Comparación de las metodologías: Benedetti Petrini e Hirosawa para el análisis de la vulnerabilidad sísmica del edificio multifamiliar J2-2 de (05) niveles en el conjunto habitacional Monserrate V etapa - Trujillo

Abstract

Las consecuencias más nocivas de un fenómeno físico que afecta a gran escala, es el terremoto, evento que se manifiesta eventualmente en la superficie y que un gran número de edificaciones no se encuentran estructuralmente óptimas. El desarrollo del presente proyecto comprende el estudio de la Vulnerabilidad Sísmica en edificaciones cuya función es albergar a un gran número de familias, es así que, se seleccionó como muestra el edificio Multifamiliar J2-2 de cinco niveles en el conjunto habitacional Monserrate V Etapa en la ciudad de Trujillo, el mismo que, tiene una antigüedad de 25 años y fue ejecutada a cargo de la firma Roaya Contratistas Generales S.A., bajo la supervisión y convocatoria de la Empresa Nacional de Edificaciones (ENACE). Existen diversos métodos de evaluación, de los cuales se optó por los más aplicados a gran escala y en zonas urbanas, con la finalidad de conocer cuál será el más exacto para definir la Vulnerabilidad Sísmica de la edificación en estudio. Los métodos seleccionados son Benedetti – Petrini e Hirosawa. Para evaluar los métodos seleccionados se requiere de información básica de la edificación, como conocer la Resistencia a la Compresión del Concreto y un Estudio de Suelos, que permita definir el tipo de suelo de la zona de estudio, y donde ambos tengan la fecha más próxima a la actualidad. En relación a las medidas y distribución de espacios, se requiere de Planos de Arquitectura y, para conocer las dimensiones y características de los elementos portantes, se deberá disponer de Planos Estructurales. El método Benedetti – Petrini se compone de once parámetros, los que considera aspectos como configuración de planta y elevación, tipo de cimentación, calidad y estado de conservación, entre otros. El cálculo del Indice de Vulnerabilidad (Iv) se desarrolla asignando un valor numérico al coeficiente de calificación Ki, de acuerdo al rango de calificación que corresponde según el material de la edificación, para estructuras de mampostería considera cuatro valores (A, B, C, D) y para concreto armado tres valores (A, B, C,). El valor de Ki se ve afectado por un peso Wi, el cual varía entre 0.25 y 1.50 asignado a cada parámetro. El resultado que brinda el método Benedetti-Petrini es un valor global y califica a la edificación con una Vulnerabilidad Baja hasta una Vulnerabilidad Alta. Al realizar el análisis vii a través de este método, se conoció que el Edificio Multifamiliar J2-2 con un Iv de 106.25 presenta una Vulnerabilidad Media a Baja (B). El método de Hirosawa califica a una estructura como Segura o Insegura de acuerdo a su comportamiento frente a un sismo. La evaluación consiste en verificar la relación que cumplen los índices Is e Iso, donde el primero se enfoca en la resistencia que tiene la edificación por su rigidez, geometría y deterioro, en tanto que, el segundo en la resistencia sísmica requerida de la edificación por su zona, condiciones topográficas y uso. Por ello, si la estructura es diseñada con una resistencia mayor a la solicitada por el sismo (Is > Iso) la edificación se calificaría como segura, caso contrario es insegura. El resultado que proporciona el método de Hirosawa es por cada nivel y en ambas direcciones. Al realizar la evaluación mediante este método, se obtuvo que el Edificio Multifamiliar J2-2 es Inseguro en el nivel 1, 2 y 3 en dirección x e y, pero Seguro en el nivel 4 y 5 en dirección x e y. El Análisis Dinámico Lineal se realizó con la finalidad de determinar cuál de los métodos mencionados anteriormente es el más exacto, mediante el modelamiento estructural empleando el software ETABS 2019. Los resultados obtenidos y analizados mediante este método fueron las derivas, las cuales tienen un valor máximo permitido según el material predominante en la edificación, descrito según la Norma Técnica Peruana E.030, es así que, en nuestro caso la edificación es de Albañilería Confinada y el valor máximo permitido de 0.005. En el análisis del tercer nivel en dirección x el valor es de 0.00449 que representa un 90% del límite del valor máximo permitido, por lo cual el comportamiento sísmico de la edificación estaría muy cercano a fallar. Posterior a la elaboración de las Fichas para la Evaluación de ambos métodos in situ, las mismas que reúnen los datos necesarios y aspectos relevantes para desarrollar cada método, podemos concluir que, no existe una metodología exacta que nos acerque a una realidad totalmente confiable, considerando que los resultados obtenidos difieren uno de otro, y la evaluación no se puede consolidar a fin de calificar la Vulnerabilidad de la estructura. Así mismo, la metodología del Método Benedetti Petrini es la más práctica, pues solicita información de fácil alcance, en su mayoría visual, a comparación del Método de Hirosawa, que requiere de cálculos más elaborados.

The most harmful consequences of a physical phenomenon that affects a large scale is the earthquake, an event that eventually manifests itself on the surface and that a large number of edifications are not structurally optimal. The development of this project includes the study of Seismic Vulnerability in edifications whose function is to shelter a large number of families, thus, it was selected as a sample the Multifamily J2-2 Building with five levels in the Monserrate Housing Complex - V Stage in Trujillo, which is 25 years old and was built by Roaya Contratistas Generales S.A., under the supervision and summons of Empresa Nacional de Edificaciones (ENACE). There are various evaluation methods, they were chosen the most applied on a large scale and in urban areas, in order to know which will be the most accurate to define the Seismic Vulnerability of the building. The methods selected were Benedetti - Petrini and Hirosawa. To evaluate the selected methods, it is required basic information about the building, such as knowing the Compressive Strength of Concrete and a Soil Study, which allows defining the type of soil in the study area, and where both have the closest date to the present. Regarding to the measurements and distribution of spaces, Architecture Plans are required and, to know the dimensions and characteristics of the load-bearing elements, Structural Plans must be available. The Benedetti - Petrini method is made up of eleven parameters, which consider aspects such as plant and elevation configuration, type of foundation, quality and state of conservation, among others. The calculation of the Vulnerability Index (Iv) is developed by assigning a numerical value to the qualification coefficient Ki, according to the qualification range that corresponds depending on the building material, for masonry structures it considers four values (A, B, C, D) and for reinforced concrete three values (A, B, C,). The Ki value is affected by a Wi weight, which varies between 0.25 and 1.50 assigned to each parameter. The result provided by the Benedetti-Petrini method is a global value and qualifies the building from a Low Vulnerability to a High Vulnerability. By performing the analysis through this method, it was known that the J2-2 Multifamily Building with an Iv of 106.25 presents a Medium to Low Vulnerability (B). ix Hirosawa's method qualifies an structure as Safe or Unsafe according to its behavior before an earthquake. The evaluation consists of verifying the relationship that meet the Is and Iso indices, where the first focuses on the resistance of the building due to its rigidity, geometry and deterioration; while the second on the required seismic resistance of the building by its area, topographic conditions and use. Therefore, if the structure is designed with a resistance greater than the requested by the earthquake (Is> Iso), the building would be classified as safe, otherwise it would be unsafe. The result that Hirosawa's method provides is for each level and in both directions. When performing the evaluation using this method, it was found that the J2-2 Multifamily Building is Unsafe on levels 1, 2 and 3 in the x and y direction, but Safe on levels 4 and 5 in the x and y direction. The Linear Dynamic Analysis was carried out in order to determine which of the aforementioned methods is the most accurate, by means of structural modeling using the ETABS 2019 software. The results obtained and analyzed by this method were the drifts, which have a maximum value allowed according to the predominant material in the building, described under the Peruvian Technical Standard E.030, so, in our case, the building is maden of Confined Masonry and the maximum allowed value is 0.005. In the analysis of the third level in the x direction, the value is 0.00449, which represents 90% of the limit of the maximum allowed value, therefore the seismic behavior of the building would be very close to fail. After the preparation of the Sheets for the Evaluation of both methods in situ, the same that gather the necessary data and relevant aspects to develop each method, we can conclude that there is no exact methodology that brings us closer to a totally reliable reality, considering that the results obtained differ from each other, and the evaluation cannot be consolidated in order to qualify the vulnerability of the structure. Likewise, the methodology of the Benedetti Petrini Method is the most practical, since it requests easy-to-reach information, mostly visual, compared to the Hirosawa Method, which requires more elaborate calculations.