Algunas de las irregularidades verticales son las siguientes:

Entrepiso blando

Según criterio de Barros E., Parra B. (2005), cuando la rigidez lateral del entrepiso en estudio es menor que el 70% de la del entrepiso superior o menor que el 80 % del promedio de rigideces de los tres entrepisos superiores.

Entrepiso débil

Entrepiso blando: cuando la rigidez lateral del entrepiso en estudio es menor que el 70% de la del entrepiso superior o menor que el 80 % del promedio de resistencias de los tres entrepisos superiores. Barros E., Parra B. (2005).

La rigidez esta asociada con la flexibilidad de los elementos y su capacidad para deformarse, es decir, depende de las dimensiones de estos así como de los materiales del cual están conformados, en cambio la resistencia de un elemento es su capacidad para resistir la acción de cargas aplicadas sobre él, por ejemplo una columna de concreto ciclópeo de grandes dimensiones es muy rígida, sin embargo la misma columna pero con armadura de acero va a ser igual de rígida pero con una resistencia

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mucho mayor, por lo tanto, se puede englobar estas discontinuidades entre resistencia y rigidez como un piso débil (ver figura # 11,12 y 13). Barros E., Parra B. (2005). De manera general, el entrepiso blando o débil se genera cuando:

Existe una discontinuidad significativa de resistencia y rigidez entre la estructura vertical de un piso y el resto de la estructura. Esta discontinuidad se puede presentar debido a que un piso, por lo general el primero, es significativamente más alto que el resto, produciéndose así una disminución de rigidez.

 Cuando se produce la discontinuidad debido a un concepto de diseño muy común, en el cual no todos los elementos verticales (muros, tabiques, etc.) se proyectan hacia la cimentación, sino que algunos terminan en el segundo piso para aumentar las luces de la planta baja. Esta condición crea una trayectoria de carga discontinua que produce una variación de resistencia y rigidez en el punto de cambio.

 Finalmente, cuando se produce por un piso abierto que soporta muros superiores estructurales o no estructurales pesados. Esta situación es más grave cuando el muro superior es un muro de corte y actúa como elemento principal resistente de la fuerza lateral.

El problema principal del piso blando es que la mayor parte de las fuerzas sísmicas de un edificio, y cualquier deformación estructural consecuente, tenderán a concentrarse en el piso menos rígido o en el punto de discontinuidad, en lugar de distribuirse de manera más uniforme entre todos los pisos.

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Figura # 11: Presencia de entrepiso blando. Fuente:

http://www.civil.cicloides.com/cestructurales/2.2.2/main_clip_image046.jpg

Figura # 12: Presencia de entrepiso blando.

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Figura # 13: Presencia de entrepiso blando.

Fuente: Gary R. Searer, S.E. y Eduardo A. Fierro, P.E (2011).

Efecto de columna corta

Las columnas cortas, son aquellas que presentan una marcada reducción en la

longitud libre de columnas, por efecto de restricciones laterales como paredes, u otros elementos no estructurales (ver Figura # 14, 15 y 16). Según criterio de Barros, E. (2005). La columna corta se produce debido a una modificación accidental en la configuración original de una columna. Se presenta cuando una estructura es sometida a fuerzas o solicitaciones horizontales, y en algunas de sus columnas la luz libre se ve disminuida por un elemento, generalmente no estructural, que limita la capacidad de la columna de deformarse libremente en el sentido lateral.

Mayor rigidez lateral de una columna implica mayor resistencia a la deformación, por tanto mientras mayor es la rigidez, mayor será la fuerza necesaria para deformarla. Si una columna corta no está diseñada adecuadamente para resistir esta fuerza, va a sufrir daño durante el evento telúrico. El daño en este tipo de elemento se presenta a menudo en una grieta en forma de X debido a fuerzas bi-dimensionales ocasionando fallas en cortante.

Varias son las causas por la cual el valor de la longitud libre se reduzca drásticamente y se considere que se presenta una columna corta:

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 Confinamiento lateral parcialmente en la altura de la columna por muros divisorios, muros de fachada, muros de contención, etc.

 Disposición de losas en niveles intermedios.  Ubicación del edificio en terrenos inclinados.

Figura # 14: Columna corta típica causada por la albañilería.

Fuente: Gary R. Searer, S.E. y Eduardo A. Fierro, P.E (2011).

Figura # 15: Fallas en columnas cortas de la Escuela Valentín Valiente. Fuente: Boletín técnico IMME volumen 42.

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Figura # 16: Efecto de columna corta.

Fuente: http://www.civil.cicloides.com/cestructurales/2.2.3

Distribución irregular de masas de uno de los pisos contiguos

Según se define en la norma venezolana vigente COVENIN 1756-01:2001, cuando la masa de algún piso exceda 1.3 veces la masa de uno de los pisos contiguos. Se exceptúa la comparación con el último nivel de techo de la edificación.

Aumento de las masas con la elevación

La distribución de masas de la edificación según norma venezolana vigente COVENIN 1756-01:2001, crece sistemáticamente con la altura.

Variaciones en la geometría del sistema estructural

La Norma venezolana vigente COVENIN 1756-01:2001, indica que la dimensión horizontal del sistema estructural en algún piso excede 1.30 la del piso adyacente. Se excluye el caso del último nivel.

Esbeltez excesiva

La esbeltez excesiva se representa como el cociente entre la altura de la edificación y la menor dimensión en planta de la estructura a nivel de base exceda el valor 4. Según norma venezolana vigente COVENIN 1756-01:2001 (ver Figura # 17).

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Figura # 17: Relación de esbeltez.

Fuente: Vulnerabilidad Sísmica de Edificaciones. Editorial SIDETUR.

Falta de conexión entre miembros verticales

La falta de conexión entre miembros verticales, se debe a que alguno de los miembros verticales, columnas o muros, no esta conectado al diafragma de algún nivel. Norma venezolana vigente COVENIN 1756-01:2001.

2.2.9.2 Irregularidades en planta:

Gran excentricidad

Se define en la norma venezolana vigente COVENIN 1756-01:2001 que en algún nivel la excentricidad entre la línea de acción del cortante en alguna dirección, y el centro de rigidez supera el veinte por ciento (20%) del radio de giro inercial de la planta (ver Figura # 18).

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Figura # 18: Excentricidad existente entre el centro de masa y el centro de rigidez.

Fuente: Vulnerabilidad Sísmica de Edificaciones. Editorial SIDETUR.

Riesgo torsional elevado

Definido por la norma venezolana vigente COVENIN 1756-01:2001, si en algún piso se presenta cualquiera de las siguientes situaciones, ver Figura # 19:

 El radio de giro torsional en alguna dirección es inferior al cincuenta por ciento (50%) del radio de giro inercial r.

 La excentricidad entre la línea de acción del cortante y el centro de rigidez de la planta supera el treinta por ciento (30%) del valor del radio de giro torsional

en alguna dirección.

Figura # 19: Efecto torsionante en edificaciones. Fuente:

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Sistema no ortogonal

Un sistema ortogonal se produce cuando una porción importante de los planos del sistema sismorresistente no sean paralelos a los ejes principales de dicho sistema. Norma COVENIN 1756-01:2001.

Diafragma flexible

COVENIN 1756-01:2001, define:

 Cuando la rigidez en su plano sea menor a la de una losa equivalente de concreto armado de 4 cm de espesor y la relación largo/ancho no sea mayor que 4.5.

 Cuando un numero significativo de plantas tenga entrantes cuya menor longitud exceda el cuarenta por ciento (40%) de la dimensión del menor rectángulo que inscribe a la planta, medida paralelamente a la dirección del entrante; o cuando el área de dichos entrantes supere el treinta por ciento (30%) del área del citado rectángulo circunscrito.

 Cuando las plantas presentan un área total de aberturas internas que rebasen el veinte por ciento (20%) del área bruta de las plantas.

 Cuando existan aberturas prominentes adyacentes a planos sismorresistentes importantes o, en general, cuando se carezca de conexiones adecuadas con ellos.

 Cuando en alguna planta el cociente largo/ancho del menor rectángulo que inscriba a dicha planta sea mayor que 5.

Excesiva Flexibilidad Estructural

Una edificación con excesiva flexibilidad estructural, como se muestra en la Figura # 20, ante cargas sísmicas es susceptible a sufrir grandes deformaciones laterales, conocidas como derivas, las cuales se pueden presentar entre todos los

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niveles de la misma. Estos problemas vienen dados por grandes luces entre los elementos de soporte, alturas libres y la rigidez de los mismos. Martínez, M. (2010). Dependiendo de su grado, la flexibilidad puede traer como consecuencias:

 Daños en los elementos no estructurales adosados a niveles contiguos.  Inestabilidad del o los pisos flexibles, o del edificio en general.  No aprovechamiento de la ductilidad disponible.

Figura # 20: Falla en X de muro no estructural por alta flexibilidad. Fuente:

http://www.losconstructores.com/BancoConocimiento/d/danos_de_los_sismos/sis mo3.htm

2.2.10 Evaluación de la Vulnerabilidad Estructural

Un estudio de vulnerabilidad busca, entre otras cosas, determinar la susceptibilidad o el nivel de daño esperado en una infraestructura, en este caso frente a un evento sísmico; por lo tanto, para iniciar un estudio de vulnerabilidad deben caracterizarse los fenómenos a ser considerados, como eventos que podrían presentarse durante la vida de una estructura, ya que algunos sismos frecuentes y de baja magnitud podrían afectar a los elementos no estructurales; en cambio, aquellos sismos menos frecuentes pero más violentos pueden afectar tanto a elementos estructurales como no estructurales. Martínez, M. (2010).

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A continuación se comentan los principales métodos para la realización de una revisión estructural, la cual será insuficiente si no se acompaña de una detallada revisión de los elementos no estructurales.

Para la realización de estudios de análisis de vulnerabilidad sísmica de una construcción, la literatura internacional presenta diversos métodos aproximados para evaluación de vulnerabilidad de diversas estructuras construidas y algunos que en especial se refieren a edificaciones esenciales tales como hospitales. Estos métodos pueden clasificarse en los siguientes grupos:

 Métodos Cualitativos  Métodos Cuantitativos

Métodos Cualitativos

Los métodos cualitativos, son métodos diseñados para evaluar de manera rápida y sencilla un grupo de edificaciones diversas, y seleccionar aquellas que ameriten un análisis más detallado. El uso principal de estos métodos es para la evaluación masiva de edificios con fines de cuantificación del riesgo sísmico en una región amplia de una ciudad, y sus resultados, fuera de lo necesario para realizar dicha selección, no pueden tomarse realmente como concluyentes en ningún caso particular.

En términos generales, puede decirse que son métodos, subjetivos y aproximados en los que la construcción recibe una calificación determinada de acuerdo a ciertos aspectos de configuración arquitectónica y estructural incluyendo también su relación con el suelo. Calificación que no es precisa de cálculos de oficina.

De otra manera, los métodos cualitativos utilizan características generales de la estructura para calificarla. Generalmente están asociados a índices globales que han sido calibrados con la experiencia siniestral de estructuras existentes, que permiten identificar el riesgo en términos generales y en algunos casos el nivel de daño.

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En resumen, estos métodos se caracterizan por ser métodos de evaluación rápida y sencilla, los cuales sirven para edificaciones diversas, selección de algunas edificaciones que necesitan un análisis más detallado y para la evaluación masiva de edificios con fines de cuantificación de riesgo sísmico.

Algunos de estos métodos se les deben considerar como un primer nivel de evaluación, para en base de ellos proseguir con una siguiente evaluación a través de métodos analíticos.

Tomando en cuenta que el método a utilizarse para la ejecución de este trabajo es

la planilla de inspección de edificaciones de la Fundación Venezolana de Investigaciones Sismológicas (FUNVISIS), para luego realizar el cálculo de los índices de vulnerabilidad, amenaza e importancia y poder así obtener el índice de priorización.

2.2.11 Fundación Venezolana de Investigaciones Sismológicas (FUNVISIS)

El terremoto de Caracas del 29 de julio de 1967, que ocasionó alrededor de 300 muertos, 2.000 heridos y pérdidas materiales superiores a los 400 millones de bolívares, impulsó el avance de las investigaciones sismológicas en el país, pues a partir de esa fecha, por disposición presidencial se crearon dos comisiones para evaluar los efectos del sismo.

Una de ellas, por resolución del Ministerio de Obras Públicas, se dedicó a la investigación de las causas que provocaron las fallas en varios edificios del Área Metropolitana de Caracas y el Litoral Central, mientras que la otra, por disposición del Ministerio de Minas e Hidrocarburos, se encargó de determinar las causas, características y consecuencias del sismo.

Como resultado de estas investigaciones, se planteó ante el Ejecutivo Nacional la necesidad de crear una institución especializada en el estudio e investigación de los eventos sísmicos. De esta forma y acogiéndose a las propuestas de las comisiones ad- honorem designadas según el Decreto N° 797 del 24 de noviembre de 1971, se

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establece la Fundación Venezolana de Investigaciones Sismológicas (FUNVISIS) mediante el decreto N° 1053, publicado en la Gaceta Oficial N° 29864 de fecha de 27 de julio de 1972.

Esta institución tiene como misión ejecutar y promover, permanentemente, investigaciones y estudios sismológicos destinados a atender la demanda de seguridad en la población ante la amenaza sísmica en el territorio nacional, la formación de personal especializado y divulgar los nuevos conocimientos de las ciencias.

2.2.12 Índice de amenaza

En la Tabla # 1 presentada anteriormente, se observan los valores del coeficiente de la aceleración del terreno en roca (Ao), definidos para las siete zonas sísmicas que se muestra en el Anexo B correspondiente a la zonificación sísmica del país contenido en la norma COVENIN 1756-1:2001.

Los valores del índice de amenaza (Ia) que se muestra en la Tabla # 2 guardan la misma proporción que guardan los valores de Ao, y han sido normalizados de manera tal que el mayor valor de 1 corresponde a la zona sísmica 7 del mapa de zonificación sísmica cuando se consideran los efectos topográficos.

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Tabla # 2: Valores de índice de amenaza.

Zona sísmica Ao (g)

Índice de amenaza (Ia)

s/efec. topog. c/efec. topog.

7 0.40 0.90 1.00 6 0.35 0.80 0.88 5 0.30 0.68 0.75 4 0.25 0.56 0.63 3 0.20 0.45 0.50 2 0.15 0.34 0.38 1 0.10 0.23 0.25 Fuente: FUNVISIS.

Se consideraran los valores asociados a efectos topográficos (ver Figura # 21) en la Tabla 2 cuando la construcción este localizada sobre la mitad superior (L/2) de una ladera con pendiente mayor a 20 grados (aproximadamente 36%), o en la zona de la cima que esta a una distancia de la cresta menor a la altura H de la ladera, según se ilustra en la Figura 2.4. Los valores del índice Ia sin efectos topográficos se incrementan en aproximadamente un 10% al incluir los efectos topográficos, de manera de considerar de forma aproximada las amplificaciones que pueden ocurrir en esas circunstancias.

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Figura # 21: Construcciones donde se consideran los efectos topográficos en el

índice Ia.

Fuente: FUNVISIS.

2.2.13 Índice de vulnerabilidad

El índice de vulnerabilidad se obtiene de la siguiente ecuación: ∑ Ecuación (2-1)

Donde:

= índice de vulnerabilidad = peso relativo

= índice de vulnerabilidad i

En la Tabla # 3 se define Ii y se presentan los valores de αi. Cada índice Ii tiene una cota superior de 100 según se describe a continuación.

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Tabla # 3: Índices de vulnerabilidad (Ii) y pesos relativos. Ivi Vulnerabilidad asociada a: αi

I1 Antigüedad y norma utilizada 0.25

I2 Tipo estructural 0.30

I3 Irregularidad 0.25

I4 Profundidad del depósito 0.10

I5 Topografía 0.05

I6 Grado de deterioro 0.05

Fuente: FUNVISIS.

2.2.13.1 Índice de vulnerabilidad asociado a la antigüedad:

La edad de las construcciones está relacionada de forma directa con los daños observados durante los sismos. Así por ejemplo, un gran porcentaje de las normativas de diseño sismorresistente en todo el mundo, datan de menos de 50 años, con lo cual, construcciones anteriores a esta época, fueron diseñadas sin ningún tipo de consideración sismorresistente. Por otra parte, en los edificios de mampostería no reforzada, el deterioro de los ladrillos y del mortero, por la erosión causada por el clima y por su degradación con el paso de los años, es más evidente.

Es importante saber el año de construcción y norma utilizada, para poder así calcular el índice de vulnerabilidad asociado a la antigüedad. Por esta razón, el índice de vulnerabilidad I1 atiende a la edad de la construcción y a la norma de diseño

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utilizada. En la selección de estos valores se ha tomado en cuenta la mayor vulnerabilidad de las construcciones hechas con normas antiguas (Hernández 2009; Coronel y López 2011). El valor de de la Tabla # 4 tiene un máximo de 100 para aquellos edificios hechas en el periodo 1955-1967 debido a que la Norma MOP 1955 introdujo requerimientos sismorresistentes menos exigentes que las normas precedentes.

Se seleccionara un único valor de para cada edificación. Si una edificación ha sido construida con diferentes normas, se seleccionara aquella que tenga el mayor índice.

En el caso de las viviendas populares, típicas de las zonas de barrios de la ciudad, que han sido construidas sin cumplir con las normas oficiales de diseño y construcción, se recomienda adoptar para todas ellas un valor = 100

Tabla # 4: Valores del índice de vulnerabilidad asociado a la antigüedad ( ).

Año de constru cción (t) t≤1 939 1939<t ≤1947 1947<t ≤1955 1955<t ≤1967 1967<t ≤1982 1982<t ≤1998 1998<t ≤2001 t>2 001 I1 90 70 70 90 50 30 10 15 Fuente: FUNVISIS.