A lo largo de la historia, los eventos sísmicos experimentados en Perú han causado grandes pérdidas económicas y humanas. El estado de la infraestructura crítica es crucial para tener una adecuada respuesta de atención de la emergencia en la ciudad. Lima, la capital del Perú, cuenta con el mayor número de hospitales y establecimientos de salud en todo el país. Esta infraestructura se ve afectada por los eventos sísmicos y la falta de mantenimiento en sus instalaciones. La Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP) y el Banco Mundial iniciaron la implementaron de la iniciativa CAPRA en el Perú a fines del año 2011. A través de Proyectos de Asistencia Técnica (TAPs) se estableció una alianza interinstitucional para la generación de modelos de peligro (por parte del IGP) y estimación del riesgo sísmico de colegios y hospitales de Lima. El objetivo de esta investigación es la estimación del riesgo sísmico de hospitales de Lima en términos de pérdidas económicas probables, a partir de sus componentes: peligro, exposición y vulnerabilidad. Se utiliza la metodología propuesta por CAPRA, que es compatible y equivalente a la metodología utilizada por la superintendencia de Banca y Seguros (SBS) desde el año 2005. Las etapas de investigación de este trabajo son las siguientes: recolección y revisión de datos de peligro (proporcionado por el IGP), recolección y georreferenciación de datos de hospitales y caracterización de tipologías, caracterización de vulnerabilidad de tipologías estructurales y cálculo de indicadores de riesgo (ESL, PAE y PML). Los resultados confirman el alto riesgo de los hospitales en Lima. Luego de una sismo de magnitud 8.21 con epicentro de la costa de Lima, el valor de pérdida sería de aproximadamente 26% del valor de reposición total de hospitales. La PAE representa el 2% del valor de reposición total, valor muy por encima del recomendado en el sector asegurador. Este valor es la base para establecer las primas anuales de aseguramiento de infraestructura frente a sismos.Este estudio servirá para la definición de criterios y recomendaciones referentes a la transferencia del riesgo, planeamiento de la atención de la emergencia y financiamiento para actividades de reconstrucción post desastre. Además, los resultados también pueden ser usados en el desarrollo de planes de mitigación de riesgo de infraestructura urbana esencial. / Tesis

Esta investigación consiste en la evaluación del comportamiento inelástico y no lineal de un hospital de concreto armado diseñado con aisladores sísmicos de base. Además, busca revisar su desempeño y capacidad de ductilidad a partir de la comparación de las derivas de entrepiso con y sin aisladores, considerando el comportamiento inelástico de la superestructura. La investigación se basa, en un principio, en modelar la estructura de un hospital, previamente diseñado, e introducir las propiedades inelásticas de los elementos como rótulas plásticas y aisladores, utilizando los principios de equilibrio, compatibilidad y relaciones constitutivas para construir curvas momento-curvatura para cada sección que requiera ser analizada. Todo esto con el fin de conocer el comportamiento estructural y secuencia de agotamiento de capacidad de las secciones para la estructura con y sin aisladores, empleando un análisis pushover y tiempo-historia. Se espera comprobar la eficiencia de los aisladores para reducir la deriva de entrepiso y mejorar el desempeño sísmico del hospital. / Tesis

El presente estudio de investigación evalúa el desempeño sísmico de los edificios hospitalarios (componentes estructurales y no estructurales), ante 4 niveles de sismos, empleando una estructura representativa de edificación hospitalaria del Perú. El edificio típico de hospital se obtiene del análisis comparativo de la arquitectura y estructuración de los pabellones hospitalarios en varios proyectos que se vienen desarrollando en el país. Se emplean las técnicas de análisis estático no lineal (Pushover) y análisis dinámico incremental para la obtención de la respuesta estructural. Para el análisis de los elementos no estructurales se estudia la respuesta no lineal de los tabiques divisorios de albañilería confinada aislados de los sistemas estructurales y anclados al mismo en su parte superior. Los niveles de desempeño estructural y no estructural se determinan siguiendo los lineamientos de ASCE 41-13. Finalmente, a partir de las matrices de daño locales en vigas, columnas y tabiques, y los costos unitarios de reparación para cada nivel de daño obtenidos de las referencias, se estima en niveles de pérdidas probables para diferentes intensidades sísmicas / Tesis

Nowadays, natural disasters are more frequents and destructives compared to the past, causing many deaths and injuries. Existing hospitals are defined essential structures that have the goal to protect the public health of citizen. They are called to resist not only to the impact of a disaster, but also to be operational in that case. Operational means that all the components of a health facility such as structures, architectural elements, contents, lifelines, key staff and the whole organizational system have to be functional. That objective is a challenge for the existing structures, especially for those built with obsolete seismic codes and in high seismic hazard areas like Lima. Furthermore, in case of an emergency, health facilities are called to response as a network in order to be more efficient and resilient. It implies that hospitals have to be managed not only at small-scale referring to the single hospital, but also at large-scale referring to the whole health system composed by all the health facilities involved in a determined area. Transfer of patients, staffs, water and medicines, can be moved under the coordination of a headquarters in this way. Starting from a developed health sector contingency plan in case of earthquakes for Lima metropolitan area, an assessment of the seismic performance of health facilities at large and small scale was carried out. At large-scale, two exploratory models were developed. The first one adapts to evaluate the basic seismic response capacity of hospitals, while the second one useful to assess the hospital treatment capacity of health facilities in the aftermath of a seismic event. Both models were carried out considering structural and nonstructural building damages using fragility curves provided by international standards, given the lack of Peruvian curves. Both models were proposed for a case study of 41 hospitals in Lima metropolitan. Given the lack of data about Peruvian building fragility curves, for a high rise infilled reinforced concrete hospital building, fragility curves were developed through the capacity spectrum approach including record-to-record variability. The method also allowed to to assess at small-scale the seismic structural performance of the investigate hospital building using the capacity analysis method. / Tesis

Después de un evento sísmico, se debe contar con los servicios de salud para el manejo de emergencias; por esta razón, los hospitales más importantes deben estar protegidos sísmicamente. Para el caso de hospitales existentes, una de las alternativas de protección sísmica es el reforzamiento con aislamiento sísmico; sin embargo, no se ha aplicado hasta el momento esta alternativa en el Perú. En este trabajo se evalua la factibilidad técnica y económica de utilizar aisladores en hospitales existentes de importancia en Perú para mejorar la seguridad sísmica. Se elige al hospital Edgardo Rebagliati Martins (HERM) por ser un edificio hospitalario representativo ubicado en Lima y se establece como objetivo de desempeño que para el sismo máximo esperado (Tr=2500 años), el nivel de daño de la estructura y contenido sea de leve a moderado. En términos de ingeniería, esto se traduce en controlar las derivas y aceleraciones del hospital. En el diseño del sistema de aislamiento se proponen 3 tipos de dispositivos y se plantea ubicar la interfaz de aislamiento en el nivel del sótano de tal manera que se minimicen las interrupciones de las funciones del hospital durante la obra. El método de intervención propuesto consiste en reforzar las columnas, colocar soportes temporales, cortar las columnas, instalar los aisladores y construir las vigas para la interfaz. Luego se enumeran y cuantifican las actividades principales y se estima el costo y plazo del proyecto. Los resultados de este estudio muestran la efectividad del sistema de aislamiento para garantizar la rápida recuperación de las instalaciones hospitalarias debido a que se calcula un daño leve para la estructura en un sismo de período de retorno aproximado de 2500 años. Se concluye que es factible aplicar esta técnica ya que se puede disponer de los recursos necesarios para su implementación; sin embargo, se requerirá de una empresa extranjera especializada con experiencia para que dirija la ejecución del proyecto. / Tesis

El objetivo de este trabajo fue evaluar el desempeño sísmico del bloque B9 del Instituto Nacional de Salud del Niño (INSN) mediante el empleo del análisis no lineal estático y dinámico. Para ello, se siguieron los lineamientos desarrollados en el documento del comité VISION2000 y en el código ASCE41 versión 2013 para evaluar el desempeño de estructuras. Para el análisis no lineal estático, los niveles de amenaza sísmica se modelaron según los parámetros de la norma E.030 en sus versiones 2003 y 2016, verificándose que se cumplan con los objetivos desempeño para ambos casos. En el análisis no lineal dinámico se emplearon diez registros sísmicos, característicos del país, para obtener las curvas IDA y con ellas sacar una curva representativa para evaluar si se cumplen con los objetivos de desempeño. El trabajo se dividió en siete capítulos, ordenados de la siguiente manera: En el capítulo I, se hizo una revisión de los antecedentes de la destrucción de hospitales a lo largo de los años a causa de los terremotos, la evolución de los códigos de evaluación de estructura, la amenaza sísmica local, la situación actual de los hospitales en el Perú, justificación y objetivos del trabajo. En el capítulo II, se realizó un detallado marco teórico sobre los métodos de análisis sísmicos existentes, haciéndose énfasis en los análisis no lineales. Además se hace una comparación entre el análisis no lineal estático y dinámico, mostrando las ventajas y desventajas de cada uno de ellos. También se presentan los métodos empleados por el ATC40, FEMA356 y FEMA440 para obtener el punto de desempeño ante un nivel de amenaza sísmica. En el capítulo III, se desarrollan los conceptos referentes a la evaluación del desempeño sísmico de estructuras. Se brinda un repaso de los lineamientos especificados por el comité VISION200 y el ASCE41-13 como: niveles de desempeño, niveles de amenaza sísmica y objetivos de desempeño según el tipo de edificación. Además se hizo una lista con los principales documentos que evalúan la vulnerabilidad en un hospital. En el capítulo IV, se presentan las principales consideraciones y requerimientos que se deben tomar para desarrollar un análisis no lineal. Los temas que abarca este capítulo son: modelos del comportamiento de los materiales, rigideces efectivas, diagramas momento vs curvatura y modelos de plasticidad de secciones y elementos. En el capítulo V, se brindan las consideraciones generales que se tomaron para modelar los elementos estructurales en el programa de cómputo. Además se definen los niveles de amenaza sísmica para el análisis no lineal estático y los factores de escala de los registros para el análisis no lineal dinámico. En el capítulo VI, se muestra la evaluación realizada con el FEMA577, los resultados obtenidos en cada dirección según las matrices de desempeño de los códigos empleados para los niveles de amenaza modelos con la norma E.030 (versión 2003 y 2016). También se muestran las curvas IDA obtenidas en cada dirección de los registros sísmicos, además de la curva representativa. En el capítulo VII, se brindan los comentarios, conclusiones y recomendaciones sobre el trabajo realizado. Se presentan anexos con las tablas empleadas de los códigos y ejemplos detallados del modelamiento de los elementos estructurales en el programa Peform3D.

La presente tesis tiene como objetivo evaluar la influencia de las condiciones del suelo en el comportamiento estructural de un hospital con aislamiento sísmico, mediante la comparación de resultados obtenidos del análisis y diseño, considerando 3 casos de estudio que se diferencian por tener distintas condiciones de suelo y zona sísmica. Se ha evaluado un módulo hospitalario, cuya estructura consiste principalmente en placas conectadas entre sí por medio de vigas peraltadas y un sistema de techos de losas aligeradas en dos direcciones; considerando un sistema de aislamiento conformado por aisladores y elementos del nivel de base: vigas, losas y capiteles; y una cimentación conformada por pedestales y zapatas aisladas. El comportamiento estructural de la edificación en estudio ha sido evaluado en el marco de los requerimientos normativos de nuestro Reglamento Nacional de Edificaciones: NTE E.020 (Cargas), NTE E.030 (Diseño Sismorresistente), NTE E.050 (Suelos y Cimentaciones) y NTE E.060 (Concreto Armado); y de normas especializadas en aislamiento sísmico: ASCE/SEI 7-16 y el proyecto de norma técnica peruana E.031. Para cada caso se ha realizado el análisis modal espectral de la edificación de base empotrada; los análisis estático, espectral y tiempo historia de la edificación aislada; el diseño de cada elemento más esforzado del sistema de aislamiento y de la cimentación; y por último se han comparado los resultados obtenidos. Para 3 casos se tiene la misma superestructura con diferentes propiedades de aisladores, sin embargo no se considera la optimización de la superestructura y sistema de aislamiento para efectos de comparación. Los resultados del análisis espectral demuestran que las derivas de entrepiso y la fuerza cortante en la base de la superestructura se reducen al aislar la edificación, siendo esta reducción en derivas 50% y 70% para suelo flexible y suelo rígido respectivamente; y en fuerza cortante, 20% y 50% para suelo flexible y suelo rígido respectivamente. Los parámetros de eficiencia demuestran que los aisladores son más efectivos si la edificación se ubica sobre suelo rígido; y que sobre suelo flexible con zona sísmica 2 (Z2S3) es el doble de eficiente que en suelo flexible con zona sísmica 4 (Z4S3), por lo que podría también considerarse el uso de aisladores en el caso Z2S3. / Tesis

El avance en el conocimiento de técnicas de análisis más refinadas frente a los altos niveles de amenaza sísmica en el Perú, hace necesario la evaluación de la infraestructura hospitalaria construida en el territorio peruano. Los edificios de hospitales son estructuras esenciales que durante y después de los movimientos sísmicos deben seguir operando, por lo que existe un amplio interés en mitigar al máximo el riesgo del sistema estructural en cada uno de sus componentes y lograr el desempeño esperado. El hospital regional Eleazar Guzmán Barrón ubicado en el distrito de Nuevo Chimbote de la Provincia del Santa de la Región Ancash, fue diseñado en 1974 con un código que no garantiza que se cumplan los requisitos más rigurosos de los códigos vigentes. En el presente trabajo se estudia el desempeño sísmico del bloque D del mencionado nosocomio. El estudio comprende primero el análisis estático no lineal y luego el dinámico incremental de la estructura que, al ser sometido a movimientos sísmicos de distintos niveles de intensidad, permitirá conocer la respuesta en ambas direcciones. En la dirección longitudinal, la estructura tiene niveles de desempeño inesperados, comportamiento elástico hasta alcanzar rápida y violentamente el nivel de seguridad limitada frente sismos menores que el de diseño porque en los ejes de fachada la edificación presenta el efecto de columna cautiva. En la dirección transversal la situación es aún peor, frente a todos los niveles de amenaza, el desempeño que se alcanzaría es de colapso. En vista que la edificación es poco dúctil y poco resistente, se recomienda realizar de forma inmediata el reforzamiento del bloque D del hospital regional Eleazar Guzmán Barrón para dotarla de capacidad de deformación y resistencia y así garantizar niveles de desempeño aceptables frente a sismos moderados y severos que están por venir.

El presente estudio de investigación evalúa el desempeño sísmico de los edificios hospitalarios (componentes estructurales y no estructurales), ante 4 niveles de sismos, empleando una estructura representativa de edificación hospitalaria del Perú. El edificio típico de hospital se obtiene del análisis comparativo de la arquitectura y estructuración de los pabellones hospitalarios en varios proyectos que se vienen desarrollando en el país. Se emplean las técnicas de análisis estático no lineal (Pushover) y análisis dinámico incremental para la obtención de la respuesta estructural. Para el análisis de los elementos no estructurales se estudia la respuesta no lineal de los tabiques divisorios de albañilería confinada aislados de los sistemas estructurales y anclados al mismo en su parte superior. Los niveles de desempeño estructural y no estructural se determinan siguiendo los lineamientos de ASCE 41-13. Finalmente, a partir de las matrices de daño locales en vigas, columnas y tabiques, y los costos unitarios de reparación para cada nivel de daño obtenidos de las referencias, se estima en niveles de pérdidas probables para diferentes intensidades sísmicas / Tesis

Esta investigación consiste en la evaluación del comportamiento inelástico y no lineal de un hospital de concreto armado diseñado con aisladores sísmicos de base. Además, busca revisar su desempeño y capacidad de ductilidad a partir de la comparación de las derivas de entrepiso con y sin aisladores, considerando el comportamiento inelástico de la superestructura. La investigación se basa, en un principio, en modelar la estructura de un hospital, previamente diseñado, e introducir las propiedades inelásticas de los elementos como rótulas plásticas y aisladores, utilizando los principios de equilibrio, compatibilidad y relaciones constitutivas para construir curvas momento-curvatura para cada sección que requiera ser analizada. Todo esto con el fin de conocer el comportamiento estructural y secuencia de agotamiento de capacidad de las secciones para la estructura con y sin aisladores, empleando un análisis pushover y tiempo-historia. Se espera comprobar la eficiencia de los aisladores para reducir la deriva de entrepiso y mejorar el desempeño sísmico del hospital.