Modificación y/o remodelación del sistema estructural

Presentación del tema: "Modificación y/o remodelación del sistema estructural"— Transcripción de la presentación:

1 Modificación y/o remodelación del sistema estructural
Integración con diseño arquitectónico Reglamentos de construcción Dr. Miguel Ángel Jaimes Téllez

2 Introducción Arquitectura Hospitalaria Diseño de interiores
Uso eficiente de la energía Ingeniería estructural Arquitectura Hospitalaria Instalaciones Diseño de exteriores OPERATIVIDAD NORMAL OPERATIVIDAD MAYOR Construcción

3 Concepción del proyecto hospitalario
Introducción Concepción del proyecto hospitalario Arquitectura Ingeniería estructural

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

5 Introducción Consecuencias
Hospital Administrativo de Veteranos. Sismo de San Fernando 1971

6 Introducción Consecuencias
Hospital de Colapso del Quinto Piso, Hospital Municipal de Kobe, 1995

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

8 Objetivo del Reglamento de Construcciones
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

9 Criterios de diseño sismoresistente para hospitales
El proceso de Diseño Estructural para hospitales, en general, se lleva a cabo en cuatro pasos: Definición del Sismo de Diseño 1N 3N 5N 7N 8N..

10 Criterios de diseño sismoresistente para hospitales
Estructuración adecuada Simetría Sencillez Rigidez y Resistencia en ambas direcciones (X-Y) Regularidad en PLANTA y ELEVACIÓN

11 Criterios de diseño sismoresistente para hospitales
Cálculo de la Respuesta Estructural Dimensionamiento y Detallado Estructural

12 Criterios de diseño sismoresistente para hospitales
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

13 Disposiciones generales para hospitales señaladas en el reglamento
Clasificación de las edificaciones por su importancia operativa: GRUPO A.- Hospitales, Museos, Torres de Telecomunicaciones, Estaciones de bomberos, Estadios, Escuelas, entre otras. GRUPO B.- Vivienda, Oficinas, Locales comerciales, Hoteles, entre otras. Grupo B1.- edificios con H>30 m Grupo B2.- edificios con H<30 m

14 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? Su sobrevivencia y operabilidad son esenciales en caso de desastres, para atender las emergencias que puedan presentarse Hospital en Sylmar, Sismo de San Fernando M6.7 Su falla puede causar la pérdida de un número elevado de vidas o un grave daño a la sociedad

15 Disposiciones generales para hospitales señaladas en el reglamento
Implicación del hospital dentro el grupo A 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

16 Disposiciones generales para hospitales señaladas en el reglamento
Implicación del Hospital dentro del grupo A Para las construcciones del GRUPO A (HOSPITALES), se debe registrar ante la Delegación una Constancia de Seguridad Estructural. La CONSTANCIA debe ser renovada cada cinco años o después de un sismo cuando la Administración lo determine (ARTÍCULO 71, RCDF)

17 Disposiciones generales para hospitales señaladas en el reglamento
Implicación del Hospital dentro del grupo A Se consideran factores de carga más altos para diseño por cargas verticales. Aprox. 10% que en edificaciones convencionales Coeficientes sísmicos más severos. Aprox. 50% que en edificaciones convencionales Presiones de viento más altas. Aprox. 50% que en edificaciones convencionales *Se hace notar que el Reglamento no establece limitación en altura del hospital o sistema constructivo

18 Configuraciones estructurales adecuadas para hospitales
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

19 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

20 Principales problemas estructurales en hospitales
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

21 Problemas estructurales en hospitales
Piso débil Se 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: El primer piso es significativamente más alto que los otros niveles.

22 Problemas estructurales en hospitales
Piso débil Consecuencias Hospital en San Fernando, California. Sismo en el año de 1971, M6.7

23 Problemas estructurales en hospitales
La columna corta, en general, atrae más fuerza horizontal que una columna larga. Columna corta Esto se presenta cuando: En hospitales cimentados en un terreno con inclinación. En las columnas de hospitales que soportan los mezanines o pisos que se añaden entre dos pisos regulares. En un hospitales a base de marcos se construye una pared de altura parcial para ajustar alguna ventana

24 Problemas estructurales en hospitales
Columna corta Consecuencias

25 Problemas estructurales en hospitales
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.

26 Problemas estructurales en hospitales
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

27 Problemas estructurales en hospitales
Separación entre construcciones La inadecuada separación entre dos edificios adyacentes, provoca el golpeteo de los mismos durante un sismo s En el reglamento se indica cuales deben ser la separaciones mínimas

28 Problemas estructurales en hospitales
Separación entre construcciones Consecuencias Hospital de Administrativo de Veteranos. Sismo de Northridge 1994 (M6.7)

29 Problemas estructurales en hospitales
Separación entre construcciones Consecuencias Hospital Port Lyautey. Sismo de 1960

30 Problemas estructurales en hospitales
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: Efecto de punzonamiento. 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

31 Problemas estructurales en hospitales
Losas planas Consecuencias Hospital Juárez de la Ciudad de México. Sismo del 19 de Septiembre de 1985

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

33 Otras características estructurales
Hundimientos 2% de daños en 1985 Sobrepeso 9% de daños en 1985 Cambio de uso

34 Otras características estructurales
Daños previos, reparación y refuerzo 5% de daños en 1985

35 Otras características estructurales
Año de construcción No por lo antiguo, sino por el Reglamento con el que se diseñó (... , 1957, 1976, 1987, 2002) AÑO DE CONSTRUCCIÓN 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 < 1957 > 1976 192 56 82 NÚMERO DE EDIFICIOS