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Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos

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(1)BASES PARA LA EVALUACIÓN DE VULNERABILIDAD SÍSMICA DE MONUMENTOS HISTÓRICOS. JAVIER DARIO SERRANO PINZÓN. UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL BOGOTÁ D. C. 2003.

(2) BASES PARA LA EVALUACIÓN DE VULNERABILIDAD SÍSMICA DE MONUMENTOS HISTÓRICOS. JAVIER DARIO SERRANO PINZÓN. Proyecto de grado en Ingeniería Civil. Asesor LUIS E. YAMÍN Ingeniero Civil. UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL BOGOTÁ D. C. 2003.

(3) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. CONTENIDO pág. INTRODUCCIÓN OBJETIVOS 1.. MARCO TEÓRICO______________________________________________ 9. 1.1.. Cartas y Recomendaciones Internacionales sobre la Conservación del Patrimonio Cultural_______________________________ 10. 1.2.. Incompatibilidad de los criterios de Conservación con los Códigos vigentes de Diseño y Construcción________________________12. 1.3.. La intervención Estructural en Edificios Históricos____________________13. 1.3.1. Alternativas de intervención de varios tipos de construcciones históricas__ 14. 1.4.. POLÍTICAS PARA EL PATRIMONIO CULTURAL INMUEBLE EN COLOMBIA_____________________________________16. 2.. TIPOS DE ARQUITECTURA RELIGIOSA COLONIAL MONUMENTAL EN COLOMBIA_________________________________18. 2.1.. Los conventos___________________________________________________18. 2.2.. Iglesias matrices y parroquiales____________________________________20. 2.3.. Centros doctrineros______________________________________________24. 2.4.. TIPOLOGIAS REPRESENTATIVAS DE IGLESIAS BOGOTA ________25. 3.. ESTUDIO DE UNA EDIFICACIÓN HISTÓRICA REPRESENTATIVA__29. 3.1. IGLESIA SANTA BÁRBARA BOGOTÁ____________________________29. 3.1.1. Ubicación______________________________________________________30. 3.1.2. Descripción del templo ___________________________________________31. 3.2. MODELACIÓN MATEMÁTICA ESTRUCTURA____________________ 33. 3.3. CONSIDERACIONES PÁRA EL MODELO_________________________34. 3.3.1. Cargas_________________________________________________________34. 3.3.2. Consideraciones sísmicas__________________________________________ 35. 3.4. VARIABLES CONSIDERADAS EN EL MODELO ANALÍTICO_______ 37. 3.5. RESULTADOS GRÁFICOS DEL MODELO ANALÍTICO_____________ 38.

(4) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 3.5.1. GRAFICAS DE ESFUERZOS COMBO 1: 1.4CM + 1.7 CV___________38. 3.5.1.1 Esfuerzos verticales_______________________________________________38 3.5.1.2 Esfuerzos horizontales____________________________________________39 3.5.1.3 Esfuerzos cortantes______________________________________________40 3.5.1.4 Detalle de muros transversales_____________________________________41 3.5.1.5 Detalle de muros longitudinales ___________________________________43 3.5.2. GRAFICAS DE ESFUERZOS COMBO 2 : 1.05 cm + 1.275 CV +/- EX +/- 0.3 EY_______________________________50. 3.5.2.1 Esfuerzos verticales_______________________________________________ 50 3.5.2.2 Esfuerzos horizontales____________________________________________ 51 3.5.2.3 Esfuerzos cortantes______________________________________________52 3.5.2.4 Detalle de muros transversales____________________________________53 3.5.2.5 Detalle de muros longitudinales ___________________________________62 3.5.3. GRAFICAS DE ESFUERZOS COMBO 3: 1.05 cm + 1.275 CV +/- EY +/- 0.3 EX_______________________________68. 3.5.3.1 Esfuerzos verticales______________________________________________68 3.5.3.2 Esfuerzos horizontales____________________________________________69 3.5.3.3 Esfuerzos cortantes______________________________________________70 3.5.3.4 Detalle de muros transversales_____________________________________71 3.5.3.5 Detalle de muros longitudinales____________________________________80 CONCLUSIONES BIBLIOGRAFÍA. ____________86 ___________________89. ANEXO A _____________________________________________________________91.

(5) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. LISTA DE FIGURAS pág. Imagen 1. Interior Claustro de la Candelaria. Bogotá________________________19 Imagen 2. Planta Iglesia y Claustro de la Candelaria. Bogotá (1686-1703) ________19 Imagen 3. Axonometría Hermita de Popayán________________________________21 Imagen 4. Planta Hermita Popayán, S. XVI________________________________21 Imagen 5. Planta y fachada. Iglesia de San Antonio, Valledupar, Cesar. S: XVIII__22 Imagen 6. Catedral de Tunja_____________________________________________ 23 Imagen 7.Plantas de varios templos doctrineros. S.XVII. ______________________24 Imagen 8.Axonometría y corte típico de un templo doctrinero. _________________24 Imagen 9. Planta general. Iglesia de la Concepción____________________________25 Imagen. 10. Corte transversal. Iglesia de la Concepción________________________25 Imagen 11. Exterior estado actual. Iglesia de la Concepción____________________25 Imagen 12. Interior estado actual. Iglesia de la Concepción____________________25 Imagen 13. Vista zona coro. Iglesia de la Concepción__________________________25 Imagen. 14. Vista arco toral y ventana. Iglesia de la Concepción________________ 25 Imagen 15. Vista exterior actual. Iglesia de la Peña___________________________26 Imagen 16. Planta general. Iglesia de la Peña________________________________26 Imagen 17. Vista costado sur. Iglesia de la Peña_____________________________26 Imagen 19. Planta general. Iglesia de San Agustín___________________________27 Imagen 20. Vista e xterior estado actual. Iglesia de San Agustín________________27 Imagen 21. Interior, nave central. Iglesia de San Agustín______________________27 Imagen. 22. Fachada principal. Iglesia de San Agustín________________________27 Imagen. 23. Interior, nave lateral. Iglesia de San Agustín______________________27 Imagen 24. Planta general. Capilla Doctrinera San Bernardino________________28 Imagen 25. Imagen exterior. Capilla Doctrinera San Bernardino______________28 Imagen 26. Panorámica Iglesia Santa Bárbara_______________________________29 Imagen 27. Fachada carrera 5ª. Iglesia Santa Bárbara____________________ 30 Imagen 28. Fachada sur Iglesia Santa Bárbara_____________________________30 Imagen 29. Planta general Iglesia Santa Bárbara____________________________32.

(6) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Imagen 30. Corte transversal Iglesia Santa Bárbara__________________________32 Imagen 31. Modelo analítico de la iglesia Santa Bárbara______________________33 Imagen 32. Gráfica 1. Espectro típico de diseño (Ref. 4) ______________________35 Imagen 33. Gráfica 2. Espectro de Diseño___________________________________36 Imágenes de GRAFICAS DE ESFUERZOS COMBO 1: 1.4CM + 1.7 CV________38 Imágenes Esfuerzos verticales_____________________________________________38 Imágenes Esfuerzos horizontales__________________________________________39 Imágenes Esfuerzos cortantes_____________________________________________40 Imágenes Detalle de muros transversales___________________________________41 Imágenes Detalle de muros longitudinales __________________________________43 Imágenes GRAFICAS DE ESFUERZOS COMBO 2 : 1.05 CM + 1.275 CV +/- EX +/- 0.3 EY____________________________50 Imágenes Esfuerzos verticales____________________________________________50 Imágenes Esfuerzos horizontales__________________________________________51 Imágenes Esfuerzos cortantes_____________________________________________52 Imágenes Detalle de muros transversales___________________________________53 Imágenes Detalle de muros longitudinales __________________________________62 Imágenes GRAFICAS DE ESFUERZOS COMBO 3: 1.05 CM + 1.275 CV +/- EY +/- 0.3 EX_____________________________68 Imágenes Esfuerzos verticales_____________________________________________68 Imágenes Esfuerzos horizontales__________________________________________69 Imágenes Esfuerzos cortantes_____________________________________________70 Imágenes Detalle de muros transversales____________________________________71 Imágenes Detalle de muros longitudinales____________________________________80.

(7) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. INTRODUCCIÓN. Los monumentos nacionales arquitectónicos son el conjunto de edificaciones, que por sus valores artísticos, estéticos, históricos, culturales, técnicos, de originalidad o autenticidad son representativos para la nación colombiana.. El patrimonio construido existente en el país se ha formado a lo largo de toda la historia y en su mayoría data de mediados del. siglo pasado hacia atrás, lo que implica que en su diseño y. construcción, con métodos y tecnologías propias de cada época, no se tuvieron en cuenta consideraciones de más reciente estudio e investigación como la vulnerabilidad sísmica. Como consecuencia de esto el patrimonio está expuesto al deterioro y desaparición en el caso de movimientos telúricos.. Debido a la falta de recursos y la poca importancia que hasta hace poco se le otorgaba al patrimonio cultural en el país, el estudio y la investigación tendientes a preservar los monumentos históricos ha sido muy limitada y no se han adelantado proyectos encaminados a establecer alternativas y modelos de intervención que den soluciones al riesgo sísmico de estas edificaciones.. El proyecto de grado pretende sentar las bases para poder hacer una evaluación de la vulnerabilidad sísmica de los diferentes tipos de edificaciones que constituyen el. patrimonio arquitectónico. nacional y efectuar un estudio e investigación que permitan brindar alternativas de intervención que permitan su preservación y utilidad..

(8) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. OBJETIVOS - Determinar el estado del arte en cuanto a la intervención estructural del patrimonio arquitectónico nacional, los antecedentes, información existente y políticas gubernamentales establecidas.. -. Elaborar una clasificación de las diferentes tipologías de edificios que constituyen el. patrimonio, que permita delimitar parámetros comunes de alternativas de intervención.. - Analizar una construcción en particular que permita obtener conclusiones específicas acerca del comportamiento sísmico y las alternativas de intervención en monumentos históricos.. - Realizar conclusiones que de acuerdo a los resultados de las pruebas y la investigación permitan establecer parámetros para la intervención estructural en los monumentos e igualmente aporten fundamentos para el posterior avance en esta línea de investigación..

(9) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 3. MARCO TEÓRICO. El campo de la intervención de bienes patrimoniales de interés histórico ha tenido principalmente un acercamiento estético. Los esfuerzos tendientes al reforzamiento estructural se han encaminado hacia las edificaciones de vivie nda.. Existen tres tipos de intervención para restauración y preservación de bienes patrimoniales. La primera consiste en que la intervención deje el inmueble con sus condiciones iniciales, la segunda lo interviene sin que se altere su apariencia física exterior y la tercera consiste en que la intervención se haga evidente diferenciando los nuevos elementos de los que la edificación tenía originalmente.. Dentro de los bienes patrimoniales inmuebles se pueden hacer cuatro grupos principales: la arquitectura civil, la religiosa, la funeraria y la militar. Se centrará el estudio en la arquitectura religiosa colonial colombiana, que es la más rica y representativa dentro de los bienes culturales nacionales y además es la que requiere un estudio e intervención más urgente debido a su latente riesgo en caso de eventos sísmicos.. Arquitectura Civil Esta comprende la arquitectura institucional: (gubernamental y de uso público), comprende las edificaciones que tienen que ver con las actividades administrativas del Estado, como son: palacios municipales, gobernaciones, casas de licores. y tabaco. Pertenecen también a este grupo los. colegios, hospitales, cárceles, museos, casas de cultura, bibliotecas y público.. -9-. teatros que son de uso.

(10) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Se incluye también dentro de esta categoría la arquitectura doméstica: tanto la vivienda urbana (todas las clases) como la rural: haciendas, ingenios y demás.. Arquitectura Religiosa Comprende: Basílicas, templos, conventos, capillas, centros doctrineros y casas cúrales.. Arquitectura Funeraria Dentro de ésta se tienen: Cementerios, panteones, mauseolos y las tumbas de las diferentes culturas indígenas precolombinas.. Arquitectura Militar Pertenecen a ésta obras como fortificaciones, murallas, castillos y baluartes defensivos como las fortificaciones de Cartagena.. 1.1. Principales Cartas y Recomendaciones Internacionales sobre la Conservación del Patrimonio Cultural. Carta de Atenas (1933) Este documento, pionero en la materia, enumera los principios fundamentales que deben presidir la preservación y conservación de los monumentos.. Carta de Venecia (1964) En ésta se definen programáticamente los términos Conservación y Restauración. - 10 -.

(11) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Carta de Burra, Australia (1979) En esta carta se incorporan los términos Preservación, Reconstrucción y otros relevantes.. Conservación: “no se debe permitir ninguna nueva construcción, demolición o cambio que tenga un efecto adverso sobre el emplazamiento y que a su vez afecte negativamente la apreciación o goce del lugar”. Reconstrucción: • Apropiada cuando el lugar está incompleto debido a daños o modificaciones y se. recuperará el valor cultural en su totalidad. • No debe constituir la mayor parte de la obra histórica. • Debe limitarse a reproducir la obra histórica cuya forma es conocida. • Debe ser reconocida como obra nueva cuando se inspeccione de cerca.. Medidas Preventivas para la Protección de los Bienes Culturales en regiones Sísmicas, Yugoslavia (1985) •. Se debe respetar el sistema estructural de los edificios históricos.. •. El material o estructura nueva usados para reparar y reforzar el edificio deben ser compatibles y durables.. •. Se debe restringir el uso del concreto armado.. •. Se debe evaluar el grado de seguridad requerida considerando el riesgo sísmico del lugar.. •. Debe ser posible un refuerzo mayor y posterior conforme se vayan desarrollando mejores técnicas.. - 11 -.

(12) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. •. Deben existir propuestas alternativas elaboradas por ingenieros, arquitectos, conservadores, arqueólogos e historiadores.. •. Desde el punto de vista de la Investigación se recomienda, además que:. •. Se investigue analítica y experimentalmente la resistencia sísmica de la albañilería de edificios históricos.. •. Se investigue y experimente distintas mezclas de mortero compatibles con la naturaleza de los edificios históricos.. •. Se evalúe la eficacia de las técnicas de reforzamiento durante un sismo.. 1.2. Incompatibilidad de los criterios de Conservación con los Códigos vigentes de Diseño y Construcción. Los códigos vigentes de diseño sísmico están basados en los siguientes conceptos:. Códigos de diseño sísmico: •. Sismicidad del Lugar. •. Respuesta del Suelo. •. Uso de la Edificación. •. Tiempo de vida útil. •. Características de los materiales de construcción. •. Estado del arte del análisis y del diseño. •. Economía del país. - 12 -.

(13) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. En el caso de monumentos históricos la aplicación de los códigos de diseño sísmico es infundada por las siguientes razones: •. Las estructuras de edificios históricos difieren sustancialmente de las actuales en cuanto a características mecánicas y respuesta sísmica.. •. Estas estructuras poseen ya una cierta debilidad específica producto del deterioro, falta de ductilidad y continuidad.. •. La decisión es compartida entre el ingeniero estructural, el arquitecto de conservación y el historiador.. 1.3. La intervención Estructural en Edificios Históricos Desde el punto de vista de la oportunidad se pueden clasificar las intervenciones en el siguiente orden:. Inmediatas, urgentes, necesarias, deseables y de observación (hacer diagnóstico adecuado).. Procedimiento para intervenir edificios históricos Para efectuar una intervención en un monumento arquitectónico es importante seguir los siguientes procedimientos: •. Analizar los “valores” del edificio. •. Analizar el sistema estructural. •. Hacer un levantamiento detallado. •. Revisar las causas del deterioro. - 13 -.

(14) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos •. Un equipo multidisciplinario debe inspeccionar el edificio. •. Considerar el uso actual y potencial del edificio. •. Incrementar la resistencia a la tensión sin alterar la dinámica del sistema estructural. •. Plantear varias alternativas (factibilidad técnica y económica). •. La mejor intervención es la mínima necesaria para responder a un riesgo aceptable. Es importante tener en cuenta que las construcciones históricas, por lo general no tienen problemas en la cimentación.. El principio estructural que debe guiar la intervención es el evitar que el edificio colapse.. La edificación debe absorber la energía sísmica y disiparla, para ello: •. Incrementar la resistencia elástica. •. Incrementar la ductilidad. •. Asegurar la estabilidad del edificio en su etapa post-fisuración. Otro aspecto importante y deseable es que la intervención sea reversible.. La tecnología apropiada de intervención se basa en una compresión intuitiva-cualitativa de los edificios históricos. 1.3.1 Alternativas de intervención de varios tipos de construcciones históricas. Intervención Estructural en Construcciones de mampostería de piedra. Tipos de intervención estructural: •. Reconstrucción de los muros. - 14 -.

(15) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. •. Sellado de fisuras con morteros epóxicos o de cemento. •. Colocación de tensores horizontales. •. Colocación de tensores verticales. •. Colocación de vigas collar y columnas de amarre de concreto reforzado. El módulo de elasticidad del concreto debe ser similar al de la mampostería. Intervención Estructural en Construcciones de Adobe y Tapia pisada. Tipos de intervención estructural: •. Reconstrucción de los muros. •. Sellado de fisuras con morteros de barro. •. Colocación de tensores de cables de acero horizontales. •. Colocación de tensores verticales de cuerda de nylon. •. Enmallado de los muros por ambas caras.. De forma general se deben tener en cuenta las siguientes conside raciones: •. Cada edificio histórico es único.. •. Los ingenieros deben conocer los conceptos de conservación y los arquitectos restauradores los criterios de diseño sísmico.. •. Hacer pruebas para determinar las características del material.. •. Son aplicables las técnicas modernas de análisis y diseño estructural, considerando los “antecedentes estructurales” del edificio.. - 15 -.

(16) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 1. 4. POLÍTICAS PARA EL PATRIMONIO CULTURAL INMUEBLE EN COLOMBIA. Antecedentes La consideración de la cultura como expresión de los colombianos y parte fundamental de la construcción del Estado se hace evidente en la constitución de 1886. En noviembre de 1927 se crea el Ministerio de Educación y en la primera reforma a su estructura, en 1934 se crea la Dirección de Monumentos Públicos. Para 1968 se crea el Instituto Colombiano de Cultura, Colcultura, dentro de las reformas de descentralización institucional del presidente Carlos Lleras Restrepo.. Legislación Nacional Desde la segunda década del siglo XX el país inicia un esfuerzo para poner en práctica planes, programas y proyectos de inventario, restauración o recuperación de los monumentos. Esta acción se desarrolla en dos etapas. La primera se extiende hasta la primera mitad del siglo y se caracteriza por una aproximación y forma de operar aisladas que destacan las edificaciones particulares e individuales con valores históricos o artísticos, para su protección.. La segunda etapa se rige por la ley de Patrimonio; Ley 163 de 1959, y su decreto reglamentario: Decreto 264 de 1963. Esta legislación es la más importante y duradera acción legal antes de la creación del Ministerio de Cultura. Las características más destacadas se refieren a:. La ampliación de la noción existente de patrimonio con la “definición, defensa y conservación de patrimonio histórico, artístico y monumentos públicos de la Nación”. Posteriormente y mediante el decreto 3154 de 1968, se crea el Instituto Colombiano de Cultura, al que se incorpora el Consejo de Monumentos Nacionales, originalmente dependiente del Ministerio de Educación, generando un soporte institucional de registro y control. - 16 -.

(17) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. La Subdirección de Monumentos Nacionales, se crea mediante Decreto de 1992 y está adscrita al entonces Ministerio de Obras Públicas y Transportes.. Esta Subdirección realizo 116 obras en tres años, en 16 departamentos y 48 ciudades y municipios.. Los criterio de selección para intervenir el Patrimonio Cultural Nacional fueron: •. Es estado de deterioro de las edificaciones, determinado por inspección o por solicitud de algún interesado.. •. Sus valores testimoniales, arquitectónicos, culturales, etc.. •. La búsqueda de una distribución presupuestal equitativa den el país, para establecer la presencia estatal.. •. La identificación de restauraciones en edificios que representan un sentido colectivo, público, que sean edificios especializados, o de carácter regional o nacional.. Con la ley de Cultura, Ley 397 DE 1997, por la cual se dictan normas sobre patrimonio cultural, fomentos y estímulos a la cultura, se crea el Ministerio de Cultura. Es así como la Subdirección de Monumentos Nacionales se fusiona con la Dirección de Patrimonio, antigua subdirección de Patrimonio de Colcultura.. La ley General de cultura obliga al Estado a la protección, conservación, rehabilitación y divulgación del patrimonio cultural, haciendo que el ministerio de Cultura coordine las labores que antes desempeñaban independientemente distintas instituciones, públicas y privadas.. - 17 -.

(18) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 2. TIPOS DE ARQUITECTURA RELIGIOSA COLONIAL MONUMENTAL EN COLOMBIA. Debido a. que uno de los objetivos más importantes de la colonización de América era la. evangelización de los nativos, la arquitectura religiosa de esta época es muy abundante e importante en nuestro país. Los patrones básicos estilísticos de este tipo de arquitectura, de origen europeo, se mantuvieron constantes en los siglos XVI y XVII. En el siglo XVIII se introdujeron transformaciones estilísticas a los patrones tradicionales.. En la Nueva Granada hubo tres formas de arquitectura religiosa: los conventos, las iglesias matrices y parroquiales y los templos doctrineros.. 2.1. Los conventos Los conventos tienen como característica principal una interiorización en cuanto a lo arquitectónico se refiere, lo cual se expresa en un volcamiento hacia un claustro central. Contaban usualmente con una iglesia que cumplía el rol de relación con el mundo exterior la servir tanto a los internos como a los feligreses.. La tipología de un convento obedece a lo siguiente: una iglesia adyacente a un patio rodeado de tres alas para el alojamiento. El claustro posee un arcada o pórtico que marca unos corredores cubiertos. Las variaciones de este tipo básico se encuentran en el tamaño y solidez de la construcción y en las características ornamentales.. - 18 -.

(19) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Imagen 1. Interior Claustro de la Candelaria. Bogotá. Imagen 2 Planta Iglesia y Claustro de la Candelaria. Bogotá (1686-1703). - 19 -.

(20) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 2.2. Iglesias matrices y parroquiales. Cuando los españoles poblaban un lugar durante la colonización, la primera construcción de necesidad colectiva era la iglesia. En principio se hacía un templo primitivo que se iba ampliando y modificando a medida que la población se desarrollaba.. Se encuentran tres tipos principales sin contar las primeras construcciones de carácter provisional: “Las iglesias más elementales corresponden a los sistemas constructivos más sencillos. Son templos de una sola nave, angosta y profunda, con muros en tapia pisada o cubiertos con una estructura en madera – de par y nudillo- cobre la que se colocaba la techumbre en paja o en tela.” Se trata de una “caja rectangular” horadada por unas pocas ventanas, con una segmentación espacial interna insinuada por unos pocos elementos: el arco toral, que enmarca el altar; el coro alto a la entrada y la concavidad formada por los tirantes y el techo mismo...Generalmente el muro principal se elevaba unas varas por encima del techo, con el fin de formar un campanario, espadaña; la apariencia exterior se completaba con un tratamiento especial de la portada de entrada. Más que una fachada se trataba de un cerramiento con dos elementos destacados: la espadaña y la portada.”(Ref. 1) Las variaciones de este tipo se hallan en los ornamentos de las portadas y espadañas, así como en las dimensiones de la caja de acuerdo a los materiales y limitaciones de los sistemas constructivos. Por lo general no pasan de 12 varas castellanas de ancho (10 m). Ver imágenes 3 y 4.. Estos templos estaban usualmente acompañados por otras construcciones anexas, como la casa cural, cementerio, sacristía y bautisterio, y precedidos por un atrio.. - 20 -.

(21) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Imagen 3 Axonometría Hermita de Popayán. Imagen 4 Planta Hermita Popayán, S. XVI. Un segundo tipo de iglesias lo constituyen las iglesias de tres naves, de mayores dimensiones y complejidad constructiva. El esquema también es el de una caja angosta y alargada, con el dominio visual central del altar, enmarcado por un arco toral. La diferencia está en la presencia de naves laterales, marcadas por las columnas o arcos de diferente altura del techo y la aparición de alteres y capillas a lo largo de los muros de ol s costados, que le dan una segmentación transversal a la construcción. Se conservan los elementos como los portales y espadañas aunque en algunos casos se añaden torres de campanario. Por las naves se hacen puertas laterales que implican mayor simetría y orden jerárquico en el tratamiento del cerramiento principal. Imagen 5.. - 21 -.

(22) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Este tipo de iglesias se construyeron como iglesias matrices de muchas poblaciones de mediano tamaño y como iglesias secundarias de ciudades mayores. También fue el tipo mas usado en las iglesias de los conventos.. Estas iglesias. de tres naves presenta un gran rango de variaciones tipológicas y estilísticas,. especialmente en las maneras formales y constructivas de separación de la nave central y las laterales, así como en los elementos de cerramiento, espadañas y torres.. Imagen 5 Planta e imagen fachada. Iglesia de San Antonio, Valledupar, Cesar. S: XVIII. - 22 -.

(23) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. El tercer tipo de iglesias está representado por las pocas catedrales que se constituían en las sedes de la jerarquía eclesiástica en las principales ciudades.. De este tipo no se pueden hacer. caracterizaciones genéricas, ya que sólo se encuentran en pie las catedrales de Tunja y Cartagena, correspondientes a los siglos XVI y XVII. Las catedrales se pueden describir como ejemplos elaborados y matizados de una iglesia de tres naves.. Imagen 6 Catedral de Tunja. - 23 -.

(24) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 2.3. Centros doctrineros Una tercera manifestación de arquitectura religiosa lo constituyen los centros doctrineros. Estas construcciones se erigían con el fin de evangelizar a los nativos durante la época de la conquista y colonización. Contaban de una especie de plaza y cinco elementos adicionales: un templo de una sola nave, una capilla abierta o cobertizo, una casa cural, unas capillas posas y una cruz atrial. No todos se encuentran siempre a la vez. Estos centros no son tan importantes por su valores arquitectónicos sino por su propuesta urbana alternativa en la fundación de ciudades.. Imagen 7. Plantas de varios templos doctrineros. S.XVII.. Imagen 8. Axonometría y corte típico de un templo doctrinero.. - 24 -.

(25) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 2.4. TIPOLOGIAS REPRESENTATIVAS DE IGLESIAS BOGOTA Iglesias básicas de una sola nave. Iglesia de la Concepción Siglo XVI Carrera 9 No. 10-09 Muros de mampostería en piedra. Techo en madera y techo de barro.. Imagen 9. Planta general. Imagen 11. Exterior estado actual. Imagen 13. Vista zona coro. Ima. 10. Corte transversal. Imagen 12. Interior estado actual. Im. 14. Vista arco toral y ventana - 25 -.

(26) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Iglesia de la Peña Siglo XVIII Calle 6, carrera 25 Éste. Muros mixtos adobe, tapia pisada, piedra, ladrillo.. Imagen 15. Vista exterior actual. Imagen 16. Planta general. Imagen 17. Vista costado sur.. - 26 -.

(27) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Iglesias de tres naves. Iglesia de San Agustín Siglo XVII Carrera 7 No. 7-73 Mampostería en piedra.. Imagen 18. Planta general. Imagen 19. Vista exterior estado actual. Im. 21. Fachada principal. Imagen 20. Interior, nave central. Im. 22. Interior, nave lateral - 27 -.

(28) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Centros doctrineros Capilla Doctrinera San Bernardino Bosa, carrera 13 No. 13-59 Siglo XVII Mampostería en adobe y tapia pisada. Imagen 23. Planta general. Imagen 24. Imagen exterior. - 28 -.

(29) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 3. ESTUDIO DE UNA CONSTRUCCIÓN HISTÓRICA REPRESENTATIVA En pro de implementar un estudio específico de un edificio histórico, se estudiaron diferentes alternativas dentro de la arquitectura religiosa monumental en Bogotá. Se optó por la Iglesia de Santa Bárbara, antiguo templo colonial, en aceptable estado de conservación y con características constructivas y estructurales que ameritan un estudio de su comportamiento sísmico. 3.1 IGLESIA SANTA BÁRBARA, BOGOTÁ Dirección: Carrera 7 No 4-96 y Calle 5 No 6-49 Barrio: Santa Bárbara Categoría: Monumento Nacional por Decreto 1584 del 11-VIII-75 Fecha de construcción: 1565-1585 (siglo XVI) Uso actual: Religioso. Imagen 25. Panorámica Iglesia Santa Bárbara. - 29 -.

(30) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 3.1.1 Ubicación Se encuentra en la esquina sur-oriental formada por la intersección de la carrera 7 y la calle 5 de la ciudad de Bogotá, con fachada principal sobre la carrera séptima y acceso por la calle 5ª a través de unas escaleras de aproximadamente 2 metros de altura.. El entorno está caracterizado por construcciones de un piso, son mayores méritos pero con un cierto valor de conjunto que le da sentido espacial al templo, con excepción de un teatro con paramento retrocedido y dos torres bajas que flanquean el gran volumen y en la esquina opuesta, una edificación en 3 plantas son importancia alguna. Actualmente, a excepción de unas construcciones adosadas al muro norte del templo, la edificación se encuentra aislada en una esquina dentro de la manzana de su emplazamiento, debido a la reciente demolición de las construcciones aledañas.. Imagen 26. Fachada carrera 5ª.. Imagen 27. Fachada sur. - 30 -.

(31) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 3.1.2 Descripción del templo. Fue concebido como un templo de una sola nave pero a medida que el tiempo transcurría y la feligresía aumentaba se modificó su planta con la adición de varias capillas devocionales a lado y lado, comunicadas entre sí y con la nave del templo por vanos con arcos de medio punto. Se desconoce el sentido del crecimiento pero seguramente debió iniciarse por la cabecera con la capilla San Roque, ricamente decorada con pintura mural y posteriormente, a mediados o finales del XVIII, con las maderas y pinturas que muestra.. Su “expansión “ concluyó con la construcción de la capilla de la inmaculada y anexos. En su fachada, actualmente pañetada, sobresale la portada, enmarcada por columnas toscanas y una espadaña al sur. Lateralmente por la calle 5 solo se aprecia un muro de cerramiento. Adosada a muro norte del templo existen construcciones ocupadas como vivienda y local, de construcción reciente.. - 31 -.

(32) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Imagen 28. Planta general. Imagen 29. Corte transversal. - 32 -.

(33) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 3.2. MODELACIÓN MATEMÁTICA ESTRUCTURA IGLESIA SANTA BÁRBARA. Se elaboró un modelo de elementos finitos en el programa SAP2000 para estudiar el comportamiento estructural y sísmico del templo colonial. Las dimensiones fueron obtenidas de los planos proporcionados por la división de patrimonio del Ministerio de Cultura. El modelo implementado es útil para un estudio cualitativo de la edificación, y se debe tener presente que no es una representación matemáticamente exacta de la estructura, debido a que la información disponible en cuanto a las características de los materiales es supuesta por referentes conocidos, sin tener parámetros reales de la estructura estudiada. Por tratarse de mampostería en tierra, principalmente tapia pisada, se utilizaron elementos tipo cáscara para simular los muros en el modelo analítico.. Imagen 30. Modelo analítico de la iglesia Santa Bárbara - 33 -.

(34) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 3.3. CONSIDERACIONES PÁRA EL MODELO 3.3.1 Cargas Se consideró una carga muerta para la cubierta de 0.12 ton/m2, de acuerdo a las cargas para cubiertas de la NSR 98 (0.08 ton/m2 para teja de barro y 0.04 ton/m2 para la base). La cubierta se modeló como peso y como masa sobre los muros de carga. También se tomó una carga viva de 0.05 ton/m2 para toda la planta, debido a que no se tiene accesibilidad hacia la parte superior. Se modeló también la estructura incluyendo las vigas principales de la estructura armada de la cubierta, modelo que no presentó diferencias con el modelo sencillo. Los resultados gráficos de se incluyen en el Anexo A.. Debido a la imposibilidad de obtener muestras propias de los materiales de la estructura, se optó por una caracterización de los mismos por parámetros conocidos. De acuerdo a los estudios del CIMOC, Uniandes (Ref. 3), se tomaron los datos para la caracterización del material de la estructura, tapia pisada, teniendo en cuenta la similaridad en cuanto a la ubicación y las épocas constructivas de los elementos, cuyos materiales tenían estudios cuantitativos. Para la parte del muro de los osarios (parte muro sur contigua al campanario), que es de ladrillo tolete, se tomaron valores típicos d este material.. Las cargas estáticas debidas a peso propio fueron incluidas en el modelo al indicar un peso específico para los materiales.. - 34 -.

(35) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 3.3.2 Consideraciones Sísmicas En lo que se refiere a las acciones sísmicas se ha considerado de manera referencial lo estipulado en la norma de Diseño Sismorresistente NSR 98, la cual considera como categoría III las edificaciones templos e iglesias. También se utilizó el estudio de microzonificación sísmica de Bogotá (Ref. 4). La zona en cuestión corresponde al Piedemonte y el espectro de diseño se anexa en la gráfica 1. Parámetros para el espectro de diseño según la microzonificación sísmica:. Gráfica 1. Espectro de diseño (Ref. 4). - 35 -.

(36) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. De acuerdo a los anteriores parámetros se obtuvo el siguiente espectro:. Aceleración espectral Sa (g). Espectro Diseño 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0. 1. 2. 3. 4. Periodo T (seg). Gráfica 2. Espectro de Diseño. - 36 -. 5. 6. 7.

(37) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 3.4. VARIABLES CONSIDERADAS EN EL MODELO ANALÍTICO. Se tienen los siguientes valores de referencia (Ref. 3):. Esfuerzo máximo a compresión:. 3.3 kgf/cm2. Esfuerzo cortante máximo. 0.33 kgf/cm2. En las gráficas de las siguientes páginas la tracción tiene signo positivo y la compresión negativo. Unidades: kgf/cm2.. Combinaciones de carga Se tomaron las tres combinaciones principales de carga para el análisis dinámico, con sus respectivas variaciones: Combo 1: 1.4 CM + 1.7 CV Combo 2: 1.05 CM + 1.275 CV +/-EX +/- 0.3 EY Combo 3: 1.05 CM + 1.275 CV +/-EX +/- 0.3 EY. - 37 -.

(38) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 3.5 RESULTADOS GRÁFICOS DEL MODELO ANALÍTICO. 3.5.1 GRAFICAS DE ESFUERZOS COMBO 1: 1.4CM + 1.7 CV 3.5.1.1 ESFUERZOS VERTICALES. Esfuerzos Kgf/cm2. - 38 -.

(39) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 3.5.1.2 ESFUERZOS HORIZONTALES. Esfuerzos Kgf/cm2. - 39 -.

(40) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 3.5.1.3 ESFUERZOS CORTANTES. Esfuerzos Kgf/cm2. - 40 -.

(41) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 3.5.1.4 DETALLE DE MUROS TRANSVERSALES COMBO 1. Esfuerzos cortante fachada Kgf/cm2. - 41 -.

(42) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos cortante arco toral Kgf/cm2. - 42 -.

(43) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 3.5.1.5 DETALLE DE MUROS LONGITUDINALES COMBO. Esfuerzos verticales muro lateral Kgf/cm2. - 43 -.

(44) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos verticales muro central Kgf/cm2. - 44 -.

(45) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos verticales muro lateral Kgf/cm2. - 45 -.

(46) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos verticales muro central Kgf/cm2. - 46 -.

(47) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos cortantes muro lateral Kgf/cm2. - 47 -.

(48) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos cortentes muro central Kgf/cm. - 48 -.

(49)

(50) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 3.5.2 GRAFICAS DE ESFUERZOS COMBO 2 : 1.05 cm + 1.275 CV +/- EX +/- 0.3 EY 3.5.2.1 ESFUERZOS VERTICALES. Esfuerzos Kgf/cm2. - 50 -.

(51) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 3.5.2.2 ESFUERZOS HORIZONTALES. Esfuerzos Kgf/cm2. - 51 -.

(52) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 3.5.2.3 ESFUERZOS CORTANTES. Esfuerzos Kgf/cm2. - 52 -.

(53) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 3.5.2.4 DETALLE DE MUROS TRANSVERSALES COMBO 2. Esfuerzos verticales (compresión) muro posterior Kgf/cm2. - 53 -.

(54) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos verticales (compresión) arco toral Kgf/cm2. - 54 -.

(55) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos verticales fachada principal Kgf/cm2. - 55 -.

(56) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos horizontales fachada principal Kgf/cm2. - 56 -.

(57) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos verticales arco toral Kgf/cm2. - 57 -.

(58) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos verticales muro posteriorKgf/cm2. - 58 -.

(59) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos cortantes muro posterior Kgf/cm2. - 59 -.

(60) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos cortantes arco toral Kgf/cm2. - 60 -.

(61) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos cortantes fachada principal Kgf/cm2. - 61 -.

(62) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 3.5.2.5 DETALLE DE MUROS LONGITUDINALES COMBO 2. Esfuerzos verticales muro central Kgf/cm2. - 62 -.

(63) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos verticales muro lateral Kgf/cm2. - 63 -.

(64) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos horizontales muro lateral Kgf/cm2. - 64 -.

(65) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos horizontales muro central Kgf/cm2. - 65 -.

(66) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos cortantes muro lateral Kgf/cm2. - 66 -.

(67) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos cortantes muro central Kgf/cm2. - 67 -.

(68) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 3.5.3 GRAFICAS DE ESFUERZOS COMBO 3: 1.05 cm + 1.275 CV +/- EY +/- 0.3 EX 3.5.3.1 ESFUERZOS VERTICALES. Esfuerzos Kgf/cm2. - 68 -.

(69) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 3.5.3.2 ESFUERZOS HORIZONTALES. Esfuerzos Kgf/cm2. - 69 -.

(70) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 3.5.3.6 ESFUERZOS CORTANTES. Esfuerzos Kgf/cm2. - 70 -.

(71) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 3.5.3.7 DETALLE DE MUROS TRANSVERSALES COMBO 3. Esfuerzos verticales fachada principal Kgf/cm2. - 71 -.

(72) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos verticales (compresión) arco toral Kgf/cm2. - 72 -.

(73) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos verticales (compresión) muro posterior Kgf/cm2. - 73 -.

(74) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos horizontales (compresión) muro posterior Kgf/cm2. - 74 -.

(75) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos horizontales arco toral Kgf/cm2. - 75 -.

(76) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos horizontales fachada principal Kgf/cm2. - 76 -.

(77) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos cortantes fachada principal Kgf/cm2. - 77 -.

(78) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos cortantes arco toral Kgf/cm2. - 78 -.

(79) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos cortantes muro posterior Kgf/cm2. - 79 -.

(80) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 3.5.3.5 DETALLE DE MUROS LONGITUDINALES COMBO 3. Esfuerzos verticales muro lateral Kgf/cm2. - 80 -.

(81) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos verticales muro central Kgf/cm2. - 81 -.

(82) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos horizontales muro lateral Kgf/cm2. - 82 -.

(83) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos horizontales muro central Kgf/cm2. - 83 -.

(84) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos cortantes muro lateral Kgf/cm2. - 84 -.

(85) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Esfuerzos cortantes muro central Kgf/cm2. - 85 -.

(86) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. 4. CONCLUSIONES El análisis matemático de la estructura, con los datos existentes, aporta una descripción cualitativa de los efectos de las cargas sísmicas para la edificación. Para realizar un estudio más exacto es necesario obtener información más detallada de las características mecánicas de los materiales y su disposición dentro de los elementos estructurales. Debido a la falta de datos precisos, que se enunció anteriormente, se presentan datos equívocos, principalmente en la relación de esfuerzos cortantes debidos al peso propio de la estructura, con valores que alcanzarían el rango de falla. Este error puede ser generado por la presunción del material de la estructura en los arcos centrales, así como su disposición y su valor extremo tomado de materiales de la zona sin poder ser corroborado in situ. Estas incertidumbres sin embargo no alteran la descripción del comportamiento sísmico de la edificación, que el modelo matemático permite analizar.. Los materiales de la estructura de la iglesia no son adecuados para soportar sismos, tienen mucho peso en comparación con la capacidad resistente y baja ductilidad, sin embargo la estructura tiene algunas características favorables para recibir cargas horizontales, debido a que tiene buena densidad de muros transversales, complementados con contrafuertes de material más rígido, que ayudan a disipar la energía que llega a los muros longitudinales.. La estructura de la edificación está diseñada para soportar cargas de gravedad y esto lo hace de manera adecuada mediante los grandes muros de carga tanto longitudinales como transversales que conforman la estructura. Los esfuerzos máximos de compresión y tracción debidos a la gravedad, aun en caso de sismo, están dentro de los límites admisibles.. - 86 -.

(87) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Debido al gran tamaño y masa de los muros principales, no se producen tracciones relevantes debidas al peso propio, que no podrían ser adecuadamente resistidas por la estructura.. Los elementos más vulnerables en caso de sismo son: el muro en voladizo que conforma el campanario (espadaña) y los arcos que dividen la iglesia en las diferentes capillas, que presentan grandes esfuerzos de tracción, cuya resistencia para el material constructivo prácticamente nula.. También se presentan problemas de concentración de esfuerzos cortantes tanto en el arranque de la espadaña, en los muros que llegan descentrados a encontrarse con los contrafuertes de piedra laterales y en las bases de los arcos que conectan la nave central de la edificación con las capillas laterales.. Los esfuerzos cortantes en la espadaña superan amplia mente los rangos de falla en el evento sísmico.. Para mejorar el comportamiento de los elementos que presentan condiciones más críticas de concentración de esfuerzos, se hace necesario efectuar un confinamiento que permita a los mismos disipar la energía en caso de sismo de una manera adecuada. La espadaña podría ser reforzada en la parte posterior, preferiblemente con una estructura independiente con dimensiones moderadas, lo que es posible debido a que el muro está suelto de la edificación y tiene espacio libre por detrás. Esto permitiría rigidizar este muro sin afectar la imagen de la edificación.. Los arcos divisorios podrían tener una tratamiento similar reversible, para poder absorber los esfuerzos cortantes que presentan, debido a la discontinuidad en los muros longitudinales.. Es importante verificar que los muros transversales, de construcción posterior a los de la nave central y con desplomes actuales, estén adecuadamente amarrados con los longitudinales, ya que de - 87 -.

(88) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. esto depende la adecuada disipación de energía en el evento de sismo. Estando bien amarrados la estructura disipa correctamente las cargas horizontales, como se observa en la modelación matemática.. Se debe verificar el correcto arrostramiento y transmisión de cargas de la estructura de la cubierta (cerchas de madera en par y nudillo) hacia los muros, para que se eviten problemas de caída de la misma y las cargas sísmicas sobre ésta puedan ser disipadas a través de los muros de carga.. Sería deseable hacer que la transmisión de esfuerzos de los muros a los contrafuertes no se haga de manera descentrada, como sucede en los contrafuertes del costado sur. Esto se podría hacer ensanchando los mismos o transmitiendo las cargas hacia éstos con algún elemento adicional entre el muro y el contrafuerte.. - 88 -.

(89) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. BIBLIOGRAFÍA. 1.. ARANGO, Silvia. Historia de la arquitectura en Colombia. Bogotá : Universidad Nacional. de Colombia. Centro Editorial y Facultad de Artes, 1989. 291 p. : fot., planos ; 34 cm. ISBN: 9581700617 2.. ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE INGENIERÍA SÍSMICA. Normas colombianas de. diseño y construcción sismo resistente, NSR 98, Tomo I. Santa Fe de Bogotá: Asociación colombiana de ingeniería sísmica. 1998. 3.. CIMOC, Centro de Investigaciones en Materiales y Obras Civiles, Uniandes –. CORPORACIÓN LA CANDELARIA. Estudios de vulnerabilidad sísmica y rehabilitación de edificaciones en adobe y tapia pisada, 2002. 4.. DEPARTAMENTO ADMINISTRATIVO DE PLANEACIÓN DISTRITAL. Decrteo 74,. enero 30 de 2001. Microzonificación sísmica de Bogotá D.C. 5.. MELI, Roberto. Ingeniería estructural de los monumentos históricos, Fundación ICA. 1998.. 6.. SARRIA MOLINA, Alberto. Ingeniería Sísmica. 2 ed. Bogotá : Uniandes, 1995. 569 p.. ISBN 958-9057-49-7. 7.. TÉLLEZ, Germán. Monumentos nacionales de Colombia: época colonial. Santa Fe de. Bogotá : Ministerio de cultura, Colombia, Dirección de Patrimonio, Colcultura, 1997. 264 p. : fot., planos. ; 23 cm. ISBN: 9586122824 8.. http://www.mincultura.gov.co. - 90 -.

(90) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. ANEXO A. Comparación modelo con vigas principales de la cubierta y sin ellas. Modelo con vigas transversales de estructura de cubierta. Modelo sin vigas transversales de estructura de cubierta. - 91 -.

(91) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Graficas de esfuerzos cortantes críticos durante sismo. Muro central norte sin vigas. Muro central norte con vigas. - 92 -.

(92) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Muro central sur sin vigas. Muro central sur con vigas. - 93 -.

(93) ICIV 2003-1 26. Bases para la evaluación de vulnerabilidad sísmica de monumentos históricos. Arco toral sin vigas. Arco toral con vigas. - 94 -.

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Referencias

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