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
II
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
Fuente: NEC-SE-DS (2015)
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
Fuente: NEC-SE-DS (2015)
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.
Fuente: Fundamento para la mitigación de desastres en establecimientos de salud (2000)
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.
Fuente: Fundamento para la mitigación de desastres en establecimientos de salud (2000)
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
Fuente: Fundamento para la mitigación de desastres en establecimientos de salud (2000)
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
Fuente: Fundamento para la mitigación de desastres en establecimientos de salud (2000)
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.
Fuente: Laboratorio de Ingeniería Sísmica, INII-UCR
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.
Fuente: Laboratorio de Ingeniería Sísmica, INII-UCR
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.
Fuente: Fundamento para la mitigación de desastres en establecimientos de salud (2000)
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.
Fuente: Fundamento para la mitigación de desastres en establecimientos de salud (2000)
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.
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
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
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.
Fuente: INSTITUTO GEOFISICO ESCUELA POLITECNICA NACIONAL
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
Fuente: INSTITUTO GEOFISICO ESCUELA POLITECNICA NACIONAL
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)
Fuente: INIGEMM, Mayo 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.
Fuente: INIGEMM, Mayo 2016
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)
Fuente: INIGEMM, Mayo 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
Fuente: INIGEMM, Mayo 2016
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
Fuente: Informe de situación N° 65 (Secretaría de Gestión de Riesgos)
Infraestructura productiva afectada
Fuente: Informe de situación N° 65 (Secretaría de Gestión de Riesgos)
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.
Fuente: Informe de situación N° 65 (Secretaría de Gestión de Riesgos)
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.
Fuente: Informe de situación N° 65 (Secretaría de Gestión de Riesgos)
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
Fuente: Revista Internacional de Ingeniería de Estructuras
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
Fuente: Revista Internacional de Ingeniería de Estructuras
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.
Fuente: Revista Internacional de Ingeniería de Estructuras
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.
Fuente: Revista Internacional de Ingeniería de Estructuras
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.
Fuente: Revista Internacional de Ingeniería de Estructuras
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.
Fuente: Revista Internacional de Ingeniería de Estructuras
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.
UBICACIÓN Esquinero
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.
Fuente: Revista Internacional de Ingeniería de Estructuras
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.
Fuente: Revista Internacional de Ingeniería de Estructuras
Tabla N° 3.4.5 Ficha Técnica Edificio Capitán Santana.
MATERIAL HORMIGÓN
ARMADO
TIPOLOGÍA
ESTRUCTURAL VIGAS Y COLUMNAS
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.
Fuente: Revista Internacional de Ingeniería de Estructuras
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.
Fuente: Revista Internacional de Ingeniería de Estructuras
Tabla N° 3.4.6 Ficha Técnica Edificio del IESS.
MATERIAL HORMIGÓN
ARMADO
TIPOLOGÍA
ESTRUCTURAL VIGAS Y COLUMNAS
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.
Fuente: Revista Internacional de Ingeniería de Estructuras
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.
Fuente: Revista Internacional de Ingeniería de Estructuras
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.
Fuente: Revista Internacional de Ingeniería de Estructuras
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
Fuente: Revista Internacional de Ingeniería de Estructuras
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.
UBICACIÓN Esquinero
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.
Fuente: Revista Internacional de Ingeniería de Estructuras
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.
Fuente: Revista Internacional de Ingeniería de Estructuras
Tabla N° 3.4.9 Ficha Técnica Clínica San Antonio.
MATERIAL HORMIGÓN
ARMADO
TIPOLOGÍA
ESTRUCTURAL SISTEMA DE VIGAS Y COLUMNAS.
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.
Fuente: Revista Internacional de Ingeniería de Estructuras
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
Fuente: Revista Internacional de Ingeniería de Estructuras
63
Tabla N° 3.4.10 Ficha Técnica Edificio Farmacia Comercio.
MATERIAL HORMIGÓN
ARMADO
TIPOLOGÍA
ESTRUCTURAL SISTEMA DE VIGAS Y COLUMNAS.
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.
Fuente: Revista Internacional de Ingeniería de Estructuras
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.
UBICACIÓN Esquinero
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
UBICACIÓN Esquinero
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
STORY ELEVATION LOCATION X-DIR Y-DIR
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
STORY2 CVC X 2.443E-
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
STORY1 CVC X 8.645E-
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
STORY ELEVATION LOCATION X-DIR Y-DIR
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
STORY ELEVATION LOCATION X-DIR Y-DIR
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).
Elaborado por: Autor
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
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
Elaborado por: Autor
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.
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
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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.
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: Facultad Ingeniería UCE
Fotografía 4. Daños causados en Tarqui
Fotografía: Facultad Ingeniería UCE
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