Diseño estructural de un módulo de hospital de concreto armado con aisladores sísmicos

Abstract

Las estructuras esenciales, como los hospitales, deben mantener niveles de operatividad que permitan la atención inmediata a la población tras un sismo raro. Lineamientos como SEAOC y FEMA recomiendan este desempeño para asegurar la continuidad del servicio. En concordancia con ello, la Norma E.031 (Aislamiento Sísmico) exige el uso de sistemas de aislamiento en edificaciones esenciales ubicadas en zonas sísmicas 3 y 4. El proyecto consiste en el diseño estructural de un módulo hospitalario de concreto armado con aislamiento sísmico, ubicado en Zona Sísmica 3 (Chupaca – Junín). Se realizó una revisión normativa para definir los criterios de diseño y las propiedades del sistema de aislamiento. Posteriormente, se efectuó el predimensionamiento de los elementos estructurales y el modelado analítico considerando las cargas establecidas en la Norma E.020. Se realizó el modelo del edificio con base fija para estimar las propiedades lineales del sistema de aislamiento. Luego, se determinaron sus propiedades no lineales y los límites superiores e inferiores establecidos por la normativa. Con esta información se desarrolló el modelo tridimensional aislado mediante elementos link, y se llevó a cabo un análisis tiempohistoria utilizando 7 registros espectro compatibles. Se verificaron derivas máximas, aceleraciones, desplazamientos, fuerza restitutiva y carga vertical mínima en los aisladores. Del análisis no lineal se obtuvieron la rigidez y el amortiguamiento efectivos, los cuales se emplearon en un análisis espectral definitivo para el diseño de los elementos de la subestructura y superestructura. Finalmente, se diseñaron los elementos de concreto armado y se elaboraron los planos estructurales del proyecto. Los resultados muestran que la edificación presentaría únicamente daño leve en elementos estructurales y no estructurales ante un sismo raro, cumpliendo así con los objetivos de desempeño requeridos para una edificación esencial.