EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO SÍSMICO MEDIANTE UN ANÁLISIS ESTÁTICO NO LINEAL DE UNA EDIFICACIÓN ESENCIAL DESTINADA A SERVICIOS DE SALUD EN LA CIUDAD DE LIMA

Abstract

El propósito de este trabajo de investigación es la evaluación del desempeño sísmico a través de un análisis no lineal de una edificación esencial destinada a servicios de salud en la ciudad de Lima. Esta evaluación no se centra únicamente en prevenir el colapso de la estructura para evitar la pérdida de vidas humanas, como suele ser el enfoque habitual de las normativas, sino que, también tiene en cuenta aspectos relacionados con la funcionalidad de acuerdo con las actividades específicas de su uso, especialmente en el caso de edificios esenciales que deben mantener sus operaciones en todo momento.

La edificación en estudio corresponde a un centro médico de primer nivel de atención según la Norma Técnica de Salud (NTS); esta edificación esencial de 5 niveles presenta un sistema de muros estructurales para las direcciones X e Y, la cual está apoyada sobre una base fija en una zona de alto riesgo sísmico. Para realizar la estructuración, el análisis sísmico y diseño de los elementos estructurales de la edificación se siguieron los criterios estipulados de acuerdo con las normativas vigentes, de Cargas E.020, Diseño sismorresistente E.030 y Concreto Armado E.060.

La evaluación del desempeño sísmico de la estructura se realizó mediante un Análisis Estático no Lineal basado en la aplicación gradual de cargas laterales incrementales “Pushover”. Para determinar el nivel de desempeño se utilizaron dos metodologías: el Método de Espectro de Capacidad y Método de Coeficientes, propuestas por los códigos FEMA 440 del Federal Emergency Management Agency. (FEMA, 2005) y ASCE 41-13 del American Society of Civil Engineers (ASCE, 2014). En la aplicación de estas metodologías se consideran diferentes espectros de demanda basados en los objetivos de desempeño del Comité Vision 2000 y ATC-40 del Applied Technology Council. (1996).

Finalmente, se generó la curva de capacidad y se determinaron los puntos de desempeño para los distintos niveles de amenaza sísmica. Asimismo, se verifico que el desempeño de la edificación esencial fue el esperado para la metodología de espectros de capacidad, mientras que para el método de coeficientes no cumple con el objetivo esperado.

The purpose of this research work is to assess the seismic performance through a nonlinear analysis of an essential healthcare facility in the city of Lima. This evaluation does not solely focus on preventing the structural collapse to avoid loss of human lives, as is often the typical emphasis of regulations. Instead, it also takes into consideration aspects related to functionality according to the specific activities of its use, especially in the case of essential buildings that must always maintain their operations.

The building under study corresponds to a first-level healthcare center according to the Norma Técnica de Salud (NTS); this essential 5-story building presents a system of structural walls in the X and Y directions and is supported on a fixed foundation in a high seismic hazard zone. The structuring, seismic analysis, and design of the structural elements of the building were carried out following the criteria stipulated in accordance with the current standards “Cargas E.020”, “Diseño sismorresistente E.030” and “Concreto Armado E.060”.

The seismic performance assessment of the structure was carried out through a Nonlinear Static Analysis based on the gradual application of incremental lateral loads, known as the “Pushover“ method. Two methodologies were used to determine the performance level: the Capacity Spectrum Method and the Coefficient Method, as proposed by the FEMA 440 and ASCE 41-13 codes. In the application of these methodologies, different demand spectra were considered based on the performance objectives outlined by the Vision 2000 Committee and ATC-40.

Finally, the capacity curve was generated, and performance points were determined for different levels of seismic threat. Likewise, it was verified that the performance of the essential building met the expectations for the capacity spectrum methodology, while for the coefficient method it does not meet the expected objective.