informe de PPP

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

INFORME DE PRACTICAS PRE PROFESIONALES ESCALANTE MARIÑO DANIEL FELIPE Código 20091035A

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

INFORME DE PRÁCTICAS PRE PROFESIONALES

TEMA: INVESTIGACIONES CISMID

CENTRO DE PRÁCTICAS:

CENTRO DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES

“CISMID”

ESTUDIANTE: ESCALANTE MARIÑO, DANIEL FELIPE

CÓDIGO: 20091035 A

SEGUIMIENTO: Dr. ZAVALA TOLEDO, CARLOS ALBERTO

TUTOR DE REVISIÓN: MASIAS GUILLEN, JOSE CIPRIANO

Octubre 2014



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INDICE

1. RESUMEN ........................................................................................................................................ 3

2. INTRODUCCION ............................................................................................................................... 4

3. OBJETIVOS ....................................................................................................................................... 4

4. CONTENIDO ..................................................................................................................................... 4

4.1. ENSAYOS DE MUROS DE CONCRETO ARMADO Y DE ALBAÑILERÍA .............................. 4

4.1.1. Objetivos.......................................................................................................................... 4

4.1.2. Preparación del espécimen ............................................................................................. 4

4.1.3. Ensayo ............................................................................................................................. 5

4.1.4. Resultados ....................................................................................................................... 6

4.1.5. Conclusiones .................................................................................................................... 7

4.2. INVESTIGACIÓN DE CIMIENTOS EN SUELOS BLANDO CON RESORTES EN SOFTWARE EN

LA ZONA DE LOMO DE CURVINA ............................................................................................... 8

4.2.1. Objetivos.......................................................................................................................... 8

4.2.2. Localización ..................................................................................................................... 8

4.2.3. Estudios ........................................................................................................................... 9

4.2.4. Modelamiento ............................................................................................................... 10

4.2.5. Resultados ..................................................................................................................... 11

4.2.6. Conclusiones .................................................................................................................. 12

4.3. VULNERABILIDAD SÍSMICA EN LA ZONA DE COMAS ................................................... 13

4.3.1. Objetivos........................................................................................................................ 13

4.3.2. Obtención de datos ....................................................................................................... 13

4.3.3. Resultados ..................................................................................................................... 15

4.3.4. Conclusiones .................................................................................................................. 16

5. CONCLUSIONES FINALES ............................................................................................................... 16



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1. RESUMEN

Para un mejor desarrollo en ámbito profesional en la carrera, la universidad considera muy

importante que el estudiante pre universitario realice sus prácticas en épocas de verano

para un mejor desempeño en el futuro. En este presente informe se resume todo lo

realizado en las prácticas pre profesionales realizadas en el centro peruano japonés de

investigaciones sísmicas y mitigaciones de desastre (CISMID), las cuales consistieron en tres

partes y estos son:

El ensayo de muros.-Promoviendo la investigación en el laboratorio de estructuras del

CISMID se realizan ensayo de muros a escala natural que son anclados a la losa de

ensayo y sometidos fuerzas verticales, que simulan el peso de los pisos superiores, y

fuerzas horizontales que simulan la fuerza del sismo, la variación de la fuerza

horizontal esta relaciona con la distorsión que puede soportar el muro hasta llegar el

colapso. Según la norma de edificaciones la distorsión máxima de entre piso para

concreto armado es de 7 por mil no diferenciando la importancia de la estructura ya

que cada una tiene diferente comportamiento y desempeño.

Investigación de cimientos en suelos blandos con resortes en software en la zona de

Lomo de Curvina de Villa el Salvador.-Consiste en la simulación del esfuerzo del suelo

por medio de resorte que soportan las estructuras, el modelamiento se realizó con el

programa etabs y se optimizo la sección de la cimentacion siguiendo los criterios de

esfuerzos admisibles y deformación máxima del terreno.

Vulnerabilidad sísmica en el distrito de Comas.-La primera etapa consistió en zonificar

el distrito en aquellos lugares donde posiblemente sean más vulnerables frente a un

posible sismo. La segunda etapa fue de correlacionar parámetros que relacionen la

resistencia del concreto con ensayos destructivos y no destructivos. Para ello se fue a

campo se hizo la prueba de esclerometria y luego extrajo muestras con una maquina

diamantina que luego se haría la prueba del ultrasonido y se posteriormente se

ensayarían en el laboratorio.



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2. INTRODUCCION

El laboratorio del centro peruano-japonés de investigaciones sísmicas y mitigaciones de

desastres-CISMID tiene como fin de investigar, informar, orientar y minimizar los posibles

desastres sísmicos que pudieran ocurrir en el Perú. El laboratorio de estructuras del CISMID

me abrió las puertas para realizar estas prácticas pre profesionales y presentar el siguiente

informe con el fin de introducirnos en el ámbito ingenieril apoyando a la investigación y a las

poblaciones que necesitan información acerca de las construcciones que se autorealizan

pudiendo minimizar desastres frente a futuros eventos sísmicos.

3. OBJETIVOS

Investigar nuevas formas de construcción que pudieran soportar sismos severos y

publicarlos.

Informar y orientar a la población los lugares más seguros frente a futuros eventos

sísmicos.

Conocer los lugares de evacuación frente a eventos sísmicos.

4. CONTENIDO

4.1. ENSAYOS DE MUROS DE CONCRETO ARMADO Y DE ALBAÑILERÍA

Esta investigación fue producto de un convenio realizado entre el CISMID y el estado de

JAPON–SATREPS (science and technology research partnership), bajo la dirección del Dr.

Carlos Zavala Toledo, responsable del laboratorio de estructuras del CISMID, mi función fue

de dibujar, acomodar y encajar el muro en los mecanos utilizando AutoCAD, también

conectar los traductores que miden las deformaciones, y localizar las grietas en los ensayos y

dibujarla en AutoCAD. El tiempo que nos tomó en todo el preparado de un ensayo es casi 2

meses por ello se construyen una serie de modelo las cuales son ensayadas 1 por dos o tres

semanas. En el laboratorio de estructura del CISMID somos un grupo organizado en donde

todos apoyamos en cada ensayo tales como Doctores, ingenieros, bachilleres y personal que

elabora en la institución.

4.1.1. Objetivos

Ver las distorsiones máximas en donde se alcanzan las fisuras o en donde

el muro llega al colapso.

Encontrar las zonas en donde el muro sufre los mayores esfuerzos y

mayores fuerzas cortantes.

4.1.2. Preparación del espécimen

Para el ensayo de muros se elaboraron 2 tipos de secciones, la sección H y la sección I. Los

cuales fueron construidos a escala natural siguiendo los procesos constructivos que la

normativa exige.



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Para el muro de concreto armado la resistencia de concreto fue de f’c =210 kg/cm2

con acero corrugado de fy =4200 kg/cm2.

Para el caso de muro de albañilería se utilizó unidad de albañilería del tipo king Kong

de 18 huecos que tenía un f’m=35 kg/cm2 con mortero de 1:5, con columnas de

confinamientos. En el caso de los ladrillo se hicieron los ensayos pertinentes para

hallar sus propiedades.

Una vez construidos los muros estos se trasladan al muro de reacción y a la losa de carga

luego se montaran los mecanos para fijar el espécimen y se procede a conectan los

transductores de posición y desplazamientos, galgas extensometricas (strain gauges) y

los actuadores y las gatas hidráulicas.

4.1.3. Ensayo

Para el ensayo se utilizó mecanos de acero que ayudaron a sostener el espécimen mientras

se aplicara la carga. El ensayo consiste en aplicar fuerzas cíclicamente mediante unas gatas

hidráulicas, estas fuerzas eran cargas y/o descarga de tal forma que formaran las curvas de

histerética que servirán para hallar su comportamiento. En estos muros se aplicó cargas

verticales que simulabas el peso para un edificio de 5 pisos. El espécimen tiene un ancho de

2.20m y de alto 2.40m con un espesor de 10cm y una viga de 30cm por 30cm.

Fig 01. Se observa en la figura la forma de colocación de un muro de sección “I”en la zona de ensayo.

(Figura izquierda una vista de perfil, figura derecha una vista frontal).



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Fig 02. Se observa en la figura la vista en planta del espécimen a mecanos listos para el ensayo.

4.1.4. Resultados

A continuación se mostraran los sietes ciclos que se utilizaron en el ensayo con su respectiva

distorsión, en donde se observara los desplazamientos verticales y horizontales en los

distintos puntos señalados en el ensayo.



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En los siguientes gráficos se observa las diferentes grietas formadas en cada distorsión

señalados anteriormente.

Fig 03. Mapeo de grietas en el muro de sección “I” para los diferentes ciclos.

4.1.5. Conclusiones

La distribución de las cargas horizontales a los muros de corte, se investigó a base de un modelo tridimensional de elementos finitos, donde se introdujo el comportamiento no lineal de la mampostería. Estoy especímenes fueron modelados por un programa y luego ensayados verificando los comportamientos. Estos ensayos se ejecutaron para simular comportamientos para edificios de 4 y 5 pisos.

La orientación de la carga horizontal se investigó solamente en la dirección del alma del muro y se le aplicó en dirección positiva y negativa con diferentes niveles de carga la cual se podría decir que llego al colapso con un drift de 1/200 a 1/150.

Según la norma sismo resistente E-030 la distorsión máxima para concreto armando

es de 7 por mil y para albañilería es de 5 por mil. Lo que podemos observar es que

cumple con la norma por los agrietamientos que se forma con la máxima distorsión

de 1/150.

Los gráficos anteriores que se muestran se observa fisuras las cuales pueden ser

reforzadas para aumentar su rigidez o caso contrario su flexibilidad.

Los que más aprendí de estos ensayos fue el grado de desempeño sísmico que cada

estructura tiene, como llevar las fuerzas sísmicas a un ensayo de un muro y como

llevar las respuestas a un modelo.



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4.2. INVESTIGACIÓN DE CIMIENTOS EN SUELOS BLANDO CON RESORTES EN

SOFTWARE EN LA ZONA DE LOMO DE CURVINA

El estudio fue encargado por el Dr. Carlos Zavala Toledo es un estudio de verificación con

resultados ya obtenidos por el doctor. La participación en la investigación fue personalizada

por el doctor siguiendo algunos criterios resueltos. El tiempo de investigación fue de

aproximadamente de un mes ayudando en otros proyectos a la vez.

4.2.1. Objetivos

Simula el esfuerzo del terreno por medio de resortes.

Obtener las secciones óptimas para la cimentación para edificaciones típicas de la

zona.

4.2.2. Localización

La zona de estudio se localiza el departamento de Lima, distrito de villa el salvador en la

localidad llamada lomo de Curvina que cuenta con una población de 8 mil habitantes

aproximadamente, es una localidad cercana al mar y por ende su suelos de cimentacion es

de arena suelta con un esfuerzo de aproximadamente 1 kg/cm2 y un coeficiente de balasto

de 1.3 kg/cm3.

Fig 04. . Localización de la zona en estudio (figura izquierda), Leyenda de la zona de estudio (figura

derecha).

La zona se caracteriza por tener un suelo arenoso bastante flexible y para hacer el análisis de

la cimentacion se modelo el suelo con resorte utilizando el programa etabs en donde la

máxima deformación para que la estructura no sufra daño es de 1” (2.54 cm), también se

tomó como restricción el esfuerzo máximo admisible que el suelo arenoso tiene que fue de 1

kg/cm2 con un factor de seguridad de 2. En el caso de la cimentacion se consideró un

cimiento corrido con concreto ciclópeo que tiene una resistencia de 100 kg/cm2.



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4.2.3. Estudios

Coeficiente de balasto.-Es la rigidez que presenta el suelo frente a una carga, la obtención

de este coeficiente se realiza por una placa de cuadrada de 30 centímetro de lado la cual es

cargada por una fuerza controlada en donde se mide la deformación, y para poder aplicar

este coeficiente a una cimentacion de un diferentes dimensiones se aplica las

aproximaciones de Terzaghi (1955).

Fig 05. Representación gráfica de un ensayo de plato de carga.

………………coeficiente de balasto obtenidas de para una placa de 30x30 cm

…….. Coeficiente balasto para una sección cuadrada

…….. Coeficiente de balasto para una sección rectangular

El coeficiente de balasto considerado para el suelo de lomo de Curvina arena fina de playa

(1.0-1.5) la cual se consideró de 1.3 kg/cm3 y el coeficiente de balasto rectangular

considerado fue de 36.3 kg/cm2 en un cimento corrido de ancho de 60cm.

Terzaghi y peck (1948), estudiaron y crearon para cimentaciones superficiales presentan una

tabla donde relacionan asentamientos reales y experimentales, con ancho real y un ancho

también experimental, en donde se obtienen para un ancho de 60cm un asentamiento de 1”

aproximadamente.



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Para el análisis se introdujo el espectro de la norma E-030 con los siguientes parámetros

Espectro de diseño para un sismo leve.

Factor de zona 0.4

Condición geotécnica S4=1.6 y tp=0.9

Categoría de edificación igual a 1

Sistema estructural R=3

Factor de amplificación sísmica C=2.5xTp/T

Factor para sismo leve k=4

4.2.4. Modelamiento

Para el modelamiento se tomó como ejemplo a dos edificaciones típicas de la zona.

El 1°modelo:

Primera planta con muros de albañilería y con techo de concreto armado.

Segunda planta con muros de albañilería y con techo de concreto armado.

El 2° modelo:

Primera planta con muros de albañilería y con techo de concreto armado.

Segunda planta con pared de madera y techo ligero de madera.

Fig 06. la primera figura muestra la primera forma de modo del primer modelo y en la

segunda figura muesta la setima forma de modo del segundo modelo.



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4.2.5. Resultados

Cuadro de esfuerzo admisible y factor seguridad del terreno

Cuadro de resultados

En los siguientes cuadros se muestra la variación de los ancho de cimentacion en donde

varía desde 30 cm hasta 80cm, las cuales también varían los peraltes de la cimentacion que

va desde 40cm hasta 80cm.

También muestras las máximas reacciones verticales admisibles de los resortes, el área

efectiva de cada resorte, su respectivo esfuerzo admisible, el factor de seguridad y la

verificación correspondiente. Donde se observa que para un ancho de 60 cm todos verifican

el esfuerzo del terreno y por proceso constructivo se vio que la sección optima de la

cimentacion es de 60cm de ancho con 60 cm de peralte ya que no sería una cimentacion con

esfuerzos ajustados al colapso ni cimentaciones sobredimensionados.

Fig 07. Se muestra en la figura la máxima carga axial de los resortes versus el ancho de la base de la

cimentacion, también la variación del peralte.

Esfuerzo de suelo 1 kg/cm2

F.S 2

Esfuerzo de falla 2 kg/cm2

K (Balasto) 1.3 kg/cm3



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Fig 8. Se muestra en la figura los asentamientos producidos del primer modelo para los diferentes

secciones, se observa que ninguno sobre pasa los 2.54 cm de deformación máxima considerado.

4.2.6. Conclusiones

Los resultados muestran que la sección óptima es de 60cm de ancho y 60cm de

peralte para el primer modelo ya que todas las secciones cumplen con el

asentamiento.

Si aumentamos el ancho y el peralte la cimentacion se pones más pesa y eso

ocasiones más deformación por ello se varió las dos variables para obtener un

sección óptima.

Se escogió estas dos estructuras ya que para familias de 6 personas convendría tener

casas de dos niveles y para las casas de tres niveles estarías muy susceptible a fallas

diferenciales los que conlleva a fallas estructurales.

Lo que aprendí de esta investigación es utilizar todas las herramientas que tenemos a

la mano para poder resolver problemas de diferentes formas.

Aprendí a crear curvas para cada parámetro y así poder llegar a puntos óptimos.



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4.3. VULNERABILIDAD SÍSMICA EN LA ZONA DE COMAS

En este proyecto fue realizado por un convenio realizado entre el CISMID y el ministerio de

vivienda construcción y saneamiento en cooperación con el distrito de Comas, este proyecto

está bajo el cargo del director del CISMID Dr. Miguel Estrada Mendoza, en conjunto con las

áreas de estructuras, geotecnia y planeamiento. El proyecto duro aproximadamente 6 meses

en cuales estuve en las salidas de recolección de datos y algunos trabajos de gabinete.

4.3.1. Objetivos

Distinguir las zonas más propensas a colapso o daños sísmicos frente a un posible

sismo.

Crear curvas que sirvan como bases para equipos que miden la calidad del concreto

para ensayos no destructivo.

4.3.2. Obtención de datos

La primera salida consistió en levantamiento de Información, recorriendo por todo el

distrito de comas recolectando datos que luego de un proceso se obtendrá un mapa

de lugares vulnerables a sismo.

Datos de obtención:

El código de la casa representativa de la manzana (#pisos, material predominante,

uso, sistema estructural, y estado de conservación)

El tipo de cimentacion (humedad, asentamientos)

El tipo de cubertura (ligero, concreto armado o aligerado)

El tipo de fisura (indica si el elemento estructural presenta fisuras verticales

horizontales o diagonales)

El tipo de albañilería ( artesanal, industrial, pandereta, King Kong 18 huecos)

Foto representativa de la manzana.

Fig 9. Foto representativa de la manzana 03MVMB (Casas de 03 pisos, material predomínate es

Mampostería, Vivienda, el sistema estructural es Mampostería y en Buen estado de conservación)



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La segunda salida consistió obtener datos estructurales de las construcciones más

representativas de la zona alta de la localidad de Fernando Belaunde, esta zona se

eligió para hacer este estudio y elaborar curvas en donde relacionemos la resistencia

de concreto entre los datos los ensayos diamantinos y el ensayo de esclorometria.

Los datos recolectados en la salida a campo fueron los siguientes:

Obtención de muestras diamantinas de concreto de los elementos estructurales.

Ensayo de esclerometia con el martillo de Schmidt.

Verificación de los diámetros acero de refuerzo de los elementos estructurales.

Ensayo de carbonatación.

Distribución de las columnas y muros de albañilería.

Fig 10. En la figura izquierdas se muestra la extracción diamantina de concreto (Ensayo destructivo) y

en la derecha se observa el ensayo de esclerometria (Ensayo no destructivo).



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4.3.3. Resultados

A continuación se muestra los resultados del ensayo de esclerometria que se realizaron en

los elementos estructurales (columnas, muros de corte y/o vigas),

Fig 11. Resultados del ensayo de una muestra con el esclerómetro. Con 10 golpes nos da un valor de

energía de 50.1Q y transformado a resistencia nos da 269 kg/cm2 con una desviación estándar de 23

kg/cm2 (ASTM-C805).

Fig 12. Curva exponencial que relaciona la energía del esclerómetro con la resistencia a la

compresión del concreto la cual viene incorporada en el sistema del equipo.

En estos momentos se tienen los especímenes extraídos (cilindros extraídos con la maquina

diamantina) estos especímenes se les hará la prueba de ultrasonido y posteriormente se le

enyesara en una máquina de compresión dando resultados que será correlacionados

posteriormente por medios de curva exponenciales o logarítmica.



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4.3.4. Conclusiones

Los datos obtenidos en estas salidas sirven de parámetro de comparación entre un

método exacto (extracciones diamantinas) y un método referido (esclerómetro) a fin

de controlar el error y poder calibrar los instrumentos.

Los pobladores y autoridades conocerán las zonas donde las viviendas tengan

problemas estructurales y apoyarles con reforzamientos estructurales.

Debemos conocer las diferentes formas de obtener datos, las diferentes

herramientas y equipos que nos pueden ayudar a obtener mejores resultados y con

un menor tiempo.

5. CONCLUSIONES FINALES

Crear conciencia que la auto-construcción podrían ser más vulnerables al colapso de

sus viviendas y generar pérdidas humanas.

La mayoría de los pueblos jóvenes son asentados sobre terrenos que no son actos

para construcciones por ello las autoridades deben de alertar y reubicar en terrenos

estables.

Las autoridades municipales deben formar convenios con centro de investigaciones

para hacer estudios de vulnerabilidad en todas sus zonas y según el caso orientarlos

de los peligros latentes frente a un sismo.

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