Determinación del indice de juicio estructural ISO para el método de evaluación de la vulnerabilidad sísmica de Hirosawa

Abstract

Hay una necesidad creciente de evaluar la seguridad sísmica de las estructuras de edificios (hospitales), ya que se han diseñado con reglamentos que no consideran la acción sísmica en muchos casos y como consecuencia han sido dañados en temblores previos. Sin embargo, no se ha establecido todavía ningún procedimiento sistemático, debido a la corta historia de la investigación de esta materia. En lo que se refiere a edificaciones la mayoría de los países han adoptado normas de diseño basados en conceptos de diseño último y en el comportamiento dinámico y la seguridad estructural de los edificios está regida principalmente por los sismos. Si bien resulta antieconómico e imposible diseñar una estructura para resistir sismos severos, solo por su resistencia y sin daños; es esperado que los edificios con una adecuada resistencia y una gran ductilidad puedan sobrevivir a sismos severos. El presente estudio tiene la finalidad de determinar el índice de Juicio Estructural Iso para el Método de Evaluación de la Vulnerabilidad Sísmica de Hirosawa. Con el fin de evaluar la vulnerabilidad sísmica de edificios, en el caso específico de Hospitales, se ha considerado el cálculo de esta a partir del índice estructural de Hirosawa (1992) de segundo orden, que puede situarse como un método capaz de predecir riesgo y tono del edificio y que fue calibrado basado en la experiencia japonesa frente a los eventos sísmicos. Después del sismo de Tokachi – Oki de 1968. Este método ha sido adoptado por el Ministerio de Construcción de Japón en la evaluación de la seguridad sísmica de edificios de concreto reforzado, por este motivo se pretende calibrar este método haciéndolo compatible con las exigencias con las normas sismorresistentes en el Perú. Para este estudio nos basaremos en el edificio (Sector I) del Hospital Daniel Alcides Carrión del Callao. Entre los sismos más severos que han afectado esta edificación en el presente siglo, se puede mencionar los sismos de 1940 (mayo 24), de 1966 (octubre 17) (Grado VIII M.M.) y el de 1974 (Octubre 03) (Grado VII-IX). Particularmente éste último sismo produjo daños importantes en las edificaciones del Hospital en el Sector San Juan. A consecuencias del sismo del 03 de octubre de 1974, todos los niveles del Sector I (nuestro estudio), II y V del Sector San Juan sufrieron daños (fisuras, grietas, desprendimientos, etc.) en la tabiquería. Estos daños se concentraron principalmente en el segundo y tercer nivel en el eje central longitudinal y luego se propagaron en menor escala hacia los niveles superiores. La placa tol ascensor sufrió también desprendimiento de mayólica y un carril tol ascensor se desalineó. Los sectores II, IV y VI del Sector San Juan sufrieron también algunos daños. En el año 1988, se desarrolló un proyecto estructural de reforzamiento que se llevó ejecución en la década del 80 con el criterio de proporcionar a las estructuras dañadas suficiente capacidad para soportar sismos severos con un comportamiento según el reglamento vigente y limitar deformaciones excesivas y, por tanto, daños en la tabiquería. La solución de reforzamiento fue el colocar placas de concreto armado en ambos sentidos de las edificaciones. Una consideración de ubicación de las placas nuevas fue de no introducir esfuerzos adicionales notables por torsión, tratando en lo posible de no alterar la arquitectura y funcionalidad en cada uno de los sectores considerados. Se pretende realizar el análisis basado en la máxima respuesta espectral del sismo del 03 de octubre 1974, este método estará apoyado por un análisis dinámico del sistema estructural, mediante la generación de un modelo matemático usando el programa Etabs, considerando además un mecanismo de falla tipo panel (para edificios aporticados). Se interrelacionará los cortantes del modelo matemático del edificio (Sector I), obtenidas mediante el programa PCACOL V.2.3, con los cortantes obtenidos mediante el análisis de capacidad última de la estructura (considerados como la resistencia de la estructura) y los cortantes obtenidos basados en el análisis de la máxima respuesta espectral del sismo del 03 de octubre 1974 de la estructura (considerados como demanda) y Variando los niveles de sismo hasta llegar a una igualdad. En este momento se considera que nos encontramos en un estado intermedio justo en el límite de la resistencia de la edificación, punto donde debemos calcular el índice de juicio estructural Iso, el cual será considerado como Umbral, además este deberá ser un valor similar al previamente establecido entre una comparación de la Norma Sismo Resistente del Perú y la Norma Sismo Resistente del Japón.