. Análisis comparativo de la respuesta sísmica del Hospital Regional de Alta Complejidad usando aisladores elastoméricos LRB y péndulo de fricción, Trujillo UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Análisis comparativo de la respuesta sísmica del Hospital Regional de Alta Complejidad usando aisladores elastoméricos

LRB y péndulo de fricción, Trujillo .

TESIS

PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO CIVIL

AUTORES:

ASESOR:

TRUJILLO – PERÚ 2022

Bach. Briceño Rodríguez, Juan Franco Roger Bach. Díaz Silva, Marco Antonio

Mg. Ing. Villar Quiroz, Josualdo Carlos

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Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú.

_____________________________________

Mg. Ing. Carlos Alberto Rodríguez Reyna CIP: 58511

JURADO Presidente

_____________________________________

Mg. Ing. Luis Aníbal Cerna Rondón CIP: 123512

JURADO Secretario

_____________________________________

Mg. Ing. Josualdo Carlos Villar Quiroz CIP: 106997

JURADO Asesor

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i DEDICATORIA

A Dios por su amor incondicional y ser la fuente de fortaleza, paz y luz en mi vida.

Además de ser mi guía en cada paso que doy.

A mis padres Shalo y Roger por su constante apoyo y solvencia en cada una de las etapas de mi vida, tanto académicas como personales.

Brindándome su amor y los mejores consejos en todo momento.

A mis hermanas Yadira, y Carmen. Por alegrar mis días compartiendo momentos inolvidables y muy significativos. Además de brindarme su sincero apoyo y constante aliento.

A mis abuelitos María y Franco, mis segundos padres. Por ser la base que sustenta mi formación personal, brindándome la enseñanza de los valores y el significado del amor a la familia.

BRICEÑO RODRÍGUEZ, JUAN FRANCO ROGER

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ii DEDICATORIA

A Dios, por darme siempre la fuerza, el valor y las ganas de salir siempre adelante para poder culminar mi etapa profesional

.

A mis padres: Carlos y Teresa, por su apoyo incondicional en toda mi vida, por enseñarme los buenos valores y la responsabilidad en todo momento para ser una persona ejemplar en la vida.

A mis hermanos: Jeiner y Karen, por su infinito apoyo, estar siempre junto a mí lado en cada momento y cada paso, por sus palabras de motivación para seguir adelante a pesar de los obstáculos presentes a lo largo del camino.

DIAZ SILVA, MARCO ANTONIO

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iii AGRADECIMIENTOS

A toda mi familia por ser el sustento de mi vida y de mi formación académica y personal.

Y tener su apoyo en todo momento.

A la prestigiosa y única Universidad Nacional de Trujillo por sus enseñanzas y haber podido otorgarme la posibilidad de participar y afrontar múltiples actividades. Además de darme la posibilidad de conocer a gente con muchas fortalezas dentro de la UNT.

A mis docentes de la rama de estructuras y metodología de la investigación, por impartir sus conocimientos al favor del crecimiento académico. Y poder profesionalmente encontrar en ellos un ejemplo de entrega.

A mis compañeros y amigos de la Facultad de ingeniería civil de la UNT por otorgarme su apoyo académico e invaluable amistad.

BRICEÑO RODRÍGUEZ, JUAN FRANCO ROGER

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iv AGRADECIMIENTOS

A la Escuela de Ingeniería Civil UNT, alma mater que me acogió durante mi formación profesional y me brindó grandes enseñanzas impartidas a través de mis queridos maestros, para el cumplimiento de esta distinguida labor.

A mis queridos maestros de la escuela de ingeniería Civil UNT por impartirnos sus conocimientos día a día para lograr ser profesionales de éxito con buenos principios y valores.

Al ingeniero Josualdo Villar, por su gran dedicación, sabios consejos y apoyo incondicional para guiarme en la elaboración de este trabajo, lo cual hizo posible alcanzar la meta.

A mis queridos docentes de los cursos de estructuras quienes compartieron sus grandes enseñanzas y apoyarme a dar inicio en la elaboración del presente trabajo.

A mis queridos amigos, con los que compartí experiencias inolvidables y pudimos conformar una familia a lo

largo de la carrera.

Al personal administrativo y de apoyo, quienes siempre tuvieron las puertas abiertas para brindarme su invaluable ayuda.

DIAZ SILVA, MARCO ANTONIO

(7)

v RESUMEN

La presente investigación se realizó en Trujillo, en la Universidad Nacional de Trujillo, se realizó el análisis comparativo de la respuesta sísmica del Bloque B1 del Hospital Regional de Alta Complejidad usando aisladores elastoméricos LRB y péndulo de fricción, para la realización de la tesis se utilizó un diseño no experimental transversal descriptivo, el muestreo fue no probabilístico por juicio de expertos, la técnica de recolección de datos es el análisis documental, los instrumentos de recolección de datos son las fichas resumen. El problema de investigación es determinar cuál es el análisis comparativo de la respuesta sísmica del Bloque B1 del Hospital Regional de Alta Complejidad usando aisladores elastoméricos LRB y péndulo de fricción. La fuerza cortante Vb del sistema de aislamiento obtenida con dispositivos LRB para las direcciones X-X e Y-Y fue de 2967.33 ton y 2983.08 ton respectivamente, y para el sistema aislado con dispositivos FPT fue de 2306.235 ton para la dirección X-X y 2339.152 ton para la dirección Y-Y. Las mejores respuestas sísmicas son para el sistema aislado con dispositivos FPT a pesar de que ambos sistemas cumplen con el nivel de desempeño completamente operacional.

Palabras clave: Aislamiento sísmico, funcionabilidad continua, respuesta sísmica, aisladores elastoméricos con núcleo de plomo, aisladores de triple péndulo de fricción.

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vi ABSTRACT

The present research was carried out in Trujillo, at the National University of Trujillo, the comparative analysis of the seismic response of Block B1 of the Regional Hospital of High Complexity using LRB elastomeric isolators and friction pendulum, for the realization of the thesis a descriptive transversal non-experimental design was used, the sampling was non- probabilistic by expert judgment, the data collection technique is the documentary analysis, the data collection instruments are the summary sheets. The research problem is to determine the comparative analysis of the seismic response of Block B1 of the High Complexity Regional Hospital using LRB elastomeric isolators and friction pendulum. The shear force Vb of the isolation system obtained with LRB devices for the X-X and Y-Y directions was 2967.33 ton and 2983.08 ton respectively, and for the system isolated with FPT devices was 2306.235 ton for the X-X direction and 2339.152 ton for the Y-Y direction. The best seismic responses are for the isolated system with FPT devices even though both systems meet the fully operational performance level.

Keywords: Seismic isolation, continuous functionality, seismic response, Lead Rubber Bearing Isolators, Triple Pendulum Isolators.

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vii ÍNDICE GENERAL

DEDICATORIA ... i

AGRADECIMIENTOS ... iii

RESUMEN ... v

ABSTRACT ... vi

ÍNDICE GENERAL ... vii

ÍNDICE DE TABLAS Y FIGURAS ... xi

CAPITULO I: INTRODUCCIÓN ... 1

1.1. Realidad Problemática ... 1

1.2. Formulación del Problema ... 9

1.3. Hipótesis ... 9

1.4. Justificación ... 10

1.5. Objetivos de Investigación ... 13

1.5.1. Objetivo General ... 13

1.5.2. Objetivos Específicos ... 13

CAPITULO II: MARCO TEÓRICO ... 15

2.1. Antecedentes de la Investigación... 15

2.2. Bases Teóricas ... 27

2.2.1. Ubicación del Bloque B1 del Hospital de Alta Complejidad de la Libertad ... 27

2.2.2. Distribución Bloque B1 del Hospital de Alta Complejidad de La Libertad ... 30

(10)

viii 2.2.3. Condiciones Estructurales del Bloque B1 del Hospital de Alta Complejidad de

La Libertad ... 31

2.2.4. Nivel de Atención Médica del Bloque B1 del Hospital de Alta Complejidad La Libertad 32 2.2.5. Población Beneficiaria ... 34

2.2.6. Aislamiento Sísmico de Edificaciones ... 34

2.2.7. Comparación de una Estructura Aislada y una Convencional de Base Fija ... 78

2.2.8. Normativa y Consideraciones para el Análisis y Diseño Sísmico Estructural ... 79

CAPITULO III: MATERIALES Y MÉTODOS... 94

3.1. Objeto de Estudio ... 94

3.1.1. Material de Estudio ... 94

3.1.2. Variables ... 95

3.1.3. Población ... 96

3.1.4. Muestra ... 96

3.1.5. Diseño de Investigación ... 97

3.2. Métodos y Técnicas ... 99

3.2.1. Técnicas de Recolección de Datos ... 99

3.2.2. Instrumentos de Recolección de Datos ... 99

3.2.3. Validación de Instrumentos ... 100

3.2.4. Técnicas de Análisis de Datos. ... 101

3.2.5. Instrumentos de Análisis de Datos ... 101

3.2.6. Operacionalización de Variables ... 105

(11)

ix

3.3. Procedimiento ... 107

3.3.1. Información de la zona de estudio ... 109

3.3.2. Categoría y configuración estructural de la edificación ... 110

3.3.3. Análisis Preliminar de la edificación aislada ... 114

3.3.4. Propiedades Lineales y No Lineales de los Dispositivos ... 125

3.3.5. Análisis Dinámico Modal Espectral ... 143

3.3.6. Análisis Dinámico Tiempo-Historia ... 145

3.3.7. Análisis Estático Definitivo ... 150

3.4. Desarrollo de Tesis ... 157

3.4.1. Información de la Zona de Estudio ... 157

3.4.2. Categoría y Configuración del Sistema Estructural de la Edificación ... 159

3.4.3. Análisis Preliminar de la Edificación Aislada ... 166

3.4.4. Propiedades Lineales y No Lineales de los Dispositivos ... 188

3.4.5. Análisis Dinámico Modal Espectral ... 208

3.4.6. Análisis Dinámico Tiempo Historia ... 214

3.4.7. Análisis Estático Definitivo ... 242

CAPITULO IV: RESULTADOS Y DISCUSIÓN ... 259

4.1. RESULTADOS ... 259

4.1.1. Resultados Aisladores LRB+SL ... 259

4.1.2. Resultados de Aisladores FPT ... 315

4.1.3. Resultados comparativos de la respuesta sísmica ... 372

4.2. DISCUSIÓN ... 384

(12)

x

CAPITULO V: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 482

5.1. Conclusiones ... 482

5.2. Recomendaciones ... 488

Bibliografía ... 491

ANEXOS ... 499

(13)

xi ÍNDICE DE TABLAS Y FIGURAS

Figura 1 Bloques que conforman el Nuevo Hospital de Alta Complejidad ... 28

Figura 2 Ubicación Geográfica del Hospital de Alta Complejidad ... 29

Figura 3 Nuevo Hospital de Alta Complejidad Virgen de La Puerta - Región La Libertad ... 33

Figura 4 Comportamiento de una edificación de base fija y con aislamiento de base ... 37

Figura 5 Principios de diseño con Aislamiento sísmico ... 37

Figura 6 Relación de esbeltez de la estructura a aislar ... 38

Figura 7 Efectos del tipo de suelo en estructuras con aislamiento sísmico. ... 39

Figura 8 Modelo numérico de un sistema de aislamiento de uno y varios grados de libertad ... 40

Figura 9 Componentes del dispositivo LDRB ... 52

Figura 10 Curva de histéresis de un dispositivo LDRB ... 53

Figura 11 Componentes del dispositivo HDR ... 55

Figura 12 Curva de histéresis de un dispositivo HDR ... 55

Figura 13 Componentes del aislador sísmico LRB ... 57

Figura 14 Ciclo fuerza-deformación de una pareja de aisladores con corazón de plomo LRB ... 58

Figura 15 Esquema de aislador con planchas ... 61

Figura 16 Apoyos deslizantes planos usados en combinación con dispositivos elastoméricos LRB ... 62

Figura 17 Aislador de Péndulo de Fricción simple o de simple curvatura ... 63

Figura 18 Aislador de péndulo de fricción doble ... 65

Figura 19 Aislador de péndulo de fricción Triple FPT ... 66

Figura 20 Geometría del aislador FPS y DPF ... 67

Figura 21 Componentes de fuerzas laterales de los aisladores friccionantes ... 68

(14)

xii

Figura 22 Diagrama de histéresis de un aislador de simple curvatura FPS o DPF ... 70

Figura 23 Geometría del aislador FPT ... 71

Figura 24 Regímenes de desplazamiento del aislador tiple péndulo de fricción FPT ... 73

Figura 25 Comportamiento del aislador FPT propuesto por Fenz y Constantinou ... 74

Figura 26 Fases de operación de un aislador de triple péndulo de fricción FPT ... 74

Figura 27 Superficies que se activan según el régimen de operación de aisladores FPT ... 76

Figura 28 Principios de diseño sismorresistente de la Norma E.030 ... 80

Figura 29 Zonas Sísmicas ... 81

Figura 30 Daños en elementos no estructurales y en contenidos ... 90

Figura 31 Niveles de desempeño según distorsiones angulares máximas de entrepiso ... 91

Figura 32 Aceleraciones de piso para control de daños de elementos no estructurales y contenidos ... 93

Figura 33 Diseño de investigación ... 98

Figura 34 Gráficos de derivas máximas ... 102

Figura 35 Fuerza cortante de diseño del sistema de aislamiento Vb ... 104

Figura 36 Diagrama del procedimiento experimental de la edificación usando aisladores elastómericos LRB ... 107

Figura 37 Diagrama del procedimiento experimental de la edificación usando aisladores de triple péndulo de fricción FPT ... 108

Figura 38 Ubicación de las columnas a predimensionar ... 111

Figura 39 Modelo de la edificación aislada de 1GDL ... 117

Figura 40 La curva del modelo bilineal ... 125

Figura 41 Fuerza de Restauración ... 128

Figura 42 Geometría del aislador con núcleo de plomo ... 129

Figura 43 Representación del área reducida del aislador ... 131

(15)

xiii

Figura 44 Representación de la curva de histéresis de un deslizador plano ... 134

Figura 45 Geometría de los deslizadores ... 135

Figura 46 Curva de histéresis y curva monotónica del aislador FPT ... 138

Figura 47 Geometría del aislador FPT8833/12-12/8-5 ... 143

Figura 48 Efecto P-delta en dispositivos de aislamiento sísmico ... 154

Figura 49 Efecto P-Δ en dispositivos elastoméricos ... 155

Figura 50 Efecto P-Δ en dispositivos friccionales con una superficie de deslizamiento ... 156

Figura 51 Efecto P-Δ en dispositivos friccionales de péndulo triple ... 157

Figura 52 Factores de amplificación sísmica ... 165

Figura 53 Definición de las propiedades del concreto de f’c=280 kg/cm^2 ... 167

Figura 54 Definición de las propiedades del acero de f_y=4200 kg/cm^2 ... 168

Figura 55 Asignación de geometría de la columna ... 168

Figura 56 Asignación de geometría de la viga principal ... 169

Figura 57 Asignación de geometría de la viga de aislamiento. ... 169

Figura 58 Asignación de geometría de la viga de escalera. ... 170

Figura 59 Asignación de geometría del capitel. ... 170

Figura 60 Asignación de losa maciza de aislamiento de espesor h=20cm ... 171

Figura 61 Asignación de la losa equivalente h=0.146m ... 172

Figura 62 Asignación de muros de corte. ... 172

Figura 63 Modelado en 3D del bloque B1 con los elementos estructurales predimensionados ... 173

Figura 64 Fuente de masa para la edificación esencial ... 174

Figura 65 Asignación de los casos modales tipo Eigen de la estructura. ... 174

Figura 66 Asignación de propiedades lineales predimensionadas del aislador sísmico. ... 181

Figura 67 Modificación de los tres primeros amortiguamientos modales. ... 181

(16)

xiv Figura 68 Espectro de pseudoaceleraciones considerando el sismo máximo de la norma

E0.31 ... 182

Figura 69 Espectro del sismo máximo cargado en el Sofware Etabs. ... 182

Figura 70 Caso de carga sísmica en la dirección de análisis X ... 183

Figura 71 Caso de carga sísmica en la dirección de análisis Y ... 183

Figura 72 Asignación de combinaciones de carga en el Software Etabs. ... 185

Figura 73. Distribución de los aisladores LRB + SL ... 186

Figura 74. Distribución de los aisladores FPT ... 187

Figura 75 Histéresis teórica considerando las propiedades no lineales del aislador LBR 1, en condiciones límite superior, límite inferior y propiedades nominales. ... 196

Figura 76 Histéresis teórica considerando las propiedades no lineales del aislador LBR 3, en condiciones límite superior, límite inferior y propiedades nominales. ... 197

Figura 77 Histéresis teórica considerando las propiedades no lineales del aislador LBR4, en condiciones límite superior, límite inferior y propiedades nominales ... 198

Figura 78 Histéresis teórica considerando las propiedades no lineales del deslizador plano SL 2, en condiciones límite superior, límite inferior y propiedades nominales. ... 199

Figura 79 Histéresis teórica considerando las propiedades no lineales del deslizador plano SL 3, en condiciones límite superior, límite inferior y propiedades nominales. ... 200

Figura 80 Propiedades lineales o equivalentes del aislador LRB 1, en Etabs ... 209

Figura 81 Propiedades lineales o equivalentes del aislador SL 2, en Etabs ... 209

Figura 82 Propiedades lineales del aislador FPT Tipo 1 en las coordenadas locales U2-U3, en Etabs ... 209

Figura 83 Propiedades lineales del aislador FPT Tipo 1 en las coordenadas locales U1, en Etabs ... 210

(17)

xv Figura 84 Espectro de pseudoaceleraciones considerando el sismo máximo de la norma

E0.31 ... 211

Figura 85 Espectro de pseudoaceleraciones considerando el sismo máximo cargado en el Sofware Etabs. ... 211

Figura 86 Caso de carga sísmica en la dirección de análisis ‘X’ ... 212

Figura 87 Caso de carga sísmica en la dirección de análisis ‘Y’ ... 212

Figura 88 Registro de aceleración original y corregida del sismo de LIMA66-EW en el Sismosignal. ... 215

Figura 89 Siete pares de señales corregidas para escalar en SeismoMatch ... 216

Figura 90 Registro de aceleración corregida y cargada al SeismoMatch ... 218

Figura 91 Espectro objetivo cargado al SeismoMatch. ... 218

Figura 92 Registro de aceleración espectro compatible obtenido del SeismoMatch ... 219

Figura 93 Espectro compatible obtenido del SeismoMatch. ... 219

Figura 94 Siete pares de registros espectrocompatibles para el diseño con LRB+SL ... 220

Figura 95 Siete pares de registros espectrocompatibles para el diseño con FPT ... 221

Figura 96 Espectros corregidos y espectros compatibles para el componente horizontales EW, usados para la edificación con aisladores elastomericos LRB. ... 222

Figura 97 Espectros corregidos y espectros compatibles para el componente horizontales NS, usados para la edificación con aisladores elastomericos LRB. ... 222

Figura 98 Espectros corregidos y espectros compatibles para el componente horizontales EW, usados para la edificación con aisladores de triple péndulo de fricción FPT... 223

Figura 99 Espectros corregidos y espectros compatibles para el componente horizontales NS, usados para la edificación con aisladores de triple péndulo de fricción FPT ... 223

Figura 100 Espectro de análisis tiempo historia para los pares de registros sísmicos ... 224

Figura 101 Propiedades no lineales del aislador LRB 1 en condición nominal, en Etabs ... 225

(18)

xvi Figura 102 Propiedades no lineales del aislador SL 2 en condición nominal, en Etabs ... 225 Figura 103 Propiedades no lineales del aislador LRB 1 en condición límite inferior, en Etabs ... 226 Figura 104 Propiedades no lineales del aislador SL 2 en condición límite inferior, en Etabs ... 226 Figura 105 Propiedades no lineales del aislador LRB 1 en condición límite superior, en Etabs ... 227 Figura 106 Propiedades no lineales del aislador SL 2 en condición límite superior, en Etabs ... 227 Figura 107 Propiedades no lineales del aislador FPT Tipo 1 en las coordenadas locales U2- U3, en condición nominal, en Etabs ... 228 Figura 108 Propiedades no lineales del aislador FPT Tipo 1 en las coordenadas locales U1, en condición nominal, en Etabs ... 228 Figura 109 Propiedades no lineales del aislador FPT Tipo 1 en las coordenadas locales U2- U3, en condición límite inferior, en Etabs ... 229 Figura 110 Propiedades no lineales del aislador FPT Tipo 1 en las coordenadas locales U1, en condición límite inferior, en Etabs ... 229 Figura 111 Propiedades no lineales del aislador FPT Tipo 1 en las coordenadas locales U2- U3, en condición límite superior, en Etabs ... 230 Figura 112 Propiedades no lineales del aislador FPT Tipo 1 en las coordenadas locales U1, en condición límite superior, en Etabs ... 230 Figura 113 Registro de aceleración espectro compatible de LIMA 66-EW cargada en

software Etabs ... 231 Figura 114 Siete pares de registros de aceleración espectro compatible en el software Etabs.

... 232

(19)

xvii Figura 115 Función Rampa en el software Etabs usado para la edificación con aisladores

elastomericos LRB ... 233

Figura 116 Función Rampa en el software Etabs usados para la edificación con aisladores de triple péndulo de fricción FPT ... 233

Figura 117 Caso de carga PESO TH en Etabs. ... 234

Figura 118 Caso de carga TH_LIMA66_XX ... 235

Figura 119 Caso de carga TH_LIMA66_YY ... 236

Figura 120 Siete pares de casos de carga, tipo Nolinear Modal History (FNA) ... 236

Figura 121 Amortiguación modal ... 237

Figura 122 Periodo del sistema de aislamiento con aisladores LRB + SL ... 259

Figura 123 Aceleraciones máximas en dirección ‘X’ en análisis modal espectral ... 261

Figura 124 Aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ en análisis modal espectral ... 261

Figura 125 Máximo de aceleraciones máximas en dirección ‘X’ en análisis modal espectral ... 262

Figura 126 Máximo de aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ en análisis modal espectral ... 262

Figura 127 Aceleraciones máximas en dirección ‘X’ – Propiedades nominales ... 264

Figura 128 Aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ – Propiedades nominales ... 264

Figura 129 Aceleraciones máximas en dirección ‘X’ – Propiedades nominales ... 265

Figura 130 Aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ – Propiedades nominales ... 265

Figura 131 Máximos de las aceleraciones máximas en dirección ‘X’ – Propiedades nominal ... 266

Figura 132 Máximos de las aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ – Propiedades nominas ... 266

Figura 133 Aceleraciones máximas en dirección ‘X’ – Limite Superior ... 268

(20)

xviii

Figura 134 Aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ – Limite Superior... 268

Figura 135 Aceleraciones máximas en dirección ‘X’ – Limite Superior ... 269

Figura 136 Aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ – Limite Superior... 269

Figura 137 Máximos de las aceleraciones máximas en dirección ‘X’ – Limite Superior ... 270

Figura 138 Máximos de las aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ – Limite Superior ... 270

Figura 139 Aceleraciones máximas en dirección ‘X’ – Límite Inferior ... 272

Figura 140 Aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ – Límite Inferior ... 272

Figura 141 Aceleraciones máximas en dirección ‘X’ – Límite Inferior ... 273

Figura 142 Aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ – Límite Inferior ... 273

Figura 143 Máximos de las aceleraciones máximas en dirección ‘X’ – Límite Inferior ... 274

Figura 144 Máximos de las aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ – Límite Inferior ... 274

Figura 145 Derivas máximas en dirección ‘X’ en análisis modal espectral ... 276

Figura 146 Derivas máximas en dirección ‘Y’ en análisis modal espectral ... 276

Figura 147 Máximo de las derivas máximas en dirección ‘X’ en análisis modal espectral . 277 Figura 148 Máximo de las derivas máximas en dirección ‘Y’ en análisis modal espectral . 277 Figura 149 Derivas máximas en dirección ‘X’ – Propiedades nominales ... 279

Figura 150 Derivas máximas en dirección ‘Y’ – Propiedades nominales ... 279

Figura 151 Derivas máximas en dirección ‘X’ – Propiedades nominales ... 280

Figura 152 Derivas máximas en dirección ‘Y’ – Propiedades nominales ... 280

Figura 153 Máximos de las Derivas máximas en dirección ‘X’ – Propiedades nominales .. 281

Figura 154 Máximos de las Derivas máximas en dirección ‘Y’ – Propiedades nominales .. 281

Figura 155 Derivas máximas en dirección ‘X’ – Limite Superior ... 283

Figura 156 Derivas máximas en dirección ‘Y’ – Limite Superior ... 283

Figura 157 Derivas máximas en dirección ‘X’ – Limite Superior ... 284

Figura 158 Derivas máximas en dirección ‘Y’ – Limite Superior ... 284

(21)

xix

Figura 159 Máximos de las Derivas máximas en dirección ‘X’ – Limite Superior ... 285

Figura 160 Máximos de las Derivas máximas en dirección ‘Y’ – Limite Superior ... 285

Figura 161 Derivas máximas en dirección ‘X’ – Límite Inferior ... 287

Figura 162 Derivas máximas en dirección ‘Y’ – Límite Inferior ... 287

Figura 163 Derivas máximas en dirección ‘X’ – Límite Inferior ... 288

Figura 164 Derivas máximas en dirección ‘Y’ – Límite Inferior ... 288

Figura 165 Máximos de las Derivas máximas en dirección ‘X’ – Límite Inferior ... 289

Figura 166 Máximos de las Derivas máximas en dirección ‘Y’ – Límite Inferior ... 289

Figura 167 Desplazamientos máximos en dirección ‘X’ en análisis modal espectral ... 291

Figura 168 Desplazamientos máximos en dirección ‘Y’ en análisis modal espectral ... 291

Figura 169 Desplazamientos máximos en dirección ‘X’ – Propiedades nominales ... 293

Figura 170 Desplazamientos máximos en dirección ‘Y’ – Propiedades nominales ... 293

Figura 171 Desplazamientos máximos en dirección ‘X’ – Limite Superior ... 295

Figura 172 Desplazamientos máximos en dirección ‘Y’ – Limite Superior ... 295

Figura 173 Desplazamientos máximos en dirección ‘X’ – Límite Inferior ... 297

Figura 174 Desplazamientos máximos en dirección ‘Y’ – Límite Inferior ... 297

Figura 175 Curvas de histéresis en dirección ‘X’ del aislador K2 - LRB, TIPO 1 - Propiedades Nominales ... 300

Figura 176 Curvas de histéresis en dirección ‘Y’ del aislador K2 - LRB, TIPO 1 - Propiedades Nominales ... 301

Figura 177 Curvas de histéresis en dirección ‘X’ del aislador K26 - SL, TIPO 2 - Propiedades Nominales ... 301

Figura 178 Curvas de histéresis en dirección ‘Y’ del aislador K26 - SL, TIPO 2 - Propiedades Nominales ... 302

(22)

xx Figura 179 Curvas de histéresis en dirección ‘X’ del aislador K54 - LRB, TIPO 3 -

Propiedades Nominales ... 302 Figura 180 Curvas de histéresis en dirección ‘Y’ del aislador K54 - LRB, TIPO 3 -

Propiedades Nominales ... 303 Figura 181 Curvas de histéresis en dirección ‘X’ del aislador K1 - LRB, TIPO4 -

Propiedades Nominales ... 303 Figura 182 Curvas de histéresis en dirección ‘Y’ del aislador K1 - LRB, TIPO 4 -

Propiedades Nominales ... 304 Figura 183 Curvas de histéresis en dirección ‘X’ del aislador K99 - SL, TIPO 3 -

Propiedades Nominales ... 304 Figura 184 Curvas de histéresis en dirección ‘X’ del aislador K99 - SL, TIPO 3 -

Propiedades Nominales ... 305 Figura 185 Curvas de histéresis en dirección ‘X’ del aislador K2 - LRB, TIPO 1 - Límite superior ... 305 Figura 186 Curvas de histéresis en dirección ‘Y’ del aislador K2 - LRB, TIPO 1 - Límite superior ... 306 Figura 187 Curvas de histéresis en dirección ‘X’ del aislador K26 - SL, TIPO 2 - Límite superior ... 306 Figura 188 Curvas de histéresis en dirección ‘Y’ del aislador K26 - SL, TIPO 2 - Límite superior ... 307 Figura 189 Curvas de histéresis en dirección ‘X’ del aislador K54 - LRB, TIPO 3 - Límite superior ... 307 Figura 190 Curvas de histéresis en dirección ‘Y’ del aislador K54 - LRB, TIPO 3 - Límite superior ... 308

(23)

xxi Figura 191 Curvas de histéresis en dirección ‘X’ del aislador K1 - LRB, TIPO4 - Límite superior ... 308 Figura 192 Curvas de histéresis en dirección ‘Y’ del aislador K1 - LRB, TIPO 4 - Límite superior ... 309 Figura 193 Curvas de histéresis en dirección ‘X’ del aislador K99 - SL, TIPO 3 - Límite superior ... 309 Figura 194 Curvas de histéresis en dirección ‘X’ del aislador K99 - SL, TIPO 3 - Límite superior ... 310 Figura 195 Curvas de histéresis en dirección ‘X’ del aislador K2 - LRB, TIPO 1 - Límite inferior ... 310 Figura 196 Curvas de histéresis en dirección ‘Y’ del aislador K2 - LRB, TIPO 1 - Límite inferior ... 311 Figura 197 Curvas de histéresis en dirección ‘X’ del aislador K3 - SL, TIPO 2 - Límite inferior ... 311 Figura 198 Curvas de histéresis en dirección ‘Y’ del aislador K3 - SL, TIPO 2 - Límite inferior ... 312 Figura 199 Curvas de histéresis en dirección ‘X’ del aislador K54 - LRB, TIPO 3 - Límite inferior ... 312 Figura 200 Curvas de histéresis en dirección ‘Y’ del aislador K54 - LRB, TIPO 3 - Límite inferior ... 313 Figura 201 Curvas de histéresis en dirección ‘X’ del aislador K1 - LRB, TIPO4 - Límite inferior ... 313 Figura 202 Curvas de histéresis en dirección ‘Y’ del aislador K1 - LRB, TIPO 4 - Límite inferior ... 314

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xxii Figura 203 Curvas de histéresis en dirección ‘X’ del aislador K99 - SL, TIPO 3 - Límite inferior ... 314 Figura 204 Curvas de histéresis en dirección ‘X’ del aislador K99 - SL, TIPO 3 - Límite inferior ... 315 Figura 205 Periodos del sistema de aislamiento para su análisis Tiempo - Historia ... 316 Figura 206 Aceleraciones máximas en dirección ‘X’ en análisis modal espectral ... 317 Figura 207 Aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ en análisis modal espectral ... 318 Figura 208 Máximo de aceleraciones máximas en dirección ‘X’ en análisis modal espectral ... 318 Figura 209 Máximo de aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ en análisis modal espectral ... 319 Figura 210 Aceleraciones máximas en dirección ‘X’ – Propiedades nominales ... 320 Figura 211 Aceleraciones máximas en dirección 'Y'- Propiedades nominales ... 321 Figura 212 Aceleraciones máximas en dirección ‘X’ – Propiedades nominales ... 321 Figura 213 Aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ – Propiedades nominales ... 322 Figura 214 Máximos de las aceleraciones máximas en dirección ‘X’ – Propiedades

nominales ... 322 Figura 215 Máximos de las aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ – Propiedades

nominales ... 323 Figura 216 Aceleraciones máximas en dirección ‘X’ – Limite Superior ... 324 Figura 217 Aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ – Limite Superior... 325 Figura 218 Aceleraciones máximas en dirección ‘X’ – Limite Superior ... 325 Figura 219 Aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ – Limite Superior... 326 Figura 220 Máximos de las aceleraciones máximas en dirección ‘X’ – Limite Superior ... 326 Figura 221 Máximos de las aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ – Limite Superior ... 327

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xxiii Figura 222 Aceleraciones máximas en dirección ‘X’ – Límite Inferior ... 328 Figura 223 Aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ – Límite Inferior ... 329 Figura 224 Aceleraciones máximas en dirección ‘X’ – Límite Inferior ... 329 Figura 225 Aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ – Límite Inferior ... 330 Figura 226 Máximos de las aceleraciones máximas en dirección ‘X’ – Límite Inferior ... 330 Figura 227 Máximos de las aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ – Límite Inferior ... 331 Figura 228 Derivas máximas en dirección ‘X’ en análisis modal espectral ... 332 Figura 229 Derivas máximas en dirección ‘Y’ en análisis modal espectral ... 333 Figura 230 Máximo de las derivas máximas en dirección ‘X’ en análisis modal espectral . 333 Figura 231 Máximo de las derivas máximas en dirección ‘Y’ en análisis modal espectral . 334 Figura 232 Derivas máximas en dirección ‘X’ – Propiedades nominales ... 335 Figura 233 Derivas máximas en dirección ‘Y’ – Propiedades nominales ... 336 Figura 234 Derivas máximas en dirección ‘X’ – Propiedades nominales ... 336 Figura 235 Derivas máximas en dirección ‘Y’ – Propiedades nominales ... 337 Figura 236 Máximos de las Derivas máximas en dirección ‘X’ – Propiedades nominales .. 337 Figura 237 Máximos de las Derivas máximas en dirección ‘Y’ – Propiedades nominales .. 338 Figura 238 Derivas máximas en dirección ‘X’ – Limite Superior ... 339 Figura 239 Derivas máximas en dirección ‘Y’ – Limite Superior ... 340 Figura 240 Derivas máximas en dirección ‘X’ – Limite Superior ... 340 Figura 241 Derivas máximas en dirección ‘Y’ – Limite Superior ... 341 Figura 242 Máximos de las Derivas máximas en dirección ‘X’ – Limite Superior ... 341 Figura 243 Máximos de las Derivas máximas en dirección ‘Y’ – Limite Superior ... 342 Figura 244 Derivas máximas en dirección ‘X’ – Límite Inferior ... 343 Figura 245 Derivas máximas en dirección ‘Y’ – Límite Inferior ... 344 Figura 246 Derivas máximas en dirección ‘X’ – Límite Inferior ... 344

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xxiv Figura 247 Derivas máximas en dirección ‘Y’ – Límite Inferior ... 345 Figura 248 Máximos de las Derivas máximas en dirección ‘X’ – Límite Inferior ... 345 Figura 249 Máximos de las Derivas máximas en dirección ‘Y’ – Límite Inferior ... 346 Figura 250 Desplazamientos máximos en dirección ‘X’ en análisis modal espectral ... 347 Figura 251 Desplazamientos máximos en dirección ‘X’ en análisis modal espectral ... 348 Figura 252 Desplazamientos máximos en dirección ‘X’ – Límite Nominal ... 349 Figura 253 Desplazamientos máximos en dirección ‘Y’ – Límite Nominal ... 350 Figura 254 Desplazamientos máximos en dirección ‘X’ – Límite Superior ... 351 Figura 255 Desplazamientos máximos en dirección ‘Y’ – Límite Superior ... 352 Figura 256 Desplazamientos máximos en dirección ‘X’ – Límite Inferior ... 353 Figura 257 Desplazamientos máximos en dirección ‘Y’ – Límite Inferior ... 354 Figura 258 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 1 en dirección ‘X’ – Propiedades Nominales ... 357 Figura 259 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 1 en dirección ‘Y’ – Propiedades Nominales ... 357 Figura 260 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 2 en dirección ‘Y’ – Propiedades Nominales ... 358 Figura 261 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 2 en dirección ‘Y’ – Propiedades Nominales ... 358 Figura 262 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 3 en dirección ‘X’ – Propiedades Nominales ... 359 Figura 263 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 3 en dirección ‘Y’ – Propiedades Nominales ... 359 Figura 264 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 4 en dirección ‘X’ – Propiedades Nominales ... 360

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xxv Figura 265 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 4 en dirección ‘Y’ – Propiedades Nominales ... 360 Figura 266 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 5 en dirección ‘X’ – Propiedades Nominales ... 361 Figura 267 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 5 en dirección ‘Y’ – Propiedades Nominales ... 361 Figura 268 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 1 en dirección ‘X’ – Propiedades Límite Superior ... 362 Figura 269 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 1 en dirección ‘Y’ – Propiedades Límite Superior ... 362 Figura 270 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 2 en dirección ‘X’ – Propiedades Límite Superior. ... 363 Figura 271 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 2 en dirección ‘Y’ – Propiedades Límite Superior ... 363 Figura 272 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 3 en dirección ‘X’ – Propiedades Límite Superior ... 364 Figura 273 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 3 en dirección ‘Y’ – Propiedades Límite Superior ... 364 Figura 274 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 4 en dirección ‘X’ – Propiedades Límite Superior ... 365 Figura 275 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 4 en dirección ‘Y’ – Propiedades Límite Superior ... 365 Figura 276 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 5 en dirección ‘X’ – Propiedades Límite Superior ... 366

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xxvi Figura 277 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 5 en dirección ‘Y’ – Propiedades Límite superior ... 366 Figura 278 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 1 en dirección ‘X’ – Propiedades Límite Inferior ... 367 Figura 279 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 1 en dirección ‘Y’ – Propiedades Límite Inferior ... 367 Figura 280 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 2 en dirección ‘X’ – Propiedades Límite Inferior ... 368 Figura 281 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 2 en dirección ‘Y’ – Propiedades Límite Inferior ... 368 Figura 282 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 3 en dirección ‘X’ – Propiedades Límite Inferior ... 369 Figura 283 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 3 en dirección ‘Y’ – Propiedades Límite Inferior ... 369 Figura 284 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 4 en dirección ‘X’ – Propiedades Límite Inferior ... 370 Figura 285 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 4 en dirección ‘Y’ – Propiedades Límite Inferior ... 370 Figura 286 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 5 en dirección ‘X’ – Propiedades Límite Inferior ... 371 Figura 287 Curva de Histéresis del aislador FP3 Tipo 5 en dirección ‘Y’ – Propiedades Límite Inferior ... 371 Figura 288 Aceleraciones máximas en la dirección X-X para el análisis modal espectral .. 372 Figura 289 Aceleraciones máximas en la dirección Y-Y para el análisis modal espectral .. 372 Figura 290 Aceleraciones máximas en la dirección X-X para Propiedades Nominales ... 373

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xxvii Figura 291 Aceleraciones máximas en la dirección Y-Y para Propiedades Nominales ... 373 Figura 292 Aceleraciones máximas en la dirección X-X para propiedades Límite Superior ... 374 Figura 293 Aceleraciones máximas en la dirección Y-Y para propiedades Límite Superior 374 Figura 294 Aceleraciones máximas en la dirección X-X para propiedades Límite Inferior 375 Figura 295 Aceleraciones máximas en la dirección Y-Y para propiedades Límite Inferior . 375 Figura 296 Derivas máximas en la dirección X-X para el análisis modal espectral ... 376 Figura 297 Derivas máximas en la dirección Y-Y para el análisis modal espectral ... 376 Figura 298 Derivas máximas en la dirección X-X para Propiedades Nominales ... 377 Figura 299 Derivas máximas en la dirección Y-Y para Propiedades Nominales ... 377 Figura 300 Derivas máximas en la dirección X-X para propiedades Límite Superior ... 378 Figura 301 Derivas máximas en la dirección Y-Y para propiedades Límite Superior ... 378 Figura 302 Derivas máximas en la dirección X-X para propiedades Límite Inferior ... 379 Figura 303 Derivas máximas en la dirección Y-Y para propiedades Límite Inferior ... 379 Figura 304 Fuerza Cortante de diseño Vb en la dirección de análisis X-X ... 380 Figura 305 Fuerza Cortante de diseño Vb en la dirección de análisis Y-Y ... 380 Figura 306 Fuerza Cortante de diseño Vs en la dirección de análisis X-X ... 381 Figura 307 Fuerza Cortante de diseño Vs en la dirección de análisis Y-Y ... 381 Figura 308 Amortiguamiento del sistema de aislamiento en la dirección de análisis X-X para propiedades límite superior ... 382 Figura 309 Amortiguamiento del sistema de aislamiento en la dirección de análisis Y-Y para propiedades límite superior ... 382 Figura 310 Amortiguamiento del sistema de aislamiento en la dirección de análisis X-X para propiedades límite inferior ... 383

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xxviii Figura 311 Amortiguamiento del sistema de aislamiento en la dirección de análisis Y-Y para propiedades límite inferior ... 383

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xxix ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1 Categoría de establecimientos de salud por niveles según MINSA. ... 33 Tabla 2 Regímenes del comportamiento del aislador péndulo de fricción triple FPT ... 75 Tabla 3 Tamaños estándares de placas para aisladores péndulos de fricción ... 78 Tabla 4 Comparación entre las estructuras base aislada y base fija ... 79 Tabla 5 Valores del factor zona ... 81 Tabla 6 Valores del factor suelo ... 82 Tabla 7 Valores de periodos “TP” y “TL” ... 82 Tabla 8 Categoría y regularidad de edificaciones aisladas ... 84 Tabla 9 Tipo de suelo y periodos fundamental del estrato. ... 87 Tabla 10 Límites de desempeño propuestos por el SISCF con requerimientos de

funcionabilidad continua ... 89 Tabla 11 Niveles de servicio de acuerdo a la máxima deriva de entrepiso ... 91 Tabla 12 Criterios de daño según Hazus 99 para elementos no estructurales. ... 92 Tabla 13 Matriz de clasificación de variables ... 96 Tabla 14 Diseño de investigación ... 98 Tabla 15 Validación de Instrumentos ... 100 Tabla 16 Tabla de fuerzas cortantes de diseño de superestructura para el sistema de

asilamiento sísmico con dispositivos LRB. ... 103 Tabla 17 Tabla de amortiguamientos del sistema de aislamiento con dispositivos FPT para propiedades límite inferior y superior ... 103 Tabla 18 Matriz de operacionalización de variables ... 105 Tabla 19 Factores de predimensionamiento P y n para cada tipo de columna ... 112 Tabla 20 Factor de amortiguamiento 𝐵𝑀 ... 121

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xxx Tabla 21 Factores de modificación máximos y mínimos de las propiedades de los dispositivos clase I ... 148 Tabla 22Factores de modificación máximos y mínimos de las propiedades de los dispositivos clase II ... 148 Tabla 23 Zonificación Sísmica ... 163 Tabla 24 Categoría de la Edificación ... 164 Tabla 25 Condiciones locales ... 164 Tabla 26 Sistema Estructural, las irregularidades y sus restricciones ... 165 Tabla 27 Modos de vibración de la estructura en base fija ... 175 Tabla 28 Modos principales de vibración de la estructura en base fija ... 176 Tabla 29 Peso sísmico de la estructura obtenida del Etabs. ... 176 Tabla 30. Centro de masa y centro de rigidez ... 179 Tabla 31. Cálculo del desplazamiento total ... 179 Tabla 32 Valores máximos de cargas verticales promedio y cargas verticales máximas de los dispositivos LRB y SL ... 188 Tabla 33 Cálculo de las propiedades lineales y no lineales del aislador LBR 1 ... 190 Tabla 34 Cálculo de las propiedades lineales y no lineales del aislador LBR 3 ... 191 Tabla 35 Cálculo de las propiedades lineales y no lineales del aislador LBR 4 ... 192 Tabla 36 Cálculo de las propiedades lineales y no lineales del deslizador plano SL2 ... 193 Tabla 37 Cálculo de las propiedades lineales y no lineales del deslizador plano SL3 ... 193 Tabla 38 Fuerza de restauración del sistema de aislamiento sísmico ... 194 Tabla 39 Factores de modificación máximos y mínimos de las propiedades de los

dispositivos. ... 195 Tabla 40 Cálculo de las propiedades no lineales y equivalentes del aislador LBR1, en

condiciones límite superior y límite inferior. ... 196

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xxxi Tabla 41 Cálculo de las propiedades no lineales y equivalentes del aislador LBR3, en

condiciones límite superior y límite inferior. ... 197 Tabla 42 Cálculo de las propiedades no lineales y equivalentes del aislador LBR4, en

condiciones límite superior y límite inferior. ... 198 Tabla 43 Cálculo de las propiedades no lineales y equivalentes del deslizador plano SL 2, en condiciones límite superior y límite inferior. ... 199 Tabla 44 Cálculo de las propiedades no lineales y equivalentes del deslizador plano SL 3, en condiciones límite superior y límite inferior. ... 200 Tabla 45 Máximas cargas verticales promedio con las que se diseñaron los dispositivos FPT.

... 201 Tabla 46 Factores de modificación máximos y mínimos de las propiedades de los dispositivos ... 202 Tabla 47 Diseño del aislador FPT Tipo 1 ... 203 Tabla 48 Diseño del aislador FPT Tipo 2 ... 204 Tabla 49 Diseño del aislador FPT Tipo 3 ... 205 Tabla 50 Diseño del aislador FPT Tipo 4 ... 206 Tabla 51 Diseño del aislador FPT Tipo 5 ... 207 Tabla 52 Fuerza de restauración del sistema de aislamiento sísmico ... 208 Tabla 53 Cortante Vb en la dirección de análisis ‘X’ – Límite Superior ... 244 Tabla 54 Cortante Vb en la dirección de análisis ‘Y’ – Límite Superior ... 245 Tabla 55 Cortante Vb en la dirección de análisis ‘X’ – Límite Inferior ... 245 Tabla 56 Cortante Vb en la dirección de análisis ‘Y’ – Límite Inferior ... 246 Tabla 57 Cortante Dinámica máxima en las direcciones de análisis ‘X’ e ‘Y’ ... 246 Tabla 58 Cortante de Fluencia Vb en la dirección de análisis ‘X’ – Límite Nominal ... 248 Tabla 59 Cortante de Fluencia Vb en la dirección de análisis ‘Y’ – Límite Nominal ... 248

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xxxii Tabla 60 Cortante de Vst ASCE 7-16 ... 249 Tabla 61 Cortante Vst en la dirección de análisis ‘X’ e ‘Y’ – Límite Superior ... 249 Tabla 62 Cortante Vst en la dirección de análisis ‘X’ – Límite Inferior ... 249 Tabla 63 Cortante Dinámica máxima en las direcciones de análisis ‘X’ e ‘Y’ ... 249 Tabla 64 Cortante Vb en la dirección de análisis ‘X’ – Límite Superior ... 251 Tabla 65 Cortante Vb en la dirección de análisis ‘Y’ – Límite Superior ... 252 Tabla 66 Cortante Vb en la dirección de análisis ‘X’ – Límite Inferior ... 253 Tabla 67 Cortante Vb en la dirección de análisis ‘Y’ – Límite Inferior ... 253 Tabla 68 Cortante Dinámica máxima en las direcciones de análisis ‘X’ e ‘Y’ ... 254 Tabla 69 Cortante de Fluencia Vb en la dirección de análisis ‘X’ – Límite Nominal ... 256 Tabla 70 Cortante de Fluencia Vb en la dirección de análisis ‘Y’ – Límite Nominal ... 257 Tabla 71 Cortante de Vst ASCE 7-16 ... 258 Tabla 72 Cortante Vst en la dirección de análisis ‘X’ e ‘Y’ – Límite Superior ... 258 Tabla 73 Cortante Vst en la dirección de análisis ‘X’ – Límite Inferior ... 258 Tabla 74 Cortante Dinámica máxima en las direcciones de análisis ‘X’ e ‘Y’ ... 258 Tabla 75 Masas participativas con aisladores LRB y deslizadores planos SL ... 259 Tabla 76 Aceleraciones máximas en dirección ‘X’ en análisis modal espectral ... 260 Tabla 77 Aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ en análisis modal espectral ... 260 Tabla 78 Aceleraciones máximas en dirección ‘X’ – Propiedades nominales ... 263 Tabla 79 Aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ – Propiedades nominales ... 263 Tabla 80 Aceleraciones máximas en dirección ‘X’ – Limite Superior ... 267 Tabla 81 Aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ – Limite Superior... 267 Tabla 82 Aceleraciones máximas en dirección ‘X’ – Límite Inferior ... 271 Tabla 83 Aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ – Límite Inferior ... 271 Tabla 84 Derivas máximas en dirección ‘X’ en análisis modal espectral ... 275

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xxxiii Tabla 85 Derivas máximas en dirección ‘Y’ en análisis modal espectral ... 275 Tabla 86 Derivas máximas en dirección ‘X’ – Propiedades nominales ... 278 Tabla 87 Derivas máximas en dirección ‘Y’ – Propiedades nominales ... 278 Tabla 88 Derivas máximas en dirección ‘X’ – Limite Superior ... 282 Tabla 89 Derivas máximas en dirección ‘Y’ – Limite Superior ... 282 Tabla 90 Derivas máximas en dirección ‘X’ – Límite Inferior ... 286 Tabla 91 Derivas máximas en dirección ‘Y’ – Límite Inferior ... 286 Tabla 92 Desplazamientos máximos en dirección ‘X’ en análisis modal espectral ... 290 Tabla 93 Desplazamientos máximos en dirección ‘Y’ en análisis modal espectral ... 290 Tabla 94 Desplazamientos máximos en dirección ‘X’ – Propiedades nominales ... 292 Tabla 95 Desplazamientos máximos en dirección ‘X’ – Propiedades nominales ... 292 Tabla 96 Desplazamientos máximos en dirección ‘X’ – Limite Superior ... 294 Tabla 97 Desplazamientos máximos en dirección ‘Y’ – Limite Superior ... 294 Tabla 98 Desplazamientos máximos en dirección ‘X’ – Límite Inferior ... 296 Tabla 99 Desplazamientos máximos en dirección ‘Y’ – Límite Inferior ... 296 Tabla 100 Cortante Final de Diseño en Vb en la dirección de análisis X-X e Y-Y ... 298 Tabla 101 Cortante Final de Diseño en Vb en la dirección de análisis X-X e Y-Y ... 298 Tabla 102 Momentos de segundo orden P-Delta en la Dirección X-X ... 299 Tabla 103 Momentos de segundo orden P-Delta en la Dirección Y-Y ... 299 Tabla 104 Amortiguamiento del sistema de aislamiento LRB+SL ... 300 Tabla 105 Masas participativas con aisladores FPT ... 315 Tabla 106 Aceleraciones máximas en dirección ‘X’ en análisis modal espectral ... 316 Tabla 107 Aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ en análisis modal espectral ... 317 Tabla 108 Aceleraciones máximas en dirección ‘X’ – Propiedades nominales ... 319 Tabla 109. Aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ – Propiedades nominales ... 320

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xxxiv Tabla 110 Aceleraciones máximas en dirección ‘X’ – Limite Superior ... 323 Tabla 111 Aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ – Limite Superior ... 324 Tabla 112 Aceleraciones máximas en dirección ‘X’ – Límite Inferior ... 327 Tabla 113 Aceleraciones máximas en dirección ‘Y’ – Límite Inferior ... 328 Tabla 114 Derivas máximas en dirección ‘X’ en análisis modal espectral ... 331 Tabla 115 Derivas máximas en dirección ‘Y’ en análisis modal espectral ... 332 Tabla 116 Derivas máximas en dirección ‘X’ – Propiedades nominales ... 334 Tabla 117 Derivas máximas en dirección ‘Y’ – Propiedades nominales ... 335 Tabla 118 Derivas máximas en dirección ‘X’ – Limite Superior ... 338 Tabla 119 Derivas máximas en dirección ‘Y’ – Limite Superior ... 339 Tabla 120 Derivas máximas en dirección ‘X’ – Límite Inferior ... 342 Tabla 121 Derivas máximas en dirección ‘Y’ – Límite Inferior ... 343 Tabla 122 Desplazamientos máximos en dirección ‘X’ en análisis modal espectral ... 346 Tabla 123 Desplazamientos máximos en dirección ‘Y’ en análisis modal espectral ... 347 Tabla 124 Desplazamientos máximos en dirección ‘X’ – Límite Nominal ... 348 Tabla 125 Desplazamientos máximos en dirección ‘Y’ – Límite Nominal ... 349 Tabla 126 Desplazamientos máximos en dirección ‘X’ – Límite Superior ... 350 Tabla 127 Desplazamientos máximos en dirección ‘Y’ – Límite Superior ... 351 Tabla 128 Desplazamientos máximos en dirección ‘X’ – Límite Inferior ... 352 Tabla 129 Desplazamientos máximos en dirección ‘Y’ – Límite Inferior ... 353 Tabla 130 Cortante Final de Diseño en Vb en la dirección de análisis X-X e Y-Y ... 354 Tabla 131 Cortante Final de Diseño en Vs en la dirección de análisis X-X e Y-Y ... 355 Tabla 132 Momentos de segundo orden P-Delta en la Dirección X-X ... 355 Tabla 133 Momentos de segundo orden P-Delta en la Dirección Y-Y ... 356 Tabla 134 Amortiguamiento del sistema de aislamiento FPT ... 356

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1 1. CAPITULO I: INTRODUCCIÓN

1.1. Realidad Problemática

La ingeniería sismorresistente es una de las ramas de la ingeniería civil que estudia el comportamiento sísmico de las edificaciones ante la presencia de algún evento sísmico, además tiene por objetivo principal brindarnos métodos de diseños para los diferentes sistemas estructurales cuyas respuestas sísmicas deben cumplir con una serie de requerimientos mínimos de tal modo que las edificaciones construidas tengan un adecuado comportamiento sismorresistente frente a la presencia de sismos severos, es decir que no colapsen aunque puedan presentar daños importantes estructuralmente que en algunos casos éstos daños puedan ser reparables. En la actualidad la ingeniería sísmica a nivel mundial ha ido evolucionando desarrollando nuevos métodos de protección sísmica para llegar a un mismo propósito el cual consiste en diseñar edificaciones seguras que implican evitar pérdida de vidas humanas, asegurar la continuidad de los servicios básicos y minimizar los daños a la propiedad para lo cual se necesita controlar y regular los parámetros de diseño sísmico. (Muñoz, 2020)

En Chile debido a los catastróficos desastres ocurridos por fuertes terremotos como por ejemplo el terremoto de Valdivia de 1960 con magnitud de 9.6 Mw, dejó colapsadas algunas ciudades del centro y sur de Chile ocasionando enormes pérdidas de vidas humanas, daños de bienes y materiales causados por las grandes disipaciones de energía que produce estos movimientos sísmicos. Es por ello que en base a dichos eventos sísmicos que han ido ocurriendo y además por su ubicación dentro de una zona altamente sísmica como es el cinturón del Fuego del Pacífico han implementado el uso de aisladores sísmicos en sus diseños estructurales en algunas edificaciones, dentro de ellas tenemos el diseño estructural del Hospital Militar de Santiago que cuenta con 164 aisladores elastoméricos en su base, estos aisladores sísmicos son de 70 cm a 90 cm de diámetro cuya respuesta

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2 sísmica como resultado de su diseño es capaz de soportar el peso sísmico total de la estructura de 90445Ton y poder desplazarse lateralmente los aisladores céntricos valores de 23,8cm y 28,7cm para un amortiguamiento ξ=12% considerado en su diseño para sismo de diseño (SDI) y sismo máximo considerado (SMC), mientras que para dispositivos perimetrales se obtuvo valores de desplazamientos laterales de 27,8 cm y 33,6cm , por lo que estos dispositivos mejoran el comportamiento sismorresistente de las edificaciones ocasionado por las fuerzas laterales producida por los sismos, un claro comportamiento logrado en ese hospital con sistema de aislamiento sísmico es que en el sismo producido el 27 de febrero del 2010 con una intensidad de 8.8 grados el hospital no sufrió daño alguno, a diferencia de un edifico ligado sin aislamiento sísmico en la base el cual presentó daños importantes en su estructura. Otro hospital que fue construido después de observar la buena funcionalidad del Hospital Militar de Santiago frente a los terremotos fue el Hospital regional de Antofagasta, el cual cuenta en su diseño sísmico estructural con 420 aisladores y disipadores en la base cuya respuesta sísmica de su diseño estructural es capaz de un terremoto de 9.5 grados de intensidad, y es en base a esa configuración que es capaz de soportar un terremoto de igual magnitud como el producido por el terremoto más fuerte a lo largo de la historia en Chile que fue el de Valdivia de 1960 (El Mercurio de Antofagasta, 2010).

En el Ecuador a diferencia del Hospital Militar de Santiago emplearon aisladores de péndulo de fricción doble para la construcción del Nuevo Hospital de Muisne, el resultado de emplear sistemas de aislamiento sísmico en el hospital ecuatoriano surgió frente al hecho ocurrido el 16 de abril del 2016 donde un enorme terremoto de 7.8 grados en la escala Richter ocasionó fuertes desastres principalmente en las ciudades de Manta, Pedernales, Muisne, Portovejo y Esmeralda, este hecho ocurrido produjo daños estructurales irreparables en las edificaciones de la ciudad de Muisne, por lo que conllevó

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3 a la reconstrucción del nuevo Hospital de Muisne en la provincia de Esmeraldas, el diseño sísmico estructural de este hospital consta de 65 aisladores RESTON®PENDULUM (también conocido como deslizante de superficie curva) que son aisladores de tipo péndulo de fricción doble cuya respuesta sísmica de su diseño estructural es capaz de soportar un peso de 750 KN y deformaciones laterales de 40 cm, actualmente el hospital con aislamiento sísmico se mantiene aún intacto sin daños estructurales ni en su contenido . (Mageba, 2017)

En Estados Unidos se observó un buen comportamiento en base a la respuesta sísmica estructural de las edificaciones diseñadas con aislación sísmica en la base y que se encontraban ubicadas en zonas de alta sismicidad, una de ellas es el caso del Teaching Hospital de la Universidad de South California (USC) en los Ángeles que no presentó daños estructurales ni en su contenido ante el terremoto de 1994 cuyo epicentro fue en Northridge localizado a 36 km de este. El Hospital USC pudo seguir operativo para la atención de personas afectadas por aquel terremoto, dicho hospital fue diseñado con sistemas de aislación sísmica en la base usando 81 apoyos elastoméricos y 68 aisladores con núcleo de plomo, este sistema de protección sísmica en base a su respuesta sísmica permitió reducir las aceleraciones de campo libre en un 75% traduciéndose en reducción de daños estructurales y no estructurales. A diferencia de esto fue el caso del Centro Médico del Condado de los Ángeles localizado a menos de una milla de distancia y que fue diseñado sin sistemas de aislamiento sísmico el cual conllevó a daños importantes tanto estructurales como no estructurales valorizados en 400 millones de dólares y que se manutuvo inoperativo después del terremoto. (Dynamic Isolation Systems, 2007)

En el Perú en los últimos años se han desarrollado diseños sísmicos estructurales con sistemas de aislamiento sísmico en hospitales de concreto armado para mejorar su respuesta sísmica, dentro de ellos tenemos al Hospital Regional Daniel Alcides Carrión

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4 localizado en Cerro de Pasco que consta de 9 bloques aislados de 6 y 3 pisos con 186 aisladores en su base, el Hospital Regional de Moquegua que consigna 3 edificios de 2 pisos y 3 edificios de 4 pisos todos con aislamiento sísmico en la base con un total de 216 dispositivos elastoméricos de núcleo de plomo y deslizadores, el Hospital de Yurimaguas – Santa Gema que consta de 7 bloques separados de 2 y 4 pisos con un total de 172 elementos de protección sísmica entre aisladores HDR y deslizadores, el Hospital de Bella Vista en San Martín de un solo bloque y con edificios de 1 y 4 pisos que cuenta con 64 dispositivos entre aisladores de núcleo de plomo y deslizadores, la Clínica de Medicina Deportiva en el Callao de 3 pisos que cuenta con 23 aisladores de péndulo de fricción triple en su base. (Talavera , 2017)

En los departamentos del Perú existen algunos hospitales de concreto armado diseñados con sistema de aislamiento sísmico en el suelo de fundación para mejorar la respuesta sísmica en caso de terremotos severos o muy severos, dentro de ellos podemos mencionar al Hospital de la Policía Nacional del Perú en el departamento de Lima construido en un área 28 000 m2 y cuenta con 213 aisladores en la base cuyo desempeño estructural logrado a través de análisis sísmico es que presenta una deriva máxima de 2.8/1000 y una aceleración máxima de 0.28g lo cual se traduce en disminución de daños estructurales y no estructurales. En el departamento de Puno tenemos al Hospital Ilave de 5 bloques de 2 y 3 pisos distribuidos en un área de 6 160 m2, el cual en su diseño sísmico estructural cuenta con dispositivos de aislación sísmica y cuenta con un total de 120 aisladores, el desempeño logrado con aislación sísmica basal produce derivas máximas de 3/1000 y aceleración máxima de 0.25g generando la operacionabilidad de la edificación después de ocurrir un sismo raro con periodo de retorno de 2500 años. (Muñoz A. , 2017) En la ciudad de Trujillo aún no existe hospitales cuyo diseño sísmico estructural se haya realizado y construido con sistemas de aislación sísmica para obtener una mejor