Caracterización estructural y vulnerabilidad sísmica de edificaciones de adobe
- Autores: Xavier Ricardo Cárdenas Haro
- Directores de la Tesis: Javier León González (dir. tes.), Leonardo Todisco (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Politécnica de Madrid ( España ) en 2021
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: José María Goicolea Ruigómez (presid.), Mario Miguel Tena Marín (secret.), Savvas Saloustros (voc.), Ignacio Lombillo Vozmediano (voc.), Nicola Tarque (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería de Estructuras, Cimentaciones y Materiales por la Universidad Politécnica de Madrid
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Archivo Digital UPM
- Resumen
En este trabajo se estudia la caracterización estructural y la vulnerabilidad de edificaciones de adobe ante diferentes situaciones sísmicas, para el efecto se tomó 45 edificaciones patrimoniales del centro histórico de la ciudad de Cuenca – Ecuador. El procedimiento de estudio abordó la caracterización estructural del material ante diferentes tipos de esfuerzo, considerando al adobe, el adobe estabilizado, los bloques de tierra comprimida y los bloques de tierra comprimida estabilizados, para ello se realizó 270 ensayos aproximadamente de compresión de prismas, compresión de pilas, compresión diagonal o tracción indirecta y flexión, para ampliar el panorama de estudio se construyó una base con 2670 datos de ensayos de cinco países (Colombia, Ecuador, España, México y Perú). La segunda fase correspondió al levantamiento de los estudios de caso in situ de edificaciones, se aplicó formularios para levantamiento de información, la misma se procesó en programas de CAD, hojas electrónicas y aplicaciones estadísticas, dividiendo en dos grupos de 14 edificaciones de 1 planta y 31 edificaciones de 2 plantas. Con los resultados de las fases anteriores en primera instancia se aplicó un enfoque empírico desarrollado por Benedetti y Petrini, procedimiento basado en el uso de 11 parámetros cuantitativos y descriptivos para calcular el Índice de Vulnerabilidad sobre todos los elementos de adobe; luego se aplicó un método de nivel 2 o cinemática no lineal, denominado capacidad – demanda, en el cual se sobrepone el diagrama trilineal de la estructura, con el espectro de demanda sísmica correspondiente, esto permitió encontrar el comportamiento de las fachadas ante cargas fuera del plano. Los resultados evidenciaron la gran dispersión de valores en la caracterización del material, sin embargo, es notorio que la capacidad a compresión de los bloques de adobe estabilizados y/o comprimidos tienen capacidades mayores a las del adobe tradicional. A pesar de que los registros de inventario les catalogan como edificaciones de adobe, se determinó que solo cuentan con un 62% de muros de adobe; dichos muros tienen un 30% de aperturas para vanos; de la longitud total de muros de adobe, existe un 28% con espesores menores al dictado por la norma peruana (e ≥ 0.40 m), en cuanto a la esbeltez, el 55% no cumple según dicha norma.
Con la aplicación del enfoque empírico se reveló que para un sismo con aceleración en roca Z = 0.05 g, el 2% tienen vulnerabilidad baja, el 69% vulnerabilidad media y el 29% vulnerabilidad alta y para Z = 0.25 g, el 16% tiene vulnerabilidad media y el 84% vulnerabilidad alta. Con la aplicación del método capacidad – demanda estudiada sobre las fachadas, se pasó de la vulnerabilidad a la determinación del daño, comprobando que todos los mecanismos estudiados son altamente propensos al fracaso, con intensidades altas de sismo, siendo el menos propenso el mecanismo D. Este análisis permitió construir curvas de fragilidad, que pueden extrapolarse a cualquier tipo de edificación de adobe siempre y cuando tenga condiciones similares a las planteadas en este estudio; finalmente, las curvas se usaron para estimar el daño por pérdidas para cada caso.
