Obtención de espectros de respuesta de piso en edificios hospitalarios de concreto armado con disipadores viscosos en Lima para proponer el diseño de fuerzas de anclaje de elementos no estructurales y contenidos

Abstract

Los componentes no estructurales (CNE) representan más del 50% del costo total de una edificación, correspondiente a un hospital. Un estudio realizado por Miranda y Taghavi (2003) menciona que está comprobado que durante un sismo los CNE son más susceptibles a sufrir daño (por desplazamientos bruscos y vuelcos), que los elementos estructurales. Ahí, la importancia de no sólo proteger la parte estructural, sino también a los elementos internos y cerramientos de la estructura. De este modo, se puede garantizar la evacuación a tiempo de los ocupantes, se minimiza los costos de reparación, se reduce el número de víctimas e incluso es menos probable dejar fuera de servicio a los hospitales. Con base a lo comentado se plantea un método procedimental sobre la aplicación de espectros de respuesta de piso a 5 CNE, mediante el análisis FNA de 8 prototipos (2 estructuras convencionales y 6 amortiguadas con FVD, de 3 y 6 pisos) sometidos a 11 terremotos. De estos análisis se obtuvo, para los modelos amortiguados de 3 y 6 niveles, una reducción de las aceleraciones y distorsiones angulares hasta en un 71% y 70%, respectivamente. Asimismo, los espectros de respuesta de piso revelaron que los FVD fueron más efectivos en la reducción de las aceleraciones entre los periodos 0.125s a 0.75s y 0.25s a 1s en las estructuras de 3 y 6 pisos, en ese orden. En cuanto a las fuerzas, se notó que su reducción se intensificó con el incremento de la altura, siendo más significativa en niveles superiores.

Non-structural components (NSC) represent more than 50% of the total cost of a building, corresponding to a hospital. A study by Miranda and Taghavi (2003) mentions that it has been proven that during an earthquake, NSCs are more susceptible to damage (due to sudden displacements and overturning) than structural elements. Hence, the importance of not only protecting the structural part, but also the internal elements and enclosures of the structure. In this way, the timely evacuation of the occupants can be guaranteed, repair costs are minimized, the number of victims is reduced, and hospitals are less likely to be put out of service. Based on the above, a procedural method is proposed on the application of floor response spectra to 5 CNE, through the FNA analysis of 8 prototypes (2 conventional structures and 6 damped with FVD, of 3 and 6 floors) subjected to 11 earthquakes. From these analyses, a reduction of accelerations and angular distortions of up to 71% and 70%, respectively, was obtained for the 3- and 6-story damped models. Likewise, the floor response spectra revealed that the FVDs were most effective in reducing the accelerations between periods 0.125s to 0.75s and 0.25s to 1s for the 3 and 6-story structures, in that order. As for the forces, it was noted that their reduction intensified with increasing height, being more significant at higher levels.