Comportamiento sísmico de edificaciones de adobe de un nivel influenciados por la relación de aspecto - Otero Monteza, Danty Alexander (2021)
El adobe es uno de los materiales más antiguos usados en la construcción. Desde su origen hasta la actualidad, se han edificado templos, iglesias, viviendas e incluso hospitales. Su principal ventaja es que es un material hecho de tierra, abundante en el medio en el que vivimos. Edificaciones construidas hace cientos de años, siguen de pie hasta la actualidad, si bien es cierto presentando algunos daños, aún permanecen estables. Por otro lado, se conoce la alta vulnerabilidad que presentan estas edificaciones ante sismos, debido principalmente a la baja resistencia del material. Actualmente, debido al silencio sísmico que presentan muchas ciudades del Perú, se requieren evaluar estructuras existentes de adobe para así, conocer su comportamiento sísmico, y en base a ello, plantear reforzamientos estructurales que busquen reducir su vulnerabilidad. Las edificaciones antiguas o también llamadas históricas, están constituidas por muros de grandes dimensiones, y en general, una dimensión es bastante mayor a las otras dos. Esto dificulta el hecho de llevar a cabo ensayos experimentales en un laboratorio, en donde el tamaño del espécimen y el peso del mismo son una limitante. Por otra parte, se han desarrollado modelos numéricos en elementos finitos aplicables a materiales compuestos como el adobe. Desde modelos que estudian la interacción entre sus partes (unidad-junta), hasta modelos empleados para representar una edificación completa. Sin embargo, actualmente a nivel ingenieril, no es factible aún emplear este tipo de modelos numéricos, debido principalmente al gran esfuerzo computacional que estas demandan. El presente estudio nace por la necesidad de evaluar las edificaciones de adobe del Hospital Nacional Dos de Mayo, que datan de la década de 1870, y que además de guardar un pasado histórico, cumplen una función esencial en la sociedad. Se realizó el ensayo de vibración ambiental a una edificación histórica de adobe perteneciente al Hospital, se elaboró un modelo numérico de la estructura y se estimó las propiedades de los materiales en base a calibraciones. Seguidamente, se estudió la influencia del particular sistema de techo que presentan por lo general las edificaciones históricas, en el comportamiento global de la estructura. Se empleó el modelo de plasticidad y daño del concreto (Concrete damaged plasticity) para estudiar el comportamiento sísmico de cuatro edificaciones de adobe con diferentes relaciones de aspecto, desde muros de 8 m de longitud, hasta 52 m. Se emplearon además tres registros sísmicos peruanos las cuales fueron escalados a un espectro objetivo. Se determinaron los patrones de agrietamiento de las cuatro edificaciones. Además, se observó una clara dependencia del contenido de frecuencias del sismo con la respuesta dinámica de la estructura. Se observó también, la disminución de las capacidades sísmicas de las estructuras a medida que la relación de aspecto disminuye, y en este mismo sentido, el incremento de la vulnerabilidad sísmica. Por último, se establecieron consideraciones importantes para la evaluación sísmica de edificaciones compuestas por muros de bajas relaciones de aspecto y adicionalmente, se propone una metodología complementaría para la detección del daño mediante el análisis modal espectral.