mitigación de desastres - aspectos estructurales
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Actividad ssmica mundialActividad ssmica mundial
British Geological Survey
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Segn la Comisin Econmica para Amrica Latina(CEPAL), entre 1981 y 1996
93 hospitales y 538 unidades de salud han sidodaados a consecuencia de desastres naturales.
Las prdidas han ascendido a US$3.120 millones.
Lo anterior podra compararse a una situacinextrema en la que 20 pases de esta regin hubiesensufrido (cada uno) la demolicin de seis hospitales deprimer nivel y de 25 unidades de salud.
Impacto de desastres naturales
en hospitales (1981 - 1996)
Impacto de desastres naturales
en hospitales (1981 - 1996)
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La tasa de ocupacin es constante 24 horas diarias, durante todoel ao. Un hospital es casi imposible de evacuar en caso de unaemergencia.
La supervivencia de algunos pacientes depende del correctofuncionamiento de equipos y de la continuidad de los serviciosbsicos.
En emergencias y desastres, las instalaciones mdicas sonesenciales y deben seguir funcionando con posterioridad a un
desastre.
Dependen altamente de servicios pblicos (agua, electricidad,comunicaciones, etc.), los cuales generalmente se veninterrumpidos a causa de los desastres
Los hospitales son especialmentevulnerables frente a desastres
naturales
Los hospitales son especialmentevulnerables frente a desastres
naturales
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Colapso Hospital Jurez, se perdieron 536 camasy la vida de 561 personas, durante
el terremoto de Mxico de 1985
Colapso Hospital Jurez, se perdieron 536 camasy la vida de 561 personas, durante
el terremoto de Mxico de 1985
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Colapso parcial de un hospital duranteel terremoto de Kobe Japn en 1995Colapso parcial de un hospital duranteel terremoto de Kobe Japn en 1995
O.D.Card
ona
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Escala Ritcher
La magnitud deun sismo se
determina enbase a la energa
liberada por elmismo
Escala MercalliModificada
La intensidad delmovimiento ssmico seestima en base a losdaos en las obrasrealizadas por el
hombre y su reaccinal movimiento delterreno
Mtodos para medicin de sismosMtodos para medicin de sismos
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Flexibilidad del suelo
Profundidad del estrato compresible
Potencial de licuefaccin
Deslizamiento de taludes
Parmetros que modifican larespuesta del suelo
Parmetros que modifican larespuesta del suelo
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La forma, amplitud y duracin del movimientossmico se ve afectada entre otras cosas por su tamao,
distancia hipocentral y flexibilidad del suelo
La forma, amplitud y duracin del movimientossmico se ve afectada entre otras cosas por su tamao,
distancia hipocentral y flexibilidad del suelo
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Asentamientos diferenciales del terreno producidospor un sismo, pueden inhabilitar un establecimiento
de salud para prestar los servicios
Asentamientos diferenciales del terreno producidospor un sismo, pueden inhabilitar un establecimiento
de salud para prestar los servicios
NOAA,Nat
ionalGeo
physicalDa
taCenter
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La licuefaccin del suelo puede llegar acomprometer la estabilidad de una
estructura
La licuefaccin del suelo puede llegar acomprometer la estabilidad de una
estructura
NOAA,Nat
ionalGeo
physicalDataCenter
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Movimientos ssmicos combinados conpendientes y humedad del suelo en
taludes, pueden producir deslizamientos
Movimientos ssmicos combinados conpendientes y humedad del suelo en
taludes, pueden producir deslizamientos
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Interaccin suelo - estructuraInteraccin suelo - estructura
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Tipos de cimentacin utilizadas en edificiosTipos de cimentacin utilizadas en edificios
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Fuerzas internas en los elementosFuerzas internas en los elementos
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Daos producidos porcarga axial en
columna.
Daos producidos porcarga axial en
columna.
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Daos producidos por esfuerzo cortanteen columnas del primer piso
Daos producidos por esfuerzo cortanteen columnas del primer piso
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Mecanismos de dao en estructurasMecanismos de dao en estructuras
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Mecanismo de falla norecomendado: dao encolumna y no en vigas.
Mecanismo de falla norecomendado: dao encolumna y no en vigas.
El d d l dEl d d l d
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El dao en nudos o columnas puedeprovocar el colapso parcial o
total de la estructura
El dao en nudos o columnas puedeprovocar el colapso parcial o
total de la estructura
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La estructura deber ser proyectada, diseada yconstruida de manera que:
Filosofa para el diseossmico de hospitales
Filosofa para el diseossmico de hospitales
Resista sin dao alguno, sismos de intensidadmoderada.
Resista con daos no estructurales menores yfcilmente reparables, sismos de mediana intensidad.
Resista con dao estructural reparable y que segarantice el servicio ininterrumpido del edificiodurante sismos excepcionalmente severos.
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T. Guevara, 1999
Respuesta de diferentes elementos ycontenido de una edificacin frente a un sismo
Respuesta de diferentes elementos ycontenido de una edificacin frente a un sismo
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Diferentes sistemas estructuralesDiferentes sistemas estructurales
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Configuracin en planta
Excentricidad Configuracin en altura
Discontinuidad de elementos verticales
Concentraciones de masa en pisos
Aspectos de diseo que pueden causarproblemas de comportamiento
Aspectos de diseo que pueden causarproblemas de comportamiento
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Irregularidad en plantaIrregularidad en planta
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Planta irregularPlanta irregular
O.D
.Car
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Uso de juntas ssmicas para diseos estructuralescon configuracin de planta compleja
Uso de juntas ssmicas para diseos estructuralescon configuracin de planta compleja
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JuntasSsmicas
El uso adecuado de
juntas de dilatacinssmica, permite
concebir edificacionescon configuraciones
en planta complejas.
El uso adecuado de
juntas de dilatacinssmica, permite
concebir edificacionescon configuraciones
en planta complejas.
Los elementosarquitectnicos
deben respetar lasjuntas ssmicas
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Asimetra (falsa simetra), debidoa disposicin de elementos resistentes
Asimetra (falsa simetra), debidoa disposicin de elementos resistentes
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Cuando existe excentricidad, los daos sepresentan en los elementos de los extremos
Cuando existe excentricidad, los daos sepresentan en los elementos de los extremos
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Ejemplos de estructuras conirregularidad en altura
Ejemplos de estructuras conirregularidad en altura
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Formas irregulares en alturaFormas irregulares en altura
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Discontinuidad en elementos yflujo de fuerzas
Discontinuidad en elementos yflujo de fuerzas
F.Sau
ter
La discontinuidad de elementos verticalesLa discontinuidad de elementos verticales
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La discontinuidad de elementos verticalesaumenta la vulnerabilidad de las estructuras
frente a sismos
La discontinuidad de elementos verticalesaumenta la vulnerabilidad de las estructuras
frente a sismos
AntesAntes
DespusDespus
Concentraciones de masa en altura, aumentan laConcentraciones de masa en altura, aumentan la
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Concentraciones de masa en altura, aumentan lavulnerabilidad de las estructuras
frente a sismos
Concentraciones de masa en altura, aumentan lavulnerabilidad de las estructuras
frente a sismos
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Cambio abrupto en la rigidez o en la masaentre pisos
Piso suave Interaccin de elementos no estructurales
con la estructura principal
Columna corta
Impacto entre edificios adyacentes
Aspectos fsicos que causanproblemas de comportamiento
Aspectos fsicos que causanproblemas de comportamiento
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Piso suave o dbilPiso suave o dbil
T.Gue
vara
Pi d t d l di ti id dPi d t d l di ti id d
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Piso suave producto de la discontinuidadde muros en el primer piso
Piso suave producto de la discontinuidadde muros en el primer piso
O.D.Card
ona
La interaccin entre elementosLa interaccin entre elementos
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La interaccin entre elementosestructurales y no estructurales,
puede causar daos de consideracinestructurales y no estructurales,
puede causar daos de consideracin
Daos producidos por la interaccin deDaos producidos por la interaccin de
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p pelementos estructurales y
no estructurales
p pelementos estructurales y
no estructurales
I t i t l tI t i t l t
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Interaccin entre elementosestructurales y no estructurales
Interaccin entre elementosestructurales y no estructurales
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Interaccin de muros de mampostera conInteraccin de muros de mampostera con
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pmarco de concreto generando fallas por
columnas corta
pmarco de concreto generando fallas por
columnas corta
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M.Cruz
Las columnascortas pueden y
deben serevitadas.
Las columnascortas pueden y
deben serevitadas.
El choque entre edificios vecinosEl choque entre edificios vecinos
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El choque entre edificios vecinos
compromete su estabilidad
El choque entre edificios vecinos
compromete su estabilidad
Zona de choque entre edificios yZona de choque entre edificios y
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Zona de choque entre edificios yformas de prevenirlo o enfrentarloZona de choque entre edificios y
formas de prevenirlo o enfrentarlo
M.Cruz
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Una adecuadaseparacin entreedificios, evita el
choque y elcolapso.
Una adecuadaseparacin entreedificios, evita el
choque y elcolapso.
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Proceso de diseo sismorresistenteProceso de diseo sismorresistente
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Objetivos de comportamientoObjetivos de comportamiento
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Objetivos de comportamientossmico recomendado visin 2000
Objetivos de comportamientossmico recomendado visin 2000
=Seguridad crtica, como hospitales, departamentos de bomberos
= Instalacin esencial o peligrosa, como centrales telefnicas, edificio con qumicos txicos = Instalacin bsica o convencional, como edificios de oficinas y de residenciasATC (Report 33-03). Guidelines for Seismic Rehabilitation of Buildings. 75% Submittal, Third Draft, 3Volumes. Redwood City, 1995. NEHRP Guidelines for Seismic Rehabilitation of Buildings (FEMA 273)
Comportamiento Requerido
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Objetivo:
Evaluar lasusceptibilidad dela estructura de
sufrir daos
debido a un sismoy caracterizar losposibles daos
Objetivo del anlisis de vulnerabilidadObjetivo del anlisis de vulnerabilidad
Metodologasdisponibles
Mtodoscualitativos
Mtodoscuantitativos
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Mtodos cualitativos
Evalan de forma rpida y sencilla las condiciones de seguridadestructural de la obra. La estructura se califica, entre otrascaractersticas, segn:
La edad de la edificacin El estado de conservacin
La caracterstica de los materiales El nmero de pisos La configuracin geomtrica arquitectnica Estimacin de la resistencia al cortante
Mtodos cuantitativos
Se busca determinar los niveles de resistencia, flexibilidad y ductilidadpropios de la estructura por medio de un anlisis similar al diseo deedificios nuevos, incorporando entre otras variables a los componentes noestructurales.
Anlisis de vulnerabilidadAnlisis de vulnerabilidad
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El objetivo es asegurar que el establecimientode salud pueda seguir funcionando conposterioridad a un sismo, mediante elrefuerzo de los elementos existentes oincorporando elementos estructuralesadicionales para mejorar los niveles deresistencia, flexibilidad y ductilidad.
El tipo de reforzamiento, de preferencia nodebera interferir con el funcionamiento delhospital durante y posterior a suconstruccin.
Reforzamiento estructuralReforzamiento estructural
Posibles soluciones dePosibles soluciones de
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Posibles soluciones dereforzamiento estructural
Posibles soluciones dereforzamiento estructural
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Mtodo de refuerzo:inclusin de muros
(interiores oexteriores)
Mtodo de refuerzo:inclusin de muros
(interiores oexteriores)
Mtodo de refuerzo: Elementos en contrafuerte, utilizados
Mtodo de refuerzo: Elementos en contrafuerte, utilizadosl i l d di l d l i
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en el Hospital de Cardiologa del InstitutoMexicano del Seguro Social-Mxico
en el Hospital de Cardiologa del InstitutoMexicano del Seguro Social-Mxico
Mtodo de refuerzo: Disipadores de energa,Mtodo de refuerzo: Disipadores de energa,ili d l fi i l d l I i
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utilizados en las oficinas centrales del InstitutoMexicano del Seguro Social-Mxico
utilizados en las oficinas centrales del InstitutoMexicano del Seguro Social-Mxico
Mtodo de refuerzo: Prticos perimetrales, utilizadosl i l i d l C j C i
Mtodo de refuerzo: Prticos perimetrales, utilizadosl H it l M i d l C j C t i
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en el Hospital Mxico de la Caja Costarricensedel Seguro Social, Costa Rica
en el Hospital Mxico de la Caja Costarricensedel Seguro Social, Costa Rica
M.Cruz
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Mtodo de refuerzo:Diagonales o
arriostres.
Mtodo de refuerzo:Diagonales o
arriostres.
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Mtodo de refuerzo:Encamisado de
elementos estructurales
Mtodo de refuerzo:Encamisado de
elementos estructurales
Informacin general sobre reforzamiento deh it l d l C j C t i
Informacin general sobre reforzamiento dehospitales de la Caja Costa icense
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hospitales de la Caja Costarricensedel Seguro Social
hospitales de la Caja Costarricensedel Seguro Social
HOSPITAL CAMAS
DURACIONDE LASOBRAS
(meses)
VALORREFORZAMIENTO
(US$)
% DEL VALORTOTAL DELHOSPITAL
Hospital Mxico 600 31 2.350.000 7.8
Hospital Nacional de
Nios375 25 1.100.000 4.2
Hospital MonseorSanabria
289 34 1.270.000 7.5
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