Evaluación del impacto de los aisladores sísmicos elastoméricos en el diseño estructural de un hospital de categoría III-1, María Auxiliadora

Abstract

La presente investigación evalúa el desempeño estructural del Bloque C del Hospital María Auxiliadora frente a cargas sísmicas, comparando una estructura convencional con otra equipada con aisladores sísmicos elastoméricos tipo LBR, con el objetivo de demostrar la mejora en el comportamiento dinámico mediante la implementación de aislamiento sísmico en una edificación esencial ubicada en zona sísmica 4, conforme a la Norma Técnica Peruana E.031. La metodología consistió en modelar y analizar dos escenarios estructurales en el software ETABS: uno sin aislamiento y otro con 44 aisladores ubicados en todos los puntos de apoyo calculando la carga axial por aislador (≈1,080.4 kN) y realizando un análisis modal, espectral y de derivas, considerando combinaciones normativas. Los resultados muestran que el periodo fundamental aumentó de 0.082 s a 0.136 s, la carga sísmica base disminuyó en 46.9 %, y las derivas inter-piso se redujeron significativamente; además, los momentos flectores en la base disminuyeron, evidenciando una menor demanda estructural, lo cual mejora el control de desplazamientos y garantiza una reducción en el nivel de daño estructural y no estructural. Se concluye que la implementación de aisladores sísmicos en edificaciones esenciales permite optimizar su comportamiento ante sismos severos y asegurar su operatividad post-evento, cumpliendo con los objetivos de resiliencia y seguridad estructural.

This research evaluates the structural performance of Block C of the María Auxiliadora Hospital under seismic loads, comparing a conventional structure with another equipped with LBR-type elastomeric seismic isolators. The objective is to demonstrate the improvement in dynamic behavior through the implementation of seismic isolation in an essential building located in Seismic Zone 4, in accordance with the Peruvian Technical StandardE.031. The methodology involved modeling and analyzing two structural scenarios using ETABS software: one without isolation and another with 44 isolators placed at all support points. The axial load per isolator was calculated (≈1,080.4 kN), and a modal, response spectrum, and drift analysis was performed, considering code-compliant load combinations. The results show that the fundamental period increased from 0.082 s to 0.136 s, the base shear was reduced by 46.9%, and interstory drifts were significantly reduced. Furthermore, bending moments at the base decreased, indicating a lower structural demand. This leads to improved displacement control and a reduction in both structural and non-structural damage. It is concluded that the implementation of seismic isolators in essential buildings optimizes their performance during severe earthquakes and ensures post-event operability, meeting the goals of structural safety and resilience.