Mod 3 Seguridad e Structural

La vulnerabilidad estructural de los establecimientos de salud en Cuba.Evaluación de la Seguridad Estructural
Hospitales seguros frente a los desastres
OBJETIVOS
Describir las características del componente estructural de la seguridad hospitalaria
Completar el componente de seguridad estructural de la lista de verificación, tomando en cuenta:
los antecedentes del establecimiento
el sistema estructural y
Sistema Estructural
Una edificación hospitalaria esta integrada por dos sistemas básicos: el estructural y el no estructural.
El sistema estructural lo conforman:
la subestructura (cimentaciones);
la superestructura (columnas, muros portantes, vigas y losas).
La función fundamental del sistema estructural es resistir las cargas que actúan sobre la misma sin sufrir deformaciones excesivas.
Elementos del sistema estructural de un hospital
Las columnas, vigas, muros, losas, cimientos son elementos estructurales que forman parte del sistema de soporte de la edificación.
COLUMNAS
MURO
VIGA
LOSA
Caracterización de los sistemas estructurales
La forma
de las edificaciones
*
La configuración (forma)
*
Importancia de la configuración y estructuración de las construcciones
*
Importancia de la configuración y estructuración de las construcciones
Cambios abruptos en elevación.
*
Importancia de la configuración de las construcciones
Configuración cuadrada la mejor para viento.
Configuración rectangular. Evitar relaciones en planta mayores de 3.
*
*
Aspectos a evaluar desde el punto de vista estructural
1.Seguridad debido a antecedentes del establecimiento.
2.Seguridad relacionada al sistema estructural y el tipo de material usado en la edificación.
2.1. Seguridad debido a antecedentes del establecimiento.
Las afectaciones que ha sufrido la instalación hospitalaria en el pasado, ya sean por causas naturales o antrópicas. Se precisan principalmente los daños estructurales que se produjeron en la obra debido a fenómenos naturales ocurridos en el sitio .
Grieta debido a un sismo.
En este primer submódulo, del módulo estructural, se valora cuales han sido las afectaciones que ha sufrido la instalación hospitalaria en el pasado, ya sean por causas naturales o antrópicas.
2.1. Seguridad debido a antecedentes del establecimiento.
También se analizan las modificaciones que se hayan llevado acabo en la edificación, tanto las reparaciones y construcciones, como las remodelaciones o adaptaciones, que comprometan el comportamiento estructural de la instalación hospitalaria.
Terremotos y huracanes vs hospitales
Hospital que perdió parte de sus ventanales debido al huracán Gustav (2008), Isla de la Juventud, Cuba.
Centro de salud dañado cuando el terremoto de Perú (2007).
Resumen de daños por sismos
Hundimiento por licuación del terreno.
Vuelco de la edificación.
Resonancia de la estructura.
Desplazamiento de estructuras.
*
Resumen de daños por sismos
Rotura por aplastamiento de columnas.
Rotura por cortante en columnas.
Desprendimiento de cerramientos en plantas altas y fisuras de tracción diagonal.
Rotura por deslizamiento de tierras.
Desprendimiento de recubrimientos de columnas y entrepisos.
*
Resumen de daños por huracanes
Pérdida de las cubiertas ligeras.
Roturas de cristales
Derrumbes de edificaciones en mal y regular estado técnico.
Caída de árboles sobre las edificaciones y vías.
Impacto de objetos volantes (como proyectiles) contra las edificaciones.
*
Deformaciones verticales por asiento de las cimentaciones al reducirse la sustentabilidad del terreno por exceso de humedad.
Inundaciones de sótanos y plantas bajas por intensas y prolongadas lluvias
Deslizamientos de tierras por las fuertes lluvias.
Resumen de daños por huracanes
*
¿El hospital ha sufrido daños estructurales debido a fenómenos naturales?.
SI NO HAN OCURRIDO FENOMENOS NATURALES EN LA ZONA DONDE ESTA EL HOSPITAL, NO MARQUE NADA.
Se verificará si existe algún dictamen estructural que indique que el grado de seguridad ha sido comprometido anteriormente por algún fenómeno natural.
Daños estructurales debido a un sismo, en una pasarela que une dos bloques de un hospital en la zona de los quirófanos.
Seguridad debido a antecedentes del establecimiento.
¿El hospital ha sido reparado o construido utilizando estándares actuales apropiados?
Grado de seguridad
M=Estándares parcialmente aplicados;
A=Estándares aplicados completamente.
y si se realizó con base en la
normatividad de establecimientos seguros.
Seguridad debido a antecedentes del establecimiento.
¿El hospital ha sido remodelado o adaptado afectando el comportamiento de la estructura?
Verificar si se han realizado modificaciones usando normas para edificaciones seguras.
Muro relleno en zona sísmica.
2.2. Seguridad relacionada al sistema estructural y el tipo de material usado en la edificación.
En este segundo submódulo se evalúan aspectos relacionados con el estado técnico y su influencia, según los materiales empleados en la construcción. Se considera la proximidad de las edificaciones y su redundancia estructural.
Además, se valora el efecto de la interacción de los elementos no estructurales con los elementos estructurales.
*
Daños de los componentes no estructurales y contenidos del edificio.
*
Efectos de los elementos
no estructurales
*
Columnas cortas
*
Columnas cortas
Columnas modificadas
Problemas causados por los efectos que los elementos no estructurales puede provocar sobre los sistemas estructurales:
La ubicación de núcleos de escalera o de elevadores pueden modificar la deformación asumida de las columnas que rodean los núcleos, creando torsión y atrayendo una carga desproporcionada hacia la estructura de la escalera o el núcleo.
La ubicación de núcleos de escalera o de elevadores unidos rígidamente a locales amplios y más flexibles (áreas de tratamiento o diagnóstico) pueden modificar la deformación asumida de las columnas que rodean los núcleos, creando torsión y atrayendo una carga desproporcionada hacia la estructura de la escalera o el núcleo.
Núcleos de escaleras y elevador
*
Problemas causados por los efectos que los elementos no estructurales puede provocar sobre los sistemas estructurales:
El uso de muros de relleno entre columnas pueden “rigidizar” las vigas y acortar las columnas, atrayendo cargas superiores hacia las columnas y vigas a las asumidas en los cálculos al diseñarlas.
El uso de muros de relleno entre columnas (conformando las ventanas de los cuartos de los pacientes) pueden efectivamente rigidizar las vigas y acortar las columnas.
Problemas relacionados con la redundancia de los sistemas estructurales en el diseño de las instalaciones de salud:
*
Fallo en el uso de gran cantidad de paredes interiores (cuartos de pacientes, pasillos) como sistemas redundantes al sistema estructural primario.
*
Uso de un número limitado de columnas (luces grandes) en grandes locales abiertos (áreas de tratamiento o diagnóstico, cafeterías, lobby).
Grandes luces
Discontinuidad de la uniformidad del sistema estructural a lo largo y ancho de grandes áreas.
*
Evitar las estructuras isostáticas
Seguridad relacionada al sistema estructural y el tipo de material usado en la edificación.
Estado de la construcción.
Grado de seguridad
B= Deteriorada por meteorización o exposición al ambiente, grietas en primer nivel y elementos discontinuos en altura;
M= Deteriorada sólo por meteorización o exposición al ambiente;
A= Sana, no se observan deterioro ni grietas.
Se debe verificar si en la
edificación hospitalaria se observan
Materiales de construcción de la estructura.
Se deberá precisar si los elementos cuyos materiales se encuentran en mal estado, son elementos estructurales, es decir que cumplen funciones de carácter estructural en la instalación hospitalaria.
Interacción de los elementos No Estructurales con la Estructura.
En ocasiones los elementos no estructurales en condiciones extremas pueden, por su peso y rigidez, afectar el desempeño de algún o algunos elementos estructurales poniendo en peligro la estabilidad estructural de la edificación.
Esta es una cuestión que el evaluador debe verificar cuidadosamente.
Proximidad de los edificios (martilleo, túnel de viento, incendios, etc.)
Además del conocido martilleo, otro fenómeno que puede surgir cuando a la edificación la embate un huracán, es el efecto de túnel de viento, el cual aparece cuando el viento se encajona entre dos edificaciones y presiona sobre alguna porción de ellas, con una fuerza muy superior a la que le correspondería normalmente por su altura.
Efecto de túnel
Redundancia estructural.
2.2. Seguridad relacionada al sistema estructural y el tipo de material usado en la edificación.
En este segundo submódulo también se evalúa la configuración y estructuración de la instalación hospitalaria, incluyendo las uniones o juntas, sin olvidar la seguridad de las cimentaciones. Por último se determina si la instalación hospitalaria está preparada para resistir los fenómenos que la puedan afectar.
Importancia de la estructuración de las construcciones
Efectos de traslación y rotación de los diafragmas debido a la estructuración de pórticos y muros de cortante (shear walls).
*
Importancia de la ubicación de los elementos resistentes
*
Excentricidad torsional
Discontinuidades estructurales
*
Discontinuidades de las construcciones
Grandes diferencias entre las rigideces de los pisos.
*
*
Pisos blandos
*
Piso blando intermedio
Terremoto del 17 de enero de 1995. En Kobe Japón
Tres condiciones que crean pisos blandos
*
Pisos rígidos sobre un primer piso más flexible
*
*
Diafragmas de piso y cubierta
Las cargas horizontales en cualquier nivel de un edificio se distribuirán a los elementos estructurales verticales a través de los diafragmas de piso y cubierta.
Las losas de piso/cubierta responden como vigas anchas.
*
Viga equivalente a un diafragma
*
Tres factores son importantes en el diseño de los diafragmas:
El diafragma debe ser capaz de transferir las fuerzas y debe ser lo más monolítico posible para actuar como una unidad.
*
Juntas o uniones
*
Consecuencias de una mala solución de junta
*
Juntas o uniones
*
Problemas en las Juntas
Ubicar correctamente las juntas sísmicas y de temperatura
*
Detallamiento estructural incluyendo conexiones.
Se debe revisar que las uniones no tengan fisuras ni estén agrietadas, ya que esto pondría en riesgo los elementos estructurales que unen y con ello la estructura.
Se debe revisar con cuidado las uniones, sobretodo en caso de construcciones prefabricadas, pues estas serían mucho más numerosas y además, ya no serían monolíticas dependiendo en la mayoría de los casos de soldaduras o de juntas húmedas.
Seguridad de fundaciones o cimientos.
Siempre es muy importante saber si los cimientos están unidos o aislados entre si, lo que hace a las edificaciones más vulnerable a los sismos cuando no poseen sistemas de arriostres ortogonales mediante vigas de enlaces de cimentación.
Siempre es muy importante que el evaluador llegue a revisar los planos de cimentaciones, para poder tener criterios más precisos de la situación de la base de la edificación, como lo es el tipo de solución de los cimientos (superficiales, profundos, aislados, combinados entre otros) para saber si están unidos o aislados entre si, lo que hace a las edificaciones más vulnerable a los sismos cuando no poseen sistemas de arriostres ortogonales mediante vigas de enlaces de cimentación.
Seguridad de fundaciones o cimientos.
Las cimentaciones son los elementos estructurales más difíciles de diagnosticar por parte de los evaluadores, puesto que por lo general no son accesibles ni visibles.
Hay que revisar con detenimiento para detectar problemas como este.
En muchas ocasiones a lo anterior se le suma el hecho de que no se cuentan en el hospital con los planos correspondientes.
Irregularidades en planta (rigidez, masa y resistencia).
La irregularidad de una edificación hospitalaria puede estar expresada en términos de su forma, configuración y la excentricidad torsional.
Irregularidades en elevación (Rigidez, masa y resistencia).
El llamado “piso blando”, tan desfavorable en zonas sísmicas, puede estar presente debido a esta irregularidad por cambios significativos de su rigidez en altura.
Adecuación estructural a fenómenos. (Meteorológicos, Geológicos entre otros).
La valoración será similar, pero enfocada a los fenómenos dados. Ej. Huracanes e inundaciones.
Valorar si la instalación hospitalaria en su conjunto está en condiciones para desempeñarse de una forma adecuada ante los fenómenos que las pueden afectar por su lugar de ubicación geográfica.

Documents

Mod 3 Seguridad e Structural