Desempeño sísmico de estructura de concreto armado con aisladores tipo elastoméricos con núcleo de plomo: caso de estudio, hospital Santa María de Cutervo

Abstract

El presente estudio evalúa el desempeño sísmico de los módulos A1 y A2 del Hospital Santa María de Cutervo, considerando el uso de aisladores elastoméricos con núcleo de plomo. El objetivo principal es determinar la efectividad del aislamiento sísmico en la reducción de desplazamientos y distorsiones laterales en comparación con una estructura de base fija. La metodología empleada incluye el modelado numérico de los módulos mediante análisis inelástico tipo pushover, siguiendo las normativas FEMA 356 y ATC 40. Se compararon las respuestas sísmicas de los módulos con y sin aislamiento, analizando los desplazamientos y distorsiones laterales en ambas direcciones principales. Los resultados indican que los módulos con aislamiento presentan mayores desplazamientos en la base, pero reducen las distorsiones en los niveles superiores. En el modulo A1, los desplazamientos máximos fueron de 82.92 mm en dirección X y 31.34 mm en Y, mientras que en A2 alcanzaron 125.252 mm en X y 137.905 mm en Y. En contraste, el modulo A1 con base fija mostró menores desplazamientos, pero mayores distorsiones laterales, evidenciando una disipación de energía diferente. Se concluye que el uso de aisladores elastoméricos mejora el desempeño sísmico al reducir las fuerzas transmitidas a la superestructura, asegurando la operatividad del hospital tras un sismo. Estos resultados coinciden con estudios previos que respaldan el aislamiento sísmico como una estrategia eficiente para edificaciones esenciales.

This study evaluates the seismic performance of blocks A1, A2, and B1 of the Santa María de Cutervo Hospital, considering the use of lead-core elastomeric isolators. The main objective is to determine the effectiveness of seismic isolation in reducing lateral displacements and distortions compared to a fixed-base structure. The methodology includes the numerical modeling of the blocks through a nonlinear pushover analysis, following FEMA 356 and ATC 40 standards. The seismic responses of the blocks with and without isolation were compared, analyzing lateral displacements and distortions in both principal directions. The results indicate that the isolated blocks exhibit greater displacements at the base but reduce distortions at upper levels. In block A1, the maximum displacements were 82.92 mm in the X direction and 31.34 mm in Y, while in A2, they reached 125.252 mm in X and 137.905 mm in Y. In contrast, block B1, with a fixed base, showed lower displacements but higher lateral distortions, evidencing a different energy dissipation mechanism. It is concluded that the use of lead-core elastomeric isolators improves seismic performance by reducing the forces transmitted to the superstructure, ensuring the hospital's operability after an earthquake. These results align with previous studies supporting seismic isolation as an efficient strategy for essential buildings.