Comportamiento Sísmico de Elementos Estructurales en Adobe y Tapia Pisada con Reforzamiento Sísmico

Detalles del Proyecto

  • Cliente

    Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica AIS
    Ministerio de Cultura – Dirección de Patrimonio
    Instituto Distrital de Patrimonio Cultural IDPC

  • Año Inicio
    2015
  • Año Fin
    2016
Grupo de Trabajo 

Director Técnico

  • Luis Eduardo Yamin
  • Juan Carlos Reyes

Investigadores

  • Juan Sebastián Echeverry – Ingeniero coordinador
  • Juan David Sandoval – Ingeniero de proyecto
  • Cristian David González – Ingeniero de proyecto
  • Santiago Rivero – Asesor
  • Oscar Becerra – Asesor

Descripción

La Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica AIS y la Universidad de los Andes desarrollaron este estudio para llevar a cabo un programa experimental que permita caracterizar el comportamiento sísmico de construcciones de adobe y tapia pisada representativas de la ciudad de Bogotá. Este programa experimental incluyó ensayos de caracterización de materiales, modelaciones numéricas, cuatro ensayos cíclicos de especímenes de 7 m de largo por 3.45 m de altura construidos con adobe y tapia pisada sin y con reforzamiento sísmico, y ensayos en mesa vibratoria de doce especímenes de 3.45 m de altura y 60 cm de espesor que representan zonas críticas de una edificación de tierra. De estos últimos especímenes, dos no tienen refuerzo y los restantes son reforzados. Las medidas de rehabilitación planteadas incluyen reforzamiento con elementos confinantes, mallas, zunchos y tensores verticales. Los resultados de la investigación permiten establecer las ventajas y desventajas de cada uno de los sistemas de rehabilitación estudiados y plantear recomendaciones con respecto a su diseño e implementación.

Objetivos

El objetivo principal del proyecto consiste en diseñar, ejecutar e interpretar un conjunto de ensayos experimentales en materiales y componentes críticos de estructuras construidos en adobe y tapia pisada y sometidos a algún esquema de reforzamiento sísmico reconocido y aceptado con el fin de generar la información técnica necesaria para una adecuada caracterización de su comportamiento ante cargas sísmicas. 

El Problema

Aproximadamente una quinta parte de la población mundial y alrededor de 35 millones de personas en América del Sur habitan en construcciones de tierra y específicamente en viviendas construidas en adobe y tapia pisada. Estas construcciones presentan, en general, una alta vulnerabilidad sísmica; la cual ha sido evidente en sismos ocurridos en los últimos 50 años alrededor del mundo. Adicionalmente, existen un gran número de edificaciones históricas y culturales construidas en tierra y ubicadas en zonas de alta sismicidad. A pesar del alto riesgo sísmico y la importancia económica, social y cultural que tienen las construcciones en tierra, el conocimiento actual acerca de las propiedades de estas construcciones y su reforzamiento es limitado.

Considerando el riesgo que presentan este tipo de edificaciones sumado al interés del gobierno colombiano para preservar las construcciones históricas y con esto el patrimonio cultural de la nación, la Dirección de Patrimonio del Ministerio de Cultura y el Instituto Distrital de Patrimonio Cultural dispusieron a través de la Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica (AIS) recursos económicos para adelantar investigaciones tendientes a evaluar de forma global la vulnerabilidad sísmica de este tipo de construcciones y establecer medidas de rehabilitación que sean técnica, funcional, estética y económicamente viables para la preservación del patrimonio histórico.

La solución

Se llevó a cabo una caracterización general del material de tierra de los adobes, el mortero de pega y la tierra para tapia pisada. Se desarrollaron modelos computacionales de edificaciones de tierra con tipologías arquitectónicas representativas de bienes de interés cultural del ámbito nacional, con el fin de definir zonas críticas de este tipo de construcciones.

También se llevaron a cabo los diseños, ejecución e interpretación de ensayos experimentales a escala 1:1 de modelos de muros con aberturas o esquinas ante acciones cíclicas y dinámicas, y considerando la presencia de diferentes técnicas de reforzamiento sísmico propuestas, para evaluar su comportamiento general y validar su efectividad.

Los resultados de estas investigaciones permitieron establecer las ventajas y desventajas de cada uno de los sistemas de rehabilitación estudiados y el planteamiento de recomendaciones con respecto a su diseño e implementación. Estas recomendaciones fueron incorporadas en el nuevo documento normativo “AIS 610-EP-17 Evaluación e intervención de edificaciones patrimoniales de uno y dos pisos de adobe y tapia pisada”, el cual fue galardonado con el Premio Diodoro Sanchez de 2020 e incluido dentro del alcance del NSR-10 por medio del decreto 2113 de 2019.

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