 27 de Febrero 2010

5.2.1 Chile, Situación social y económica antes del sismo.

A pesar de la crisis financiera que atravesaba este país en ese entonces, el impacto que tuvo

Chile ante el terremoto, no fue tan catastrófico como en el caso de Haití, esto se a que en este país,

existen normas más fuertes, también debido a ser un país que está en constantes movimientos

telúricos, la cultura para la ejecución de las obras civiles es más responsable, factor que

directamente disminuye la vulnerabilidad ante eventos sísmicos.

5.2.2 Datos técnicos del sismo

Figura N° 5.2.1 Datos Técnico del sismo Chile Febrero 2010

https://plus.google.com/108010760866135555534

https://plus.google.com/108010760866135555534

121

Fuente: (USGS)

Elaborado por: USGS

Figura N° 5.2.2 Epicentro sismo Chile Enero 2010

Fuente: USGS

Elaborado por: USGS

122

5.2.3 Daños causados

Las cifras oficiales de los daños según la publicación del documento “EL TERREMOTO Y

TSUNAMI DEL 27 DE FEBRERO EN CHILE, Crónica y lecciones aprendidas en el sector salud”

fueron:

512 muertos,

16 desaparecidos y

800 mil personas damnificadas.

La mayor cantidad de fallecidos fue debido al tsunami.

A continuación se analizará los daños causados por el fenómeno natural de los eventos antes

mencionados, se incluye el evento sísmico de Ecuador en abril de 2016.

5.3 Análisis de los daños

En la tabla N° 4.3.1, se indica los parámetros técnicos y los daños causados por los terremotos

para poder realizar una correlación entre la magnitud del evento y el daño causado por el mismo.

Tabla N° 5.3.1 Cuadro comparativo eventos sísmicos

EVENTO

SISMICO

MAGNITU

D (RICHTER)

PROFUNDIDA

D (KM)

INTENSID

AD

EPICENTRO

(MERCALLI

MODF.)

VICTIMA

S MORTALES

CUÁN MÁS

GRANDE QUE EL

7.0 (MEDIDA EN EL

SISMOGRAMA)

CUÁN MÁS

FUERTE QUE EL 7.0

(ENERGÍA

LIBERADA)

HAITÍ 12

ENERO 2010

7 13 XI 222570 - -

CHILE 27

FEBRERO 2010

8.8 47.4 IX 512 63.095 501.187

ECUADOR 16

ABRIL 2016

7.8 20 IX 663 6.309 15.848

Fuente: USGS


123

Gracias a una herramienta que se encuentra en el portal web de la USGS, se puede calcular

cuántas veces "más grande" es un temblor en comparación a otro, como medida en el

sismograma; y cuántas veces más energía libera uno por sobre otro.

Se puede observar la comparación del terremoto 7.0 Richter del 12 de enero, con los sismos

de Chile 27 febrero 2010 y Ecuador 16 abril 2016.

El sismo de Chile es 64,1 veces más grande que el sismo de Haití, sin embargo si analizamos

únicamente las victimas mortales el sismo de Haití fue 434.71 veces más mortal que el sismo de

Chile.

El sismo en Ecuador también dejó una cifra elevada de víctimas mortales 663, esto

obligatoriamente obliga al país a tener un mayor control sobre la aplicación de la normativa técnica

vigente tanto en la etapa de diseño como en la etapa de ejecución.

Para disminuir la vulnerabilidad estructural ante eventos naturales, se debe generar un

compromiso global; gobierno, autoridades y ciudadanía, todos deben tener en cuenta la

responsabilidad que están cargando llevando al momento de diseñar y ejecutar una obra civil.

5.4 Conclusiones y Recomendaciones generales

5.4.1 Conclusiones

En el Ecuador lamentablemente existen varias ciudades en donde sus edificaciones no han

sido construidas con asesoramiento de un profesional, esto hace que el país es altamente

vulnerable ante eventos sísmicos fuertes.

El sismo de 16 de Abril causó daños, dejando a su paso víctimas mortales, pérdidas

materiales, daños psicológicos a los supervivientes, un evento natural no se puede predecir,

pero si se puede mitigar los daños que pueden dejar a su paso.

http://earthquake.usgs.gov/learn/topics/calculator.php

124

La mayoría de las edificaciones colapsadas presentaban al menos una irregularidad en su

configuración estructural ya sea esta horizontal o vertical.

Además de las irregularidades en la configuración estructural se pudo observar que el

material usado para esas construcciones no fueron las adecuadas por ejemplo, para elaborar

hormigón usaron arena de mar, este material es altamente corrosivo y termina destruyendo

al acero de refuerzo que tiene el elemento estructural.

El acero de refuerzo en ciertas edificaciones se pudo observar que usaron las barras lisas,

especialmente en aquellas que tenían más de 30 años de ser construida.

La cuantía mínima de acero de refuerzo en los elementos estructurales no se cumplieron,

esto hace que el elemento estructural no sea dúctil, generando fallas frágiles.

También se observó la carencia de acero para absorber las esfuerzos de corte generados

por la carga sísmica (cortante basal), en unos casos se observó espaciamiento de estribos

muy grandes a lo que indica la norma NEC-15.

El Hotel Oro Verde - Bloque Grand Suits, en general no presento daños de consideración,

actualmente se encuentra operando sin embargo, dentro de las recomendaciones técnicas

se indicó que se debe intervenir los elementos que presentaron daños, porque la estructura

ya fue solicitada y otro evento de magnitud similar podría causar daños de consideración.

5.4.2 Recomendaciones

Generar conciencia a la ciudadanía, toda obra civil debe ser diseñada y ejecutada con el

asesoramiento de un profesional.

Las estructuras que no colapsaron, deben ser sometidas a una evaluación estructural a

detalle para poder ser habitada nuevamente.

125

Toda edificación debe contar con planos tanto estructurales como arquitectónicos para un

mayor control ante riesgos.

Los materiales para construir deben ser los adecuados, deben cumplir los parámetros

técnicos mínimos que exige la norma INEN NTE, quien regula todos los materiales para

la construcción.

En sitios de alto riesgo sísmico como es el caso de la costa ecuatoriana se debe buscar

materiales alternativos a los comunes, que haga que la edificación sea liviana porque la

carga sísmica depende del peso propio de la estructura.

Los gobiernos locales deben promover la microzonificación sísmica, en donde se señale

los sitios que no se puede levantar edificaciones.

6 BIBLIOGRAFÍA

1. NORMA ECUATORIANA DE LA CONSTRUCCIÓN, (2015), Seguridad Estructural,

Diseño Sísmico, Peligro Sísmico, Quito – Ecuador.

2. ACAPS. 2010. Rapid initial needs assessment for Haiti (RINAH). ACAPS 23. (2010).

3. U.S. Geological Survey, National Earthquake Information Center:

World Data Center for Seismology, Denver

4. Choy, G. & J. Boatwright. (1995). Global patterns of radiated seismic energy and apparent

stress, J. Geophys. Res., 100, doi: 10.1029/95JB01969.

5. D’ERCOLE, Robert & PASCALE Metzger. (2004). La Vulnerabilidad del Distrito

Metropolitano de Quito.

http://earthquake.usgs.gov/regional/neic/

http://www.ngdc.noaa.gov/wdc/usa/seismol.html

126

6. VILLARREAL, Genner. (2011). Análisis estructural. Lima – Perú. Editorial S.R.Ltda

EDICIVIL.

7. SÁEZ, Andrés. (2011). ELEMENTOS DE DINÁMICA ESTRUCTURAL. Estructuras III.

E.T.S. Arquitectura de Sevilla

8. AGUIAR, Roberto. (2012). Dinámica de Estructuras con CEINCI-LAB, Segunda Edición,

Ecuador.

9. SINGAUCHO, Juan. (2014). Evaluación de intensidades sísmicas (Sismo de Calderón 12

de agosto de 2014 14:58 TL) Instituto Geofísico - Escuela Politécnica Nacional.

10. QUISHPE, Magaly & QUISHPE Daissy. (2011). “Espectros elásticos asociados a las fallas

de Quito”. Revista internacional de Ingeniería de estructuras, Revista semestral de la

Escuela Politécnica del Ejército Quito, Ecuador. Volumen 16, número 2.

11. IGEPN. (2016). Informe Sísmico Especial N.- 18. Quito.

12. INIGEM. (2016). INFORME TÉCNICO. Quito.

13. INSTITUTO GEOGRÁFICO DE LA ESCUELA POLITÉCNICA. (2016). Informe

Sísmico Especial N.- 18. Quito.

14. Roberto Aguiar, E. (2016). ANÁLISIS DE LOS EDIFICIOS QUE COLAPSARON EN

PORTOVIEJO DURANTE EL TERREMOTO DEL 16 DE ABRIL DE 2016. Quito.

15. Taringa. (08 de 05 de 2010). Historia de los terremotos en Ecuador. Recuperado de

http://www.taringa.net/comunidades/ecuatorianos/2142611/Historia-de-los-terremotos-

en-Ecuador.html

16. Wikipedia. (8 de Junio de 2017). Manta (Ecuador). Recuperado de

https://es.wikipedia.org/wiki/Manta_(Ecuador)

127

7 ANEXOS

7.1 Anexo 1. Formulario FEMA 154 Inspección Visual Hotel Oro Verde – Bloque Grand Suits.

128

7.2 Anexo 2. Ficha Técnica levantamiento de información

129

7.3 Anexo 3. Informe del levantamiento estructural

130

7.4 Anexo 4. Fotografías.

Fotografía 1. Torre Nerea - Manta

Fotografía: José Otavalo

Fotografía 2. Torre Oro Mar - Manta

Fotografía: José Otavalo

131

Fotografía 3. Aeropuerto - Manta

Fotografía: Facultad Ingeniería UCE

Fotografía 3. Daños causados en Pedernales

Fotografía: El Comercio

132

Fotografía 4. Daños causados en Portoviejo


Fotografía 4. Daños causados en Tarqui


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