Análisis estático y dinámico sísmico de una Vivienda Construida de la Familia Cruz sin ningún asesoramiento especializado utilizando la Norma ACI-318-14

Abstract

El presente proyecto tiene como objetivo evaluar el comportamiento sísmico de la vivienda familia Cruz autoconstruida, aplicando la norma ACI 318-14, ubicada en la avenida nuevo amanecer, zona Jokoni en la ciudad de La Paz. Se hará una simulación con el software Etabs V19, realizando un análisis estático y un análisis dinámico, utilizando espectros sísmicos de la Guía boliviana de diseño sísmico 2020, para encontrar a los elementos estructurales que puedan presentar fallas, y realizar el debido reforzamiento con fibras de carbono. El modelo tridimensional de la estructura consta de 4 niveles, que será utilizado para realizar el análisis por cargas de sismo en los ejes “X-X” e “Y-Y”. El sistema estructural de la vivienda es de tipo pórticos, el cual se encuentra conformado por columnas, vigas y losa aligerada en una dirección. Mediante ensayos no destructivos de esclerometría y ultrasonido, se determinó la resistencia a compresión estimada del hormigón por el método SonREB, siendo de 18.16 MPa. Se desarrollo el análisis estático de la estructura sin carga sísmica y en estado de servicio, donde se comprobó que la estructura no presenta falla en ninguno de sus elementos estructurales. Además, se realizó un análisis en la estructura para encontrar la aceleración sísmica máxima a la que podrá estar sometida, sin presentar riesgos de fallas en ningún elemento, siendo esta de S0=0.02(g). Para el análisis sísmico dinámico, se obtuvo que la deriva máxima de entrepiso en el sentido “X” e “Y” es de 0.0097 y 0.0067 respectivamente en el nivel +5.40m (piso 2), siendo menor a la deriva máxima permitida por la GBDS 2020. Al realizar la comprobación de irregularidades en altura y planta, la estructura solo presenta una irregularidad Torsional en el eje “X” (Ip = 0.75), y una cortante Basal dinámica Vtx = 310 (kN) y Vty = 386.60 (kN), siendo esta menor a la cortante basal estática V = 381.50 (kN), por lo cual se realizó un escalado de fuerzas. Verificando las vigas y columnas, se obtuvo 22 vigas fallan por flexión y 22 vigas por corte y solo dos columnas presentan fallas por corte. Para el análisis sísmico estático, se realizó con la aceleración sísmica máxima permitida por la Guía Boliviana de diseño sísmico (2020) de S0=0.10 debido a que la norma nos indica que la estructura debe estar en zonas con S0≤0.10. La deriva máxima en sentido “X” e “Y” es de 0.090 y 0.075 respectivamente en el nivel +5.40m (Piso 2). siendo menor a la deriva máxima permitida por la GBDS 2020. Verificando las vigas y columnas, se obtuvo 14 vigas fallan por flexión y 10 vigas por corte y solo una columna presenta fallas por corte. Se realizó el refuerzo con láminas de fibras de carbono, por la gran resistencia que le otorga a la estructura, posee un bajo peso lo que disminuye considerablemente el área a reforzar, también por la facilidad de puesta en obra. En conclusión, la estructura estudiada, no tiene un correcto desempeño sísmico estático y dinámico, conforme a los parámetros y recomendaciones de normativa. De acuerdo con los resultados obtenidos, la estructura si tiene la capacidad suficiente para resistir cargas estáticas en estado de servicio, puede resistir hasta un sismo moderado de categoría “IV” de aceleración máxima de S0=0.02g sin presentar ninguna falla en sus elementos.