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close this bookFundamentos para la Mitigación de Desastres en Establecimientos de Salud (OPS; 2004; 168 paginas) [EN] View the PDF document
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open this folder and view contentsAnexo Métodos para la determinación de la vulnerabilidad estructural de hospitales
 
Elementos arquitectónicos

Los elementos arquitectónicos detallados a continuación han resultado ser los más sensibles a la deformación; por lo tanto, si se quiere garantizar un nivel de seguridad que permita al menos la ocupación inmediata del establecimiento hospitalario después de un sismo, es indispensable limitar las deformaciones de la estructura en caso de sismo, o tomar consideraciones especiales con dichos elementos. Para ello, se requiere ineludiblemente la rehabilitación sísmica de la estructura o la total independencia entre los elementos arquitectónicos y los componentes estructurales como muros, vigas y columnas.


Fotografía 15. Vista lateral del tanque de oxígeno

O. D. Cardona


Fotografía 16. Detalle de conexión en los soportes

O. D. Cardona

Muros no estructurales

Se definen como muros no estructurales a las paredes de mampostería (alba-ñilería), u otro material que sirva con fines divisorios de espacios, que soportan su propio peso y tienen una capacidad muy limitada para soportar fuerzas laterales, así como para absorber deformaciones significativas.

En estos muros, la falla ocurre por agrietamiento y desplazamiento lateral a lo largo de las grietas. Las grietas pequeñas, debidas al leve movimiento de la estructura portante, por lo general, no son críticas aunque inducen a desprendimientos del recubrimiento (pañetes, revoques, cerámica), lo cual podría eventualmente interferir con el funcionamiento del hospital dependiendo del tamaño de los pedazos que se desprendan. Las grietas de más de 0,007 milímetros son señal de pérdida de capacidad de soporte al cortante y, por lo tanto, de falla grave del muro. En general, para un nivel de seguridad de ocupación inmediata, se admite que las grietas no comprometan la capacidad al cortante del muro y que no haya deformaciones fuera del plano.

Algunos datos sobre la capacidad de formación lateral de tabiques, donde algunos de ellos son utilizados en establecimientos hospitalarios, se muestran en el Cuadro 9.

Cuadro 9. Capacidad de deformación lateral en (%)8

Tipo panel

Estado de servicio

Estado último

Relación alto *ancho (cm)

Albañilería confinada con ladrillo artesanal

0,125

0,40

240x240

Albañilería confinada con ladrillo hecho a máquina

0,25

0,70

240x240

Madera revestida con planchas de yeso-cartón

0,70

1,10

240x240

Madera revestida con yeso-cartón y asbesto-cemento

0,65

1,00

240x240

Hormigón liviano

0,20

0,70

240x100

Bastidor de acero revestido con asbesto-cemento

-

0,55

200x100

Bastidor de acero relleno con paneles de hormigón liviano

0,35

0,95

230x97

Poliestireno expandido reforzado con malla de acero y estucado

0,35

0,80

240x112

Alma de poliestireno expandido revestido con asbesto-cemento

0,50

0,75

240x120

Estado de servicio: Nivel de deformación para el cual comunica el daño en el tabique.
Estado último: Cuando el nivel de daño del tabique obliga a su reparación o reempazo.

 

8 Astroza, M.; Aguila, V.; Willat, C., "Capacidad de deformación lateral de tabiques", 7as Jornadas Chilenas de Sismología e Ingeniería Antisísmica, Vol. 1, La Serena, Chile, 1997.


Aunque la mampostería de relleno no reforzada o muros no estructurales, por lo general, no se consideran parte estructural, los muros de mampostería le dan rigidez al edificio hasta el momento en que dichos muros comiencen a fallar por la interacción con la estructura flexible. Si estos muros fallan irregularmente, pueden causar graves concentraciones de esfuerzos en columnas y vigas que no se previeron en el diseño, lo que puede comprometer incluso la estabilidad de la estructura.

Acabados y terminaciones

Si el pesado recubrimiento en el exterior del edificio cae durante un movimiento sísmico en forma parcial (Fotografía 17), es decir, si un costado del edificio pierde buena parte de su revestimiento mientras otro lado no, además de provocar daños en las personas o bienes en la periferia del edificio, se presentará una excentricidad que induciría efectos de torsión al edificio. Esta torsión que no se tuvo en cuenta en los cálculos estructurales originales podría dar como resultado algunos colapsos parciales. Es importante destacar que, después de un sismo, lo que en apariencia se califica como un daño importante podría ser únicamente daño de la tabiquería que no compromete la estabilidad estructural del hospital, pero que sí puede ocasionar dificultades de operación por falta de asepsia u obstrucciones, etc.


Fotografía 17. Por privilegiar aspectos estéticos de las edificaciones, algunas veces se aumenta su vulnerabilidad.

OPS/OMS

Los códigos de diseño contemplan usualmente el requisito de limitar la deriva de piso, con el fin de asegurar indirectamente la protección de los elementos no estructurales adosados a los diafragmas. Un límite aceptado para hospitales por el código ATC-3 es el de 0,01 veces la altura libre del piso, para el sismo de diseño. Sin embargo, si se tienen dudas sobre el límite propuesto, resulta conveniente proveer sistemas de aislamiento de tales elementos con el resto de la estructura.

En lo que se refiere a muros de mampostería unidos a la estructura, el aislamiento debe ser considerado dependiendo de la concepción global del diseño de la estructura. En efecto, si el diseño estructural no contempla dichos muros como parte del sistema de resistencia sísmica, éstos pueden causar problemas de torsión debido a su posición asimétrica o de pisos débiles, debido a su concentración en solamente unos pisos. Éstos son los problemas más comunes presentados por este tipo de muros, por lo cual es conveniente aislarlos de la estructura. Rosenblueth9 presenta varios esquemas de aislamiento del muro con respecto al diafragma y al pórtico.

9 Rosenblueth, E. (ed.), Design of Earthquake Resistant Structures, Nueva York, 1981.


En el caso en que los muros no estructurales no causen problemas por su disposición en planta y en altura, es conveniente considerarlos en el análisis como parte de la estructura resistente a sismos. Este hecho es de gran importancia debido a que la respuesta sísmica de la construcción en su conjunto puede ser muy diferente de la reportada por el modelo en el que se ignore la presencia de dichos muros. De hecho, la variación de rigidez en el modelo conduce a fuerzas de diseño diferentes, tanto en sismos moderados como intensos.

Columna corta

Otro problema arquitectónico que tiene impacto sobre la estructura se denomina "el efecto de columna corta" (Fotografía 18). Algunas veces se cierran vanos de la estructura con mampostería de relleno hasta cierto nivel, dejando en la parte superior únicamente espacio para ventanas altas. Esto confina la parte inferior de las columnas y, esencialmente, acorta su longitud efectiva. Ha quedado en evidencia que dichas "columnas cortas" fallan frágilmente en caso de sismos.

Cielos rasos (cielos falsos)

Los cielos rasos son elementos no estructurales sensibles a la deformación y a la aceleración producida por sismos. La deformación de las losas puede causar distorsión horizontal, y la deformación de la estructura principal puede provocar que el cielo rasos suspendidos depende primordialmente de la respuesta sísmica de su soporte. El diafragma de aluminio, por lo general, muestra un buen comportamiento, siempre y cuando esté debidamente anclado (cables o soportes adecuados) y si el material adhesivo que une las láminas a los perfiles es efectivo.raso pierda su soporte y caiga. El comportamiento sísmico de los cielos


Fotografía 18. Efecto de columna corta

O. D. Cardona

Es recomendable que los paneles livianos no sean frágiles, es decir, deben ser capaces de soportar deformaciones sin quebrarse o agrietarse.


Fotografía 19. Daños en cielos rasos

O. D. Cardona

Cierto rango de deformaciones en el diafragma de aluminio puede provocar caída masiva de los paneles, lo que constituye una amenaza de posibles lesiones a los ocupantes y puede provocar daños en equipos y bloquear rutas de circulación (Fotografía 19).

Asimismo, se debe tener cuidado de que las lámparas, que forman parte de los cielos rasos, cuenten con un sistema de soporte independiente, de manera que si se produce la caída masiva de los paneles, el sistema de iluminación pueda seguir funcionando.

Ventanería

Los marcos metálicos anclados a la estructura o a los muros no estructurales al ser sometidos a grandes deformaciones se torcerán y sufrirán pandeo, provocando que el vidrio se salga del marco o se quiebre. Este problema se debe a varias causas:

• El vidrio ha sido cortado muy pequeño respecto a la abertura.

• El vidrio ha sido cortado muy grande respecto a la abertura, dejando poco o ningún margen para su adecuación a las deformaciones del marco.

• El vidrio no está bien ajustado al marco, de forma que se presenta movimiento independiente del marco, provocando ruptura o caída.


Debido a lo señalado y a que la estructura no se encuentra debidamente rígida para restringir las deformaciones laterales y la distorsión angular de los vanos en los cuales se encuentran las ventanas, es de esperarse que en caso de un sismo moderado o intenso se rompa un número importante de vidrios por el daño o deformación de los marcos de las ventanas (Fotografía 20).


Fotografía 20. La rotura de vidrios puede causar daños a los ocupantes del hospital, así como obstaculizar las vías de circulación y evacuación.

R. Boroschek

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