dr. miguel Ángel jaimes téllez modificación y/o remodelación del sistema estructural...

Dr. Miguel Ángel Jaimes TéllezDr. Miguel Ángel Jaimes Téllez

Modificación y/o remodelación del sistema estructural

Integración con diseño arquitectónicoReglamentos de construcción

Modificación y/o remodelación del sistema estructural

Integración con diseño arquitectónicoReglamentos de construcción

Arquitectura

Hospitalaria

Uso eficiente de la energíaDiseño de interiores

Ingeniería estructural

Diseño de exteriores

Instalaciones

ConstrucciónOPERATIVIDAD

NORMALOPERATIVIDAD

MAYOR

IntroducciónIntroducción

Concepción del proyecto hospitalario

Arquitectura Ingeniería estructural


Consecuencias

Hospital Juárez de la Ciudad de México. Sismo del 19 de Septiembre de 1985


Consecuencias

Hospital Administrativo de Veteranos. Sismo de San Fernando 1971


Consecuencias

Hospital de Colapso del Quinto Piso, Hospital Municipal de Kobe, 1995


Consecuencias

Cuarto de Operación en el Hospital Kona en Hawaii. Sismo de Hawai, M6.6, 2006


1. Evitar pérdidas de vidas humanas ante cualquier evento sísmico

2. Evitar daños en la estructura y en las componentes de cada construcción, durante sismos de frecuente ocurrencia

3. Evitar que se originen colapsos totales o parciales en las construcciones, que puedan poner en peligro la seguridad de las personas durante sismos muy severos, de ocurrencia extraordinaria

La prioridad del Reglamento de Construcciones está en evitar pérdidas de vidas humanas

Objetivo del Reglamento de ConstruccionesObjetivo del Reglamento de Construcciones

El proceso de Diseño Estructural para hospitales, en general, se lleva a cabo en cuatro pasos:

1. Definición del Sismo de Diseño

0

1

2

3

0 1 2 3 4

T (s)

Ac

ele

rac

ión

(m

/s2 ) HOSPITALES

EDIFICACIONES CONVENCIONALES

+50%

0

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/s2 ) HOSPITALES

EDIFICACIONES CONVENCIONALES

+50%

1N

3N

5N

7N

8N..

Criterios de diseño sismoresistente para hospitales


2. Estructuración adecuada

Simetría

Sencillez

Rigidez y Resistencia en ambas direcciones (X-Y)

Regularidad en PLANTA y ELEVACIÓN



3. Cálculo de la Respuesta Estructural

4. Dimensionamiento y Detallado Estructural



Los nuevos CÓDIGOS y REGLAMENTOS de Diseño Estructural están basados en el “CONTROL DE DESPLAZAMIENTOS”

México

Estados Unidos

Comunidad Europea

Japón

RCDF / CFE

ACI / ASTM /AASHTO

EUROCODE

AIJ

*Los códigos de diseño en ediciones anteriores estaban basados en el cálculo de resistencias



Clasificación de las edificaciones por su importancia operativa:

i. GRUPO A.- Hospitales, Museos, Torres de Telecomunicaciones, Estaciones de bomberos, Estadios, Escuelas, entre otras.

ii. GRUPO B.- Vivienda, Oficinas, Locales comerciales, Hoteles, entre otras.

a. Grupo B1.- edificios con H>30 m

b. Grupo B2.- edificios con H<30 m

Disposiciones generales para hospitales señaladas en el reglamento


¿Por qué se clasifica a un hospital como estructura del grupo “A” en el reglamento de construcciones?

i. Su sobrevivencia y operabilidad son esenciales en caso de desastres, para atender las emergencias que puedan presentarse

ii. Su falla puede causar la pérdida de un número elevado de vidas o un grave daño a la sociedad

Hospital en Sylmar, Sismo de San Fernando M6.7



i. Se requiere intervención de Corresponsables para obtener el registro de manifestación de construcción o la licencia de construcción (ARTÍCULO 36, RCDF)

a. Corresponsable en Seguridad Estructural

b. Corresponsable en Diseño Urbano y Arquitectónico

c. Corresponsable en Instalaciones

*El Corresponsable toma a su cargo la responsabilidad de distintas partes del hospital que inciden en la seguridad del hospital

Implicación del hospital dentro el grupo A



i. Para las construcciones del GRUPO A (HOSPITALES), se debe registrar ante la Delegación una Constancia de Seguridad Estructural.

ii. La CONSTANCIA debe ser renovada cada cinco años o después de un sismo cuando la Administración lo determine (ARTÍCULO 71, RCDF)

Implicación del Hospital dentro del grupo A



i. Se consideran factores de carga más altos para diseño por cargas verticales. Aprox. 10% que en edificaciones convencionales

ii. Coeficientes sísmicos más severos. Aprox. 50% que en edificaciones convencionales

iii. Presiones de viento más altas. Aprox. 50% que en edificaciones convencionales

Implicación del Hospital dentro del grupo A

*Se hace notar que el Reglamento no establece limitación en altura del hospital o sistema constructivo



Las estructuras con posibilidades de supervivencia son aquellas que cumplen con SENCILLEZ y SIMETRÍA

Distribución uniforme de elementos resistentes

Un sistema estructural eficiente debe contar con 3 planos principales de soporte: 2 verticales y 1 horizontal

Configuraciones estructurales adecuadas para hospitales


Plantas Excéntricas y No-Excéntricas

No basta diseñar plantas simétricas, sino que deben ser sencillas para

evitar grandes concentraciones de esfuerzos en esquinas



Primer piso flexible o “débil” Columnas cortas Irregularidades en planta Irregularidad en elevación Separación entre construcciones Losas planas y aligeradas Deficiencia en el desligue de elementos no

estructurales

Principales problemas estructurales en hospitales

Principales problemas estructurales en hospitales

Piso débilSe denomina piso débil cuando existen una discontinuidad significativa de resistencia y rigidez entre la estructura vertical de un piso y el resto de la esta estructura

Esto se presenta cuando:

1. El primer piso es significativamente más alto que los otros niveles.

Problemas estructurales en hospitalesProblemas estructurales en hospitales

Piso débil Consecuencias

Hospital en San Fernando, California. Sismo en el año de 1971, M6.7


Columna cortaLa columna corta, en general, atrae más fuerza horizontal que una columna larga.

Esto se presenta cuando:

1. En hospitales cimentados en un terreno con inclinación.

2. En las columnas de hospitales que soportan los mezanines o pisos que se añaden entre dos pisos regulares.

3. En un hospitales a base de marcos se construye una pared de altura parcial para ajustar alguna ventana


Columna corta Consecuencias


Irregularidad en planta

Las irregularidad de un hospital en planta depende de los requerimientos arquitectónicos que tenga el proyecto, por lo que pueden generar dichas irregularidades problemas de torsión y otros más cuando se someten a acciones sísmicas la estructura.


Irregularidad en elevación

Las irregularidad de un hospital en elevación genera una concentración de masa en alguno de los entrepisos del hospital. Esto provoca que se rompa la configuración de igualdad de distribuciones, por lo que se concentran fuerzas durante un evento sísmico en cierto punto del hospital


Separación entre construcciones

La inadecuada separación entre dos edificios adyacentes, provoca el golpeteo de los mismos durante un sismo

En el reglamento se indica cuales deben ser la separaciones mínimas

s



Consecuencias

Hospital de Administrativo de Veteranos. Sismo de Northridge 1994 (M6.7)


Hospital Port Lyautey. Sismo de 1960


Consecuencias


Losas planas Las losas planas, son losas que se localizan en cada piso que se caracterizan por descansar directamente sobre las columnas.

Las losas planas, presentan los siguientes problemas:

1. Efecto de punzonamiento.

2. Reducción de ductilidad. Esto convierte en elemento frágil a las losas planas provocando problemas de agrietamiento y punzonamiento que pueden llevar al colapso del edificio, creando un efecto domino o tipo sándwich.

*El Reglamento castiga a este sistema estructural, por lo que es prácticamente imposible con requisitos de desplazamientos laterales, a menos que se recurra a rigidizarlos


Losas planas Consecuencias

Hospital Juárez de la Ciudad de México. Sismo del 19 de Septiembre de 1985


Aspectos físicos de falla: Resumen de algunos efectos a simple vista.

Aspectos físicos de falla: Resumen de algunos efectos a simple vista.

Hundimientos2% de daños en 1985

Sobrepeso9% de daños en 1985Cambio de uso

Otras características estructuralesOtras características estructurales

Daños previos, reparación y refuerzo5% de daños en 1985


AÑO DE CONSTRUCCIÓN

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

< 1957 57 - 76 > 1976

192

56

82

NÚMERO DE EDIFICIOS

Año de construcciónNo por lo antiguo, sino por el Reglamento con el que se diseñó (... , 1957, 1976, 1987, 2002)


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