REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL DEL TEATRO … · Instalaci ón de Tijerales Nuevos. Centro Peruano...

Centro Peruano Japonés de Investigaciones Sísmicas y Mitigación de Desastres

Facultad de Ingeniería Civil – Universidad Nacional de Ingeniería

REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL DEL TEATRO

MUNICIPAL DE LIMA

Dr. Carlos ZavalaIng. Jorge GallardoIng. Ricardo Proaño

IX Convención Internacional del ACI - Perú

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Temas a tratar

• El estado del Teatro 1998• Estudio de Vulnerabilidad Estructural• Reforzamiento Estructural• Problemas en la implementación del

refuerzo

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Estado del Teatro 2/8/1998• Luego de una prueba de sonido de un

espectáculo se genera un incendio debido a un corto circuito afectando gravemente al Teatro Municipal de Lima

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Estado del Teatro 2/8/1998

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Estado del Teatro luego del Incendio

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Estado del 5to Nivel y techos

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Convenio EMILIMA - UNI

Mediante convenio entre EMILIMA y la Universidad Nacional de Ingeniería através del Centro Peruano-Japonés de Investigaciones Sísmicas y Mitigación de Desastres CISMID de la Facultad de Ingeniería Civil de la UNI se encargala Evaluación Estructural y Reforzamiento estructural para el Teatro Municipal

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Inicio de Obras

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Sala de Espectadores

45.8

0

27.04

Zon

a F

ront

alde

l Tea

tro

Zon

a de

Pla

tea

y pa

lcos

del

Tea

tro

Hall Principal

Foyer

Platea

Pal

cos

Pal

cos

Orquesta

Cor

redo

r

Cor

redo

r

Fosa de

Ingreso

N

28.0

01

5.60

Escenario

AA

5

4

3

2

1ACDF

1

2

3

4

5

B

F

QQ

B

B

NPT+13.05

NPT+4.81

NPT±0.00

NPT+17.60

NPT-4.20

NIV+22.08

NPT+2.90

NPT+18.90

NPT-2.06

NPT±0.00

NPT+6.10

NPT+10.02

NPT+3.10

NPT+7.23

NPT+12.12

NPT+20.88

NPT+18.27

NPT+15.35

NPT-3.60

NPT-4.63

NIV+22.08

CAFETERIA

PRINCIPAL FOYER

PLATEA

ESCENARIO

FOSA ORQUESTA

HALL

SALÓN PRINCIPAL

NPT+18.70

NIV+10.96

NPT+12.35

HALL

MENSULASDE CONCRETO

ESTRUCTURA METALICADE TECHO

Zona de Plateay palcos del Teatro

Zona Frontaldel Teatro

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Sala de Espectadores

NIV+16.05

NPT-2.00

NIV+22.20

NPT+15.15

NPT+11.55

NPT+7.05

NPT+2.90

NPT+0.00

NTT+17.45

NPT+6.05

NPT+10.00

NPT-0.30

NPT+2.85

PLATEA

CORREDOR

CORREDOR

CORREDOR

CORREDOR

CORREDOR

CORREDOR

NIV+17.60

PALCOS

PALCOS

PALCOS

PALCOS

PALCOS

PALCOS

ESTRUCTURA METALICADE TECHO

PALCODE VIUDAS

PALCODE VIUDAS

PARAPETO EN AZOTEA

4.47

PLACA DE CONCRETO

PLACA DE CONCRETO

DE CONCRETOLOSA EN VOLADO

DE CONCRETOLOSA EN VOLADO

PALCOSPALCOS

MENSULASDE CONCRETO

MENSULASDE CONCRETO

45.8

0

27.04

Zon

a F

ront

alde

l Tea

tro

Zon

a de

Pla

tea

y pa

lcos

del

Tea

tro

Hall Principal

Foyer

Platea

Pal

cos

Pal

cos

Orquesta

Cor

redo

r

Cor

redo

r

Fosa de

Ingreso

N

28.0

01

5.60

Escenario

AA

5

4

3

2

1ACDF

1

2

3

4

5

B

F

QQ

B

B

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Ensayos de Carga

Prueba de carga - Losa 3º Piso

0

1

2

3

4

5

0 0.5 1 1.5 2

Deformacion ( mm )

Incre

men

to d

e c

arg

a Dial 1

Dial 2

Dial 3

Dial 4

Dial 5ººº

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Resistencia de Materiales

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Resistencia de Materiales

Identificación Elemento Ubicación Resistencia ( Kg/cm2 )

D-1 Muro 1º piso 105

D-2 Muro 1º piso 81

D-3 Muro 2º piso 113

D-4 Viga 3º piso 129

D-5 Viga 2º piso 256

D-6 Columna 3º piso 71

D-7 Columna 4º piso 133

D-8 Columna 5° piso 191

D-9 Muro 1º piso 132

D-10 Viga 4º piso 124

Muestras de concreto

0

50

100

150

200

250

300

D-1 D-2 D-3 D-4 D-5 D-6 D-7 D-8 D-9 D-10Muestra

( k

g/c

m2 )

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Medición del Periodo Natural con Microtremor

Nivel Ubicación Punto CH-1 CH-2 CH-315 0.286 0.200 0.059

5 Azotea 14 0.267 0.278 0.059 13 0.286 0.197 0.069

1 0.080 0.030 0.080Volados 4 0.077 0.020 0.091

4 5 0.095 0.200 0.0562 0.063 0.032 0.034

Corredores 3 0.063 0.023 0.0336 0.095 0.032 0.045

Volado 10 0.069 0.034 0.0203 7 0.063 0.028 0.045

Corredor 8 0.056 0.031 0.0209 0.036 0.031 0.033

2 Volados 11 0.033 0.026 0.02512 0.036 0.034 0.021

Periodos (seg)Lugar de la Medición

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Modelo FEM de la Sala de Espectadores

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Propiedades Dinámicas

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Demanda de Desplazamientos Nivel 1

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Demanda de Desplazamientos Nivel 2

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Demanda de Desplazamientos Nivel 3

Distorsión en el limite

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Demanda de Desplazamientos Nivel 4

Distorsión en el limite

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Demanda de Desplazamientos Nivel 5

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Demanda en muros

Esfuerzos de Corte-Muros Perimetrales (Nivel 1)8 kg/cm2 > 5.8 kg/cm2

Requieren reforzamiento

Se colocarán mallas electrosoldadas Q139 (0.15m x 0.15m x F 4.2mm) a los muros perimetrales

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Reforzamiento de Muros

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Reforzamiento en Muros

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Reforzamiento en Muros de Mampostería

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Estado de Columnas

acero de refuerzo de diámetros 19mm y 47mm.

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Estado de Columnas

P ( kN)

Mx (kN-m)

1400

-1000

60-60

(Pmax)

(Pmin)

fs=0.5fy

fs=0

fs=0.5fy

fs=0

P ( kN)

My (kN-m)

1400

-1000

100-100

(Pmax)

(Pmin)

fs=0.5fy

fs=0

fs=0.5fy

fs=0

Diagrama de Interacción P - Mx Diagrama de Interacción P - My

Esfuerzos de Corte-Concreto 120 kg/cm2 Resistencia ϕVn=6 t.- Demandas (Nivel 3 y 4)9.0 t. > 6 t. 8.5 t. > 6 t.Requieren reforzamiento

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Propuesta de Reforzamiento en Columnas

Se han adicionado perfiles de acero (ángulos 2.5” x 2.5” x 3/16”) en las cuatro esquinas de las columnas cuadradas existentes aumentando su capacidad a la flexión de 8.66tn-m a 27tn-m

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Reforzamiento en Columnas

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ReforzamientoDe ColumnasDe Azotea

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Reforzamiento en Columnas

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Reforzamiento en Vigas

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Reemplazo de Tijerales

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Instalación de Tijerales Nuevos

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Tijerales Nuevos

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Estado de Cariátides luego del Incendio

Ensayo en Elementos No estructurales

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ESPECIMEN

0.15 m.

1.2 m.

0.055 m

0.9 m 0.9 m.

0.15 m.

ESCALA 1:2Peso: 350 Kg.

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Espécimen y su Fijación

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Montaje del Espécimen

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Excitaciones Sísmicas

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Aceleración (cm/s/s)

Tiempo (s)

Registro de aceleraciones

Lima 66

Lima 74

0

200

400

600

800

1000

1200

0 1 2 3 4 5

Ace

lera

ció

n (

cm/

s/s)

Periodo (s)

Espectros de Aceleración

Lima 66

Lima 74

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Prototipo vs. Real

Tabla 1. Descripción de los prototipos. Escala 1:2.

17.0Frente-fondo232M-03

19.2Lateralmente233M-02

17.5Frente-fondo232M-01

Frecuencia inicialHz

Posición respecto a dirección del análisis

Pesokgf

Identificación

Tabla 2. Características a escala real de los prototipos.

53960.1181856M-03

69130.1041864M-02

57190.1111856M-01

Rigidez inicialKgf/cm

Periodo inicials

PesoKgf

Identificación

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Ensayo de la Cariátide

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ResultadosTabla 4. Aceleraciones máximas del prototipo M-01.Aceleraciones en cm/s2 (gals).

1854509136665028

1754509131394004

1684504731691985

1268468416412036

91535411437917

540138110421094

387974762417

3021128456402

7112881142

75218

CH-04CH-03CH-02CH-01

ZapataCariátideColumn

aBase

Tabla 5. Aceleraciones máximas del prototipo M-01 a escala real. Aceleraciones en cm/s2 (gals).

927254618332514

877254615702002

84225241584992

63423428211018

4581771719459

270691521547

194487381208

151564228201

35644171

3219

CH-04CH-03CH-02CH-01

ZapataCariátid

eColumn

aBase

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

0 500 1000 1500 2000 2500

Aceleración (g)

Tiempo (s)

Registro de aceleraciones

CH-01

CH-02

CH-03

Figura 14. Registro de aceleraciones del prototipo M-01.Aceleración máxima en la base: 5028 cm/s2.

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Teatro Municipal – 11 de Octubre 2010

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Teatro Municipal de Lima

Cariátides11/10/2010

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Conclusiones

• Se realizó un estudio de las estructuras del Teatro Municipal determinando la necesidad de reforzamientos y reemplazos de elementos.

• La modelación estructural fue una herramienta muy importante en este proceso que produjo una estructura segura donde los desplazamientos por sismo son conservadores y las fuerzas de demanda dan confidencia en el refuerzo.

• El uso de las técnicas de análisis, experimentos y procesos constructivos apropiados muestran una posibilidad de reforzamiento en elementos estructurales de difícil tratamiento arquitectónico.

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SulpaaGracias