-. Universidad de Puerie Rice University of Puerte Rice

.. Reeinte Universiterie de Mayagiiez Mayagiiez Campus
Golegie de Ingenierie College of Engineering wee

Departemento de Ingenieria Civil Agrimeneura Department of Civil Engineering and Surveying

 

Proyecro
Evaluaei?n Estruetural 3* No Estructural de Cince Heepitales
del Departamenm de Salud

Informs
Evaluaei?n Estructural
Hospital de Trauma del Centre M?diee de Puerto Rice
Administraei?n de Servicing M?diees de Puerte Rice

3 de junio de 2015

meme somerfde ai
Recinto de Cieneias M?dicas de la UPR
Escuela Graduada de Salud Publiea
Centre de Preparaci?n de Salud Publica
. Dr. Ralph Rivera. Gutierrez
email: ralph.rivera@upr.edu
PO Box 365067, San Juan PR 00936

Investigador Principal: Dr. Ricardo Ldpez Rodriguez, PE 1
email: ri.lepez@upr.edu

Ce-[nvestigadoresz Dr. Luis E. Suarez, 1
Dr. Jose A- Martinez Cruzade, PE 1
lug. Juan A. Rodriguez Vargas, PE, PS 2
111g. Christian Villalobes Soto, 2
111g. Manuel A. Conde Fuster, EIT 2

1 Catedrzitiee Departamento Ingeaieria Civil Agrimeneura, UPR-RUM
2 Estudiante graduade Departamente Ingenieria Civil Agrimeneura, 

Tabla de Contenido

.1

1. [ntmducci?n t)
2. Metodologia utilizada Rapid stmz? Screening (RVS) 6

3. Metadologia utilizada Periodo vibraci?n predominante de la estrucmra la probabilidad

dc IBSODHHCIB. 9
4. Resultados de: la evaluaci?n esmctural utilizando Rapid Visual Screening 12
4.1 Estructura Principal 13
4.2 Estructura Torre 15
4.3 Estructuras conectadas pal-junta de construccmn 16

5. Resultados de la evaluaci?n del periodo predominante de la estructura la probabilidad dc

resonancia.17
6. Resumen de recomendac1ones30
Apendloe33

711 Medidas dB vibraci?n en estructuras 33

7.2 Medidas de Vibracic'm en 31 51.1610 38

Lista de iggas

Figura 1: Foto a?rea del hospital identi?cando las astruonrras qua lo oomponen. 5
Figura 2: Geologia del sitio 6
Figura 3: Ejemplo de la forma de: de datos utilizados en el proceso RVS. 3
Figora 4: Equipo ETNA Strong Motion Aooelerograph utilizado para la torna de datos- 11
Figura 5: Foto a?roa identificando 1a ostruotura principal 13
Figura 6: Foto a?rea identi?oando la estructura do la Torre. 15
Figura 7: Delimitacion do las estrooturas do los aoeleromotroa en la azotea. 18
Figura 3: Delimitation do las estruoturas localizacion de los aoolerometros en el sotano- 19
Figura 9: Historial do tiempo do acoleraoionos para medidas dol teoho (izquierda) sotano
(deracha) en la estruotura osto do ASEM 20
Figura 10: Espootros do potencia para medidas del teoho (izquiarda) 31 primer nivel (dorocha)
en las dirccoionos X, 5; para la estruotura este do ASEM. 21
Figura 11: Cooientos 1111st para los espootros do potancia de la estructura este
do ASEM 21
Figura 12: Bapeotros do Fourier para medidas do] tooho (izquierda) El sotano (derecha) en las
dirocoioncs X, 3! para la esp-notura est: do ASEM. 22
Figura 13: Cooiontas Ply/?Hy; VHNE para los sapeotros do Fourier de. la astrucmra este
de ASEM 22

Figura 14: Looalizaoion do 1as madidas en el sualo. 24
Figura 15: Mapa do iaoperiodos del area do asrudio an Contro Me?dioo. 26
Figura 16: Historial do tiempo do acelaraoionas para modida de: suelo en el punto CF10. 27

Figura 17: Espeotros do potenoia para medida do 511310 en el punto CF10 en la; X, 
Figura 18: Cooientes HXN HEN para los espootros dc poronoia do] suolo an a] punro 28
Figura 19: Espeotros do Fourier para medida do suelo an al punto CF10 on las X, 
Figura 20: Cooientes para los aspeotros do Fourier do] suelo on 31 punto 29

Lista de Tablas

Tabla 1: Resumen de les par?metres para el resultado del RVS para la estruetura principal. 14
Tabla 2: Resumen de 103 parametros para el resultade del RVS para la esn'uetura de la 16
Tabla 3 Infermaeien general de las medidas realizadas en las estrueturas 19
Tabla 4: Resultados de periedo ?mdamental freeueneia natural de las estrueturas de ASBM.- 20
Tabla 5: Infermaei?n general de laa medidas realizadas en el suele. 23
Tabla 6: Resultados de periodo fundamental freeueneia natural del suele alrededer del Centre
M?diee. 25
Tabla 7: Pereiente de diferencia entre periode natural de estruetura period-:3 natural del suelo 3O
Tabla 7: Resumen comparaiivo de les resultades del RVS para el Hespital de Trauma con otras

estructuras evaluadas en el preyeeto 31

 

 

 

 

 

Universidad de Puerlo Rice University of Puerto Rioe
Reoinlo Universitarlo tie Mayagiiez Mavag?ez Campus UPR
a; - Colegio delngenieria College ofEngineen?ng 
Mg; Departamento de lngenleria Civil Agrirnensura Department of Civil Engineering and Surveying
Proyecro
Estruotural No Esuuotural de Ciuoo Heapitales
del Departamento de Salud
In?rme .
Vulnerabilidad de Elementos No Estruoturales en:
Hospital Cardiovascular, Hospital Pediatrico, Hospital Universitario de
Adultos, Hospital de Trauma (ASEM) Hospital Universitario Ramon
Ruiz Arnau de Bayamon
29 de Mayo del 2015
Informs somerido a!
Reointo de Cienoias M?dioas de la UPR
Esouela Graduada de Salud Publica
Centro de Preparaoion de Salud Publioa
Dr. Ralph Rivera Gutierrez
email: ralph.rivera@upr.edu
PO Box 365067, San Juan PR 00936
Investigador Principal: Dr. Ricardo Lopez Rodriguez, PE 1
email: ri.10pez@upr.edu
Co?Investigadores: Dr. Luis E. Suarez, 1

Dr. Jose A. Cruzado, PE 1
111g. Juan A. Rodriguez Vargas, PE, PS 2
111g. Christian Villalobos Soto, EIT 3
lug. Manuel A. Condo Foster, EIT 2

1 Catedratico Dapartamento Ingenieria Civil Agrimensura, 
2 Estudiante graduado Departamento Ingenieria Civil ?igrimensura, UPR-RUM

Vulnerabilidad do Elomentos No Estruoturalos

Tabla do Contonido
1. do Elomontos No .. 1
1.1 Introducoidn .. 5
1.2 Objotivos do! 6
1.3 Eiomontos No Estruomralos 6
1.4 indico do Soguridad Hospitalaria 7
1.5 Rosultados .. 10
1.5.1 Hospital ASEM . .. 10
1.5.2 Hospital Univorsitario do Adultos .. 11
1.5.3 Hospital -. 13
1 .5 -4 Hospital Cardiovascular 14
1.5.5 Hospital Univorsitario Ramon Ruiz Amau 15
1.6 Conclusionos 17
1.7 19
1.7-1 Anclajos on Armanos 20
1.7.2 Anolajos on oquipos do computadoms on 22
1-7.3 Tuborias on juntas do expansion 23
1.7.4 Anolajos para gases modioos 25
1.7.5 do] gonorador 23
1.8 .. 30
Lista do Figuras
Figura 1.34. Ilustraoion do ostructura com a) Elomontos ostruoturalos solamonto b)

Combinaoion do olomontos ostruoturalos no-ostruoturalos do una ostructura general (FEMA E-
7

74, 201 1)



Figura 1.7?1. Altomativa do lateral para armario sobro modas (FEMA 21

Figura 1.7-2. Altomativa do rost?ooion latoral para annario sobro medas (FEMA 13-74) 21

2

Figure 1.7-3. Ej emplo de aneleje en ennario sobre medas junto a line pared estruetural (FEMA

Figure 1-74. Alternatives para anelar equipo oomputa?zedo en o?cirlas. 23
Figure 1.7?5. Ilustreeion de manguere trenzada para la junta de expansion (FEM 2004). 24
Figure 1.7?6. Ilustreoion de la eonexion ?double-socket? (wwmeterworldeom). 24

Figure 1.7-7. Ilustraeion de oonexion ?exible sobre el piso, eoneetedo a una tuberl?e rigida,

nguna niequinarie alglin elemento estrueturel (FBMA 414, 2004) 25
Figure 1.7-8. Ilustrecion de una eonexjon ?exible ante une separacion (PEMA 414, 2004). 25
Figure 1.7-9. de riesgos a exposieion de gases segt'ln 1e NFPA 26
Figure 1.7?10. Ilustreoiorl de tenques emarrados eon eedenas tuberias ?exibles eoneetedas 
vailvulas de segurided (FEMA E34) 26
Figure 1.7-11. Detalle de para eilindros de gas eornprimido (FEMA 13-74) 27
Figure 1.7512. Detelle tipico de aneleje para generadores de emergencies, segl?ln 29
Lista de Tables

Table 1.4-1. Reeornendeoiones generales de intervencion, urie re: se tenga e1 ISH 9
Table 1.5-1. Resultados obtenidos de los cuestionarios en poreientos 10
Table 1.5-2. Resultados ponderados en los pesos relatwos 10
Tabla 1.5-3. indies de Seguridad Hospitalarie para el Hospital de Trauma ll
Table 1.5-4. Resultedos obtenidos de los cuestionarios en 11
Table 1.5-5. Resultados ponderados en los pesos relatives 11
Tabla 1.5?6. iarlloo de Seguridad Hospitalaria para el Hospital Uoiraraitario de 13
Table 1.5-7. Resultados obtenidos de los euestionarios en poreientos 14
Table 1.54%. Resultedos ponderedos en los pesos relatives 14
Tabla 1.5-9. de Seguridad Hoopitalaria para el Hospital Pediatrioo 14
Table 1.5-10- Resultaclos obtenidos de los euestionarios en 15
Table 1.5?11. Resultados ponderedos en los pesos relatlvos 15
Tabla 1.5-12. inoioo de Segurided Hospitaleria para el Hospital 16
Table 1.5?13. Resultados obtenidos de los ouestionarios en porcientos 16
Table 1.5?14. Resultados ponderedos en los pesos relatives 16
Tabla 1.5?15. bioloo de Segurided Hospitaleria para el HURRA 17

Tabla 1.5-16. Resumen dc resultados obtenidos luego dc concluir cl estudio

18

1. Vulnerabilidad de Elementos N0 Estrucmrales

1.1 Introducci?n

Debido a la ubioacion geogra?ea de Puerto Rico, la isla esta expuesta a una potenoial
actividad sismiea ya que se encuentra rodeada por fallas tectonioas, ya 3e han identi?oado
fallas dentro de la misma. Betas fallas son e1 resultado del movimiento tectonieo que oourre en la
interfaz de la plaoa del Caribe la place de Nortearne'riea (Irizarry 1999). Loe eventos sismieos a
trav?s de la historia han ense?ado que considerar los eomponeutes no-estruoturales de un edifieio
es cle vital importaneia, ya que en muehas ocasiones edi?oios bien dise?ados sobreviven e1 sisrno
pero en posterior ?moionamiento se ve impedido por la falla cle estos componentes. En el easo de
los hoopitales, es one 3115 servioios critioos contin?en operando para proteger la Vida 
el bienestar de la poblaoi?n, en especial inmediatamente despu?s de oourrido el fenomeno natural
(PAHO 2008). Tambi?n en este tipo de edi?cacion e1 costo de los elementos no estruoturales
oonstituye un gran porciento del oosto total, que puede aleanzar hasta un oehenta (80) poreiento.
Estas instalaeiones van a albergar en el memento de 111: sisrno un gran n?mero de paeientes
practioamente inhabilitadoe para la de la a de lo que ocurre
eon otro tipo de edi?eios. Los heapitales disponen de una oompleja red de instalaeiones
meoanioas sanitarias, asi oomo de un numero importante de equipo eSpeoializado 
costoso, por lo que no se puede permitir que un movirniento sismico cause fallas en diohas
instalacioaes equipos, ya que podrian eausar un colapso funcional de la (PAHO

2000)

Los componentes no?esu'uctwales se pueden ver afeetados por sismos de baja intensidad,
a diferenoia de los eomponentes estrueturales que su?en da?os ante eventos sisrnieos de alta
intensidad, log euales son menos ?'eeuentes que los de una intensidad baja. Es por esto que el
enfoque principal de esta parte de la investigacion 5e basa en realizar una por oacla
uno de los hoopitales con el proposito de determiner euan vulnerables 5e enouentran ante un
evento sismieo debido a que es mas faeil menos oostoso readaptar estos oomponentes para
prevenir su da?o, 5e dar?n algunas reeomendaciones. Para este estudio se utilize la
metodologia formularios ereados por la Organizaeion Panamerieana de la Salud en el a?o

2008, oonoeido como el fadfce do Seguridad Hospitafarfa.

1.2 Objetivos del estudio

El objetivo principal de la evaluaci?n es determinar el grade de vulnerabilidad no estruetural
que poseen los hospitales por el Depa?mnento de Salud de Puerto Rico. Les pasos
principales para evaluar la vulnerabilidad de los oomponentes no estrueturales que se seguiran en

arden para alcanzar e1 obj etivo principal son:

a grade de vulnerabilidad sera ealeulado con la hoja de computes provista per la
Organizaoi?n de la Salud (PAHO). El resultado ?nal es el llamado 
d8 Segurfdad HOSpirafarfa (13H).

- Sagan requiere PAHO, para obtener e1 se debe evaluar las vulnerabilidades
estruotural, no estrucmral funeional del eatablecimiento de salud, por lo que esto 5e
llevara a eabo en esta parte del estudio.

Sobre la base de las de?cieneias observadas, se ofreoeran reoomendaciones para la

mitigaei?n de estas de?eieneias.
1.3 Elementos No Estruetu rales

Un edi?oio se compone de elementos estructurales no?estrueturales. Loa elementos
esnucmrales son componentes que soportan transmiten oargas gravitaeionales (peso prepio 
debido a las actividades en el edi?oio), fuerzas induoidas por terremotos, por vientos otros
tipos (FEMA 5?74, 2011)? Algunos de los elementos esnuemrales mas oonoeidos son las
eolumnas, vigas, parades losas de piso, Por otra parte, los oomponentes no-emuoturales son
todos loa que no constituyen el sistema de SOporte del edi?cio pero son indispensables para su
operaoi?n. En el oaso de equipos mecanioos electrioos, estos elementos son dise?ados per
ingenieros mecanicos electricistas; los otros componentes son mayonnente reaponsabilidad de
arquitectos no conllevan un dise?o espeei?oo. Como ejemplos de estos sistemas en hOSpitales,
se encuentran las maquinas de aire acondicionado, maquinaria de radiologiaj equipo de sala de
operaoiones, entre muehos otros. Ante an evento catastro?oo puede que los elementos no?
estrueturales no impliquen una amenaza para la estabilidad colapso de la para
siempre pueden poner en peligro la wide 0 la integridad de las personas que se eneuentran en el

edi?eio en instantes (PAHO, 2008).

1. 

Este report-e prosonta los resultados do una ostruotural rapida estudio do
vumoraoilidad por rosonanoia para el Hospital do Trauma dol Centre Medioo, de la
Administraoion do Sor?vioios Medioos do Puerto Rico. Bl ostudio so realizo basado on la
publioacion 154 do 1a Agonoia Federal para ol Manojo do Emergonoias. Esto hospital osta
Iooalizado on e] contro del oomplejo do] Contro Modioo do Puerto Rico, esta oompuesto
principalmonto por tros osn'uoturas do horrnigon soparadas por juntas do Lao
estruororas donominadas Principal Oeste Principal Este tienen 3 pisos sobro un piso do
sotano, la denominada estructura Torre tiono 4 pisos no tieno s?tano. La entrada principal
do] hospital as por el primer piso on 1a parte- sur; la Torre provoo aoroo do omergonoia
por modio do on holipuorto. Tambion oxiston ontradas a1 hospital por los oostados oosto 
esto. La Figura muostra una foto aorea dol hospital, con la delimitaoion do las estruoniras

ov aluadas .

 

Figura l: Folo aorta del hospital identificando las Instructor-as que lo componen.
(Imagcn: CNES I Astrium)

Sagan los mapas dol UGS, la goologia do] sitio osta oompuosta mayonnente do

suelos aluviales, es deeir, suolos compuostos do arcillas, limos, arena 0 grava no

consolidados. La Figu 2 muestx'a los mapas del USGS para 3! area de estudio. Se cotejamn

estudios de suelo del area que con?n'nan la presencia d6 astos suelos.

 

 

Unconsolidateci material
Alluvium
Slit

r: - .

a 

?2 if.

 

 

Figura 2: Geologist del sitio.
(Image-n: Junta de Plani?caci?n]

2. Metadologia utilizada Rapid Visual Screening (RVS)

La metodologia para la evaluaci?n cshuctural utilizada en este trabajo, Rapid Visual
Screening es una evaluaci?n rapida visual de la esmctura, descrita en la publicaci?n
154 segunda edici?n (marzo, 2002) de la Agenda Federal para el Manejo dc Emergencias
(FEMA). Esta m?todo fue por medio del estudio de- caracteristicas observadas
en distintas BSth?ll'aS que han side afectadas adversamente durante terremotos. Par medio
de la identi?caci?n de divert-:05 factores que pueden afectar e1 componamiento de la

estructura se puede identi?car un resultado ?nal (S) para cada astructura eats a su V62 56
6

ralacioua, basado en un astudio astadistico da adi?cios da?ados duranta terremotos can

caracteristicas similar-as, con las probabilidadas apraximadas da colapso dc 1a 

La primcra caractaristica a aonsiderar a1 comanzar 1a evaluaci?n por madio da la
utilizaci?n dal Rapid Visual Screening (RVS) as al riasgo sismico en la regi?n clouds sa ubica
Ia astructura detanuinar a] fonuulario que ha dc completarsa para la astructura an estudio
(var Figura 3 para ajamplo dal funnulario). E1 riasgo aismico por este m?todo es segmentado
an tres regiones; bajo, modarado alto. Para 1a selecci?n del riasgo sismico aplicabla a la
astructura se estudian las Acclaraciouas de Reapuastas Espectralas, para periodos cortos de
0.2 segundo, para periodos iargos de 1.0 segundo. Estas acclaraciouas ?ler-0n obtanidas da
105 mapas dc riasgo por movimiento dal sue-.10 dal United States Geological Survey (USGS),
que son utilizadoa en la publicaci?n astaudar 7? (2010) dc la Sociedad Americana dc
Ingenieros Civiles (ASCE 7 10). La selecci?u de 1a ciaai?caci?n dc riasgo sismico in?uya
an todos los modificadoraa considerados para el resultado ?nal (S) de la evaluaci?n de la

astructura

La segunda caractaristica a avaluar ?re cl comparar la fecha dc consirucci?n da 1a
astructura con la fecha en la cual sa establecieron c?digos requisites de consn'ucci?n qua
cumanzaran a considerar a] disa?o para tarremotos (1963), la fecha an qua 10$ c?digos 
raquisiths aumentaron 1a. rigurosidad del dise?o sismico para qua [as estructuras tuvieran un
buen dasampe?o durante un tarramoto {1987). Estructuras dise?adas con anterioridad a 1968
obtendran una disminuci?n an an c?mputo da capacidad para rasistir ten-emotos a su vaz
aquellas astructuras dise?adas can pastarioridad a] 1937 tandran un aumanto an 31 o?mputo

de capacidad estructural.

L05 parametros del suelo es la tercera caracteristica cousidarada an asta avaluaci?n.
For medic: de las velocidades de onda transversal pruabas da pana?aci?n estandar (N) dc
estudios da sualos, indicas da plasticidad (1P) contenidos da humedad asta matadologia

(RVS) permits clasi?car 61 511310 douda sa cimienta 1a astructura en sais tipos. Lugares can

2?

suelos con clasi?caci?n A no tendr?n un modificadOr que afecte su evaluaci?n 
conceptn de snelo, de nxistir un suelo con clasi?caci?n C, 0 en el lugar, el resultadn de
vulnerabilidad de la estructura se veria afectado segi?m 1a clasi?caci?n; dc existir nn sueln 
53 consideraria un 511610 Inuy pnco competente se rccomendaria una evaluaci?n detallada

de la estructnra autom?ticamente.

LOW i


um:- .-. [Jam -

.3 i MODERATE


I-nr? 5?5
. 


1.3ii.- u-I





 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figural 3: Ejemplo de la'forma de recolecci?n de datns u?lizados en el proceso RVS-
Publimci?n 154)

La identificaci?n principal sistema. estructural para, resistir cargas Intel-ales es la
enarta caranteristica de esta evaluaci?n y, al igual que la selecci?n del 1'16ng sismico en la
zona, esta sclecci?n afecta tndos 103 demzis factores. E1 m?tndn RVS nonsidera quince tipns
dc sistemas de resistencia a cargas laterales, de 105 {3113135 56 selecciona unn dc acuerdn a 105
materiales, eiementos estructurales sus annexiones dc estructura evaluada, ya sea
directamente por observaci?n en el campn determinado por medio de la inspecci?n de 105
planes estructuralns. La quinta. caracteristica a nbservar es la altura de la estructura en

t?nninns de la cantidad de: pisos. Basado en las nbservaciones a estructuras da?adas durante

8

torromotos osto motodo (RVS) ha favorooido a ostruotura con mayor nt?rmoro do pisos, puos o1
diso?o do ostas tiondon a sor bajo un nivol do suporvision ouidado muoho mas maroado.
Estruoturas ontro 4 7 pisos son clasi?oadas do modia alrora, ostruoturas con mas do 7
pisos son do gran altura; sog?n osta so inoluiran modi?cadoros quo oontribuyon

a1 rosultado ?nal (S).

La soxta oaraotoristioa obsorvada on o1 ostudio ostadistioo do dondo so ?mdamonta o1
RVS os la prosonoia do irrogularidados vorticalos horizontalos, inoluyon ostas
inogularidados con modificadoros quo disminuyon o1 rosultado ?nal (5) do 1a ostruotura a
su voz aurnontan las probabilidados do oolapso. Las irrogularidados ostan basadas
principalmonto on 1a obsorvaoion do dondo 1a soouoncia do olomontos
osu'uomralos prosonta cambios marcados do rigidoz. En o1 oaso vertical algtmas do las
irrogularidados quo osta ovaluaoi?n busca idonti?oar son problomas do oolumnas aortas,
disoontinuidad vortioal do olornontos ostmoturalos, olomontos vortioalos do diforontos alturas,
pisos do maroada mayor rigidoz a pisos inforioros. Estas hrogularidados tamhi?n puodon ostar
prosontos on sontido horizontal soran ovaluadas sogt'm 1a obsorvaoion do las vistas on planta

do 1a ostruotura con la ayuda do los planos ostruoturalos.

. Motodologia utilizada Poriodo do vibraoion prodominanto do la ostruotura la

probabilidad do rosonancia.

Una ostruotura pudiora ontrar on rosonanoia ouando o1 poriodo do vibraoion
?mdarnontal do la misma coincide: con o1 poriodo natural do vibraoion do! sito dondo so
onouontra. En oaso do quo ocurriora un ovonto sismioo o1 ofooto do la rosonanoia ampli?oa
los dosplazarniontos lateralos do la ostructura. Esto aurnonto on do3plazamionto provocaria

quo la ostruotura oscilo inoromontahnonto hasta aloanzar da?os may sovoros.

Los hoapitales son eonsiderados estruemras de extrema importaneia lo que quiere
decir que en el easo de um evento catastro?eo, eomo 1o as on tel-remoto de alta intensidad, es
que estos no solo puedan resistir; sine que se mantengan servieiales
inmediatamente luego cle ?nalizar e1 movimiento tel?rieo. Es aqui donde se eneuentra las
facilidades, e1 equipo necesario mas aun el personal preparado para poder tratar atender

paeientes vietimas del evento.

El estudio realizado utiliaa medidas de Vibraeion ambiental para detenninar los
periodos naturales de ambos; e1 suelo la estruetura. Cuando se habla de vibraei?n ambiental
se re?ere a todo tipo de ruido sismieo ya sea generado por fuentes naturales oomo viento,
cambios en presion atrnosferiea mareas, fuentes arti?ciales eomo maquinaria tra?eo
entre otros. Al oomparar los periodos ?mdamentales se puede determinar si hay posibilidad

cle resonaneia.

Para eornpletar e1 estudio se utilizaron tres aeeler?grafos ETNA ?High Dynamic
Range Strong Motion Aeoelerograph? de la eompa?l?a Kinemetrios, oapaees de registrar
vibraoiones de bajas amplimdes hasta un maximo 0.25g. Se le instalaron tarjetas de memoria
Flash? de 2GB para grabar los datos. Entre otros materiales se utilizo una
hoja de earnpo para documentar la localizacion los para?rnetros entrados a1 aeelerometro,
una oomputadora con el programa Altus File Assistant, tarnbi?n cle Kinemetries, para
entrar los parametros al 'mstrumento, cables para una antena
cle GPS para 1a hora real localizaeion exaota del instrumento. La Figura 4

muestra el equipo utilizado para este estudio.

10

    

Figure 4: Equipn ETNA Strong Marian Assam-03mph utilizado para la tome de dates.

Para 1a terna de dates 3e tomaron en consideraei?n 105 criteries estableeides en el
proyecto eurepee SEEM (2004) de c?mo d?nde coloear e1 instrumente- Esta 
que se utilizaren come 10 es la freeueneia deI muestren, duraci?n de [as
medidas, distaneia entre medidas, super?eies no recomendables para

colocar e1 instrumente, entre otras eosas.

Para este proyecte se temaren dos tipes de medidae de vibraei?n con una frecueneia
de muesn?eo de 200 muestras per segundo con duraeienes de un minime de una hora El
primer ripe de medida fue realizada para determinar e1 periodo de vibraei?n de las
estrueturas. Se escegieron 1as estrueturas principales deI hospital 3! 5e 1e eelec? un
instrumento en la azetea unn en el serene 0 nivel mas baje de la misma. Se eelocaron
ambos aeeler?metres sabre un misme eje vertical. Luege de eseeger su localizaci?n se
nivelaren se estableei? el tiempo real utilizande el programa de computadora. Una Twez 5e
entraban Ios paramen-os se aetivaren manualmente se mantuviernn reeoleetande

dates continua simultaneamente par periedea de mas de una hora.

Per etro lade, para determinar e1 periode de vibraei?n del suelo adyacente a Ias
estrueturas, 5e temaren medidas de vibraci?n del suele can 105 mismos paramenes an 105
aha-declares de les hospitales en un tipo de malla can distaneias razenables entre punto 

punte.

11

Les dates ebtenides se presentan en ferma de registres de aeeleraeien oracles. A estes
se la remevieren les extremes dende piees debide alas vibraeienes que se generan
mientras se prepara e1 instrumente para la subsiguiente terna de dates- Les regimes fueren
eertades en segmentes de una hera. En el ease de las estrueturas se hize de manera que [es
registres ebtenides en la azetea ?leran eertades en el misrne punte hera que el del nivel
inferior- Una vez editades les dates erudes se pasaren a analizar en unes pregrarnas eserites
en MATLAB. De aqui se ebtuvieren les periedes fundamentales en eada punte. Se pas? a
eernparar les periedes de las estrueturas een les de] suele para determiner euan prepenses

son a entrar en resenaneia.

4. Resultades de la estruetural utilizande Rapid Visual! Screening

(RVS)

Para la de este hospital, as evaluaren per separade des estrueturas: la
estruemra identi?eada ceme principal, la terre. Aunque 1a estruetura principal esta
eempuesta de dos estrueturas diferentes separadas per una junta de censtruceien, se esta
efeetuande una sela RVS, ya que per las similitudes entrs ambas estructuras
ebtendria les mismes resultades- Para cemplementar 1a evaluacien del RVS de la estructura
identi?eada eeme principal e] equipe rave estudie 105 planes estrueturales del
hospital, diSpenibles en la divisien de ingenieria de ASEM en el Centre M?dice, les euales
incluian per?les generales del suele baje 1a estmetura. Del estudie de les pianos
estrueturales se ebserve que el dise?e tie la estruetura censistia principalmente de lesas de
pise de hennigen referzade de 9 pulgadas de espeser eelumnas de dirnensienes 
de 13 18 pulgadas de hermigen referzade. La lesas ineluye un engresatniente de 9
pulgadas adicienales en las eenexienes een las celumnas. 8010 se ebservaren unas peeas
vigas entre eelurnnas en Ieealizaeienes dende existian aperturas en la lesa de pise en parte
de les perimetres exterieres este eeste de la estruetm-a. Para 1a de la esn'uetura

12

idcnti?cada oomo Ton-c no se tum a los pianos estructurales ni estudios do sualo. Dc
las efectuadas dc la cstructura so concluyc qua consta del mismo
sistcma do 1a idantificada como principal; so pudiaron laa columnas con
igua] dimensioncs 3/ cl cngrosamicnto dc 1a lcsa an 1a conexion con las oolumnas. No so
obscwaron vigas oolumnas. E1 sistcma cstructural qua presenta astc hospital no as
rccomcndado para zonas dc alto ricsgo sismico. De: la infonnacion disponiblc on pianos
sobrc c1 con?namicnto honnigon on los alcmentos estructuralcs so qua cl
rc?xcrzo cs insu?oicntc para an bucn sismico, scg?n los codigos

modcmos dc construccion.

4.1 Estructura Principal
La Estructura Principal as do hormigon rcfomado, do 3 pisos 1 piso dc s?tano,
con una area aprcxirnada dc 216,000 pics cuaclrados, oonstruida con anterioridad a1 a?o
1959, para uso corno hospital, con un. n?mero dc personas en uso mayor dc 1,000, sc
identi?caron en la fachada con riesgo a localizada cn zona dc

alto ric-sgo sismico.

 

Figura 5: Foto a?rea identi?cando la estructura principal
(Imagen: U.S. Geological Survey}

Se identi?co, por mcciio cstudio dc planos cstructuralcs, un dc

a cargas lateralcs prodominantcmente dc lcsa can-natural sobrc columnas con

13

parades divisoras da rnampostaria an an interior, alasi?aacion aproximada (3 an al RVS.
da sualo, tipo D, par media do 1a informaaion do] 311an disponibla. No sa
idanti?oo, por madio da inspacaion visual an al exterior a intarior da la astructura, 1a

prasanaia da aaraataristiaas da inagularidadas vartiaalas ni an planta.

La Tabla 1 resume las aaraataristiaas qua aontribuyan a la avaluaci?n. Los
valor-as da sa suman rastan a1 valor iniaial para Hagar a1 rasultado final.
Un valor the manor a 2 indiaa qua daba realizarsa una mas datallada. El
rasultado da 121 astruatural RVS fua I, raprasantado asto una probabilidad

aproximada da aoiapso duranta un tarramoto da 10.00%.

Tabla 1: Resuman do 105 paramatms para ai rasultada del RVS para la estructura principal.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

66.07353DW
Zona da riasgo sismioo $3 0.974 g, SI 0.381 
Alta
Principal siatama asrructural C3
da aargas lararalas 1.6
Modi?caaion por altura 3 P3503
Modi?aaoi?n por irragularidad 
. vertical
por inagularidad 0
an planta
por facha 0
- .2
da aonstruacr?n
Modi?oaoi?n por tipo da 511an 
Rasuitado ?nal, 1
Probabilidad aproximada (13
10.0%
aolapso durante un tarramoto

 

I4

4.2 Estructura Torro
La Torro os una ostruotura do homiigon roforzado, do 4 pisos, con una area
aproximada 18,800 pios ouadrados, oonstruida para o] a?o 2007, para uso oomo hospital,
con un ni'irnoro do porsonas on uso ontro 101 a 1,000, so idonti?oaron olomontos on la

faohada con riosgo a dosprondorso, localizada on zona do alto riosgo sismioo.

 

Figura 6: Foto a?roa identifioando [a do la Torre.
(Imagon: 1.1.3. Geological Survey)

So identi?ed, por modio do inspecoidn visual on o1 interior do la ostruotura, 1m
sistoma similar a la ostruotura principal, sistoma do rosistonoia a oargas latoralos
prodominantomonto do losa ostruotural sobro oolumnas oon mampostoria on on interior,
aproxirnada C3 on o1 RVS. do suolo, tipo D, por modio do la
informaoion doI suolo disponiblo do la ostruotura adyaoonto. No so idonti?oo, por modio
do visual on ol exterior interior do la ostruot'ura, la prosonoia do

oaraotoristioas do irrogularidados vortioalos ni on planta.

La Tabla 2 rosumo Ias oaraotoristicas quo oontribuyon a la Los
valor-es do modi?caoion so 3111mm 0 rostan al valor inioial para llogar al rosultado ?nal.
U11 valor do monor a 2 indioa quo dobo roalizarso 1111a ovaluaoidn mas dotallada. E1
rosultado do 1a ovaluacidn ostruotural RVS fuo 1.2, roprosontado osto una probabilidad
aproximada do colapso duranto un torromoto do 6.31%.

15

Tabla 2: Resumen dc Ins parametros para el rasultado del RVS para la estructura de la Torre.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



Zena de riesgo sisn?co 33 0.974 g, 
0.3 8 1 
Alto
Principal sistema C3
estructural 1 6
dc cargas laterales 
Modi?caci?n altura. 4 P3505
Modi?caci?n par 0
irregula?dad vertical
Modi?caci?u par
irregularidad 0
en planta
Modi?caci?n put fecha e]
de: cunstrucci?n
Modi?caci?n p01- tipo de _0 4
suelo 
Resultado final, 1-2
Probabilidad aproximada
de colapso durante 1111 6.31 
tenemcrto

 

4.3 Estructuras cunectadas por junta de construcci?u

La evaluaci?n del hospital an cuesti?n por medio del RVS requiem el evaluar
cada. una de las estructuras que lo componen de for-ma individual. La metadologia del
RVS Publicaci?n 154 (16: FEMA Segunda Edici?n, no incluye en el protocolo dc
evaluaci?n las presencia de estructuras continuas estructuras enlazadas per medio de
juntas. No obstante es impel-tame se?alar que estructuras continuas enlazadas por medio
de juntas pueden tuner desPIazamientos no coordinados entre 3i, chocando 1111a con la

otra 3r ocasion?ndose da?os entre si.

16

5. Rosultados de la dol poriodo predominanto do la ostruotura la

probabilidad do resonancia.

Para poder determinar 1a mhtorabilidad do] hospital on rolaoion a la coincidenoia en
pcriodos naturales so tomaron modidas de vibracion ambiental en la estructura en el suelo a
su alrodedor utilizando el equipo antes descrito. Al oomparar los periodos ?mdamontalos do
diohas medidas so puoda determinar aproximadamonte el nivol do riosgo do entra: on

resonancia con 61 suelo durante un evonto sismioo.

5.1 Medidas de vibration on [as estructuras.

El hosPital so oompono de tros estruoturas separadas por juntas do oonstruocion.
En el estudio so analizaron dos do estas, 1a esoumra oste )7 1a estructura ooste siguiendo
las donominaoiones anterionnento utilizadas. Ambas est?n oompuostas do cuatro pisos de
los oualos uno es un sotano. Para tomar las medidas do vibracion so colocaron
instrumentos en el sotano techo de cada una.

A1 oolocar los instrumentos so intento localizarlos on on punto qua foam lo mas
c?ntrioo posiblo dontro de la geometria de las ostruoturas. Se oriento o] eje do do]
instrumento on direoci?n a la entrada principal do] hospital, siendo eats a] oje largo do

ambas estructuras. La Figura 7 muestra 1a localizaoion del instrumento oolocado on $1

techo do ambas estructuras.

17'

 

Figura 7: Delimitaci?n de las estructuras lacalizaci?n de los aceler?metros an In azotm.
(Fernando Irizarry Architects 2008)

E1 segundo instnunento 5e coloc? en a] nivel mais bajo de cada cstructuraa en
ambos cases e1 s?tano. Se: intent? qua a1 momento de colocar cl segundo aceler?metro
est: quedara en el mismo cje vertical que el colocado en a] techo de la misma estructura 
as orientc') dc] mismo mode que se orientaron los instrumentos del techo. En la estructura
caste se coloc? dentro de una o?cina. E11 la estructura est: coloc? en la o?cina dc]
cuadro telef?uico de Canto Mei-dice. En la Figura 8 puedc apreciar la localizaci?n de

los an e] s?tano cle ambos edificios.

18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


hm pun-Eu an .-

 

 

 

Figura 8: Delimitaei?n de las estrueturas lecalizaci?n de los aeeler?metros en el s?tann.

Tabla 3 Informaci?n general de las medjdas realizadas en las estrueturae.

 

Medieiones de vibraei?n ambiental en estructuras
Hespital Estructura Punto Feella Hera Medida
ASEM Oeste Teeho 0509! 14 12: 15PM AOT
ASEM Oeste S?tano OSIOW 14 AOS

ASEM Esta Techo 05f09?4 AET
ASEM Esta S?tano ABS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Les equipos graban aeeleraeienes medidas en tree Dos de estas, 
Y, 5011 horizontales una, Z, vertical- A1 evaluar lee dates recepilades 5e
utilizaren dos m?todos distintos, une basade e11 espeetros de peteneia e1 0110 en
espectres de Fourier, para asegurames de obtener resultados eon?ables. Con la
infennaei?n recepilada se cream les esPeetres de peteneia de Fourier para cada medida
en las tree Se calculan lee de las medidas del teeho entre las

medidas del s?tano haee para identi?car e1

19

 

comportamiento de la estructura separado del compartamienta de la base. L05 resultadas

de ?-ecuencia natural periodo fundamental para ambos m?todos utilizados se prasentan

en la Tabla 4.

Tabla 4: Resultados de periudo fundamental frecuencia natural de las estructuras dc ASEM.

 

 

 

 

 

 

 

Frecueucia Natural, (hz) Periodo Fundamental, TN (5)

Estructura Medida Patencia Fourier Potencia Fourier
Ham Hm?Hg 11an 3.31,. MIL. 
Oeste 4.199 4.102 4.053 4-150 0.238 0.244 0.247 0.241
Este AESKAES 4.053 4.150 4-053 4.102 0.24? 0.241 0.247 0.244

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A continuacidn de la Figural 9 a la Figura 13 se: presents: un ejemplo de Ias
gr??cas ganeradaa per 105 programas de donde se obtuvo 1a ?-ecuencia natural de la
estructura este the ASEM. La ?ecuencia de la estructura oeste se obtuvo signi?ndo I31

mismo procedimiento se: pueden ver sus gra?cas en a] ap?ndica.

wilt-limp: Hem-ulnar:

maligndzuh?unumdm

 

 

 

 

 

 


En?l' 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 9: Histarial de tiempu de aceleraciones para medidas del techu (izquierda) s?tano [derecha) en la
estructura at: the ASEM.

20

 

 
   

 

 

 

   
  

 

 

   
 
 

 

 




 
 

 

.. 1. 1 .

 

 




 

  
  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 10: Espectros de potencia para medidas deI techo {izquierda) el primer nivel (derecha) en las
direccionw X, 3: para la estructura esta- de ASEMWWII


 

Figura 11: Cocientes Hn?im Van?? para Ios espectros de potencia dc ia estructura este de ASEM.

21

waFM'mhn-? Hindi? ultimo
=13? 

    
  

 

Erna-mu:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 12: Espectros de Fourier para medidas del techo (izquierda) el s?tano (derecha) en las direcciones X,
para la estructura este de ASEM.



 



 

. 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I: I
.

. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

Figura 13: Cacientes Hle-IyS VHNZ, para los espectros de Fourier de la estructura ate de ASEM.

22

5.2 Medidas de vibraci?n en el suelo.
Las medidas dB vibraci?n e11 131 3111310 36 1911131011 alrededor d6: todo 01 Centre
M?dico arregladas en una 1113.113. Se 1011111110111 1111 total de 19 medidas 611 61 suelo. La

Figura 14 muestra el arreglo dc: las medidas d6 vibraci?n an 61 suelo, a las que tambi?n

39143311311113. medidas (10 93.1an 111116.

Tabla 5: Infurmaci?n general de las medidas realizadas en el Sue-lo.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mediciunes de vibraci?n ambiental en 91 311919
Descripci?n del sitio Puntn Latitud Longitud Fecha Hora Medida
Rm? ?me :33 M?m?c?pal 3? 1 13.3959 66.0743 117 21711714 CPI
Rama 3mm M?meal 3" 2 13.395711 66.0742 97 21711714 
cut?31101 de la. pohma

11666666171351. Hosp. 11161156161 3 13.3952 66.0739 117 21711714 11:42.4991 CPS
Lam" H0363: 6mm?; 4 13.3950 66.0722 97 21711714 

Esquina Noroaste ROM 5 133969 66.9749 97 95712714 CFS
Area dc carga ASEMRCM 6 13.3 963 66.9739 97 21711714 CF15
Emma ?mm (mm a 7 13.3960 66.9730 97 21711714 

Subway)
cen?ocg?g?efmm?? de 3 13.3955 66.0720 97 21711714 C93
UDH ?gure 3 Emma? d3 9 13.3976 66-9741 97 21711714 3:491:11 CF9
Enfelmena

Esquina noraste ?st. RCM 10 133963 66.9737 97 22711714 CF19
Cafeteria, ?'ent? 31 961166 Popular 11 13.3965N 66.9731 97 22711714 CF11
Eat da 12 13.3963 66.0713 117 22711714 935141141 CF12
Frente a Escuela de Farmacia 13 18.3979 66.11737 57?121?14 1145191191 CF13
Entrada redondel pn'ncipal 14 18.39% 66.072? Sf127'14 CF14
Estacionamiento 15 18.39714 66.0718 5712114 CF15
Esquina 361?66516 16 13.3935 66.9733 177 5712714 CF16
Esquina Sureste 17 13.3931 66.9725 97 5712714 CF17
Esquina Newest-3 18 18.31993 66.0730 5112114 CF18
Esquina Hal-99319: 19 13-3 939 66.9720 '97 5712714 CF19

 

23

 

 

Figura 14: Localizacic?rn de las medidas en el sueln.
(Esri, 2014)

Los instrumentos usados grabaron las aceleracionas del suelo en tres direcciones
a1 igual que en las estructuras. En cada punt-z), para detenninar la ?'ecuencia natural del
suelo se busca eI cociente de 105 especuos horizontales antre :1 vertical. Se comput? una
?-ecuencia natural resultante, HR, de la obtanida en la direcci?n con la ecuaci?n dc

media cuadratica prcsentada a continuaci?n:

24

HX 2 Hr
2
2 V2) (1.2)
2
Se comput? cl periodo fundamental an cada punt-:1 001110 01 inverse de la

130011011013 natural resultante- L05 resultados 50 muesn-an en la Tabla 6.

 

 

 

 

1

Tabla 6: Resultados de periado fundamental frecuencia natural del suelu alrededor del Centro M?dico.
Frecuencia Natural, 1? (hr) Perindo Fundamental, TN (5)
Medida Potencia Fourier 
XIV: fovz HR fovz HR Potencna Fourler
2.930 3.125 3.029 2.881 2.832 2.857 0.330 0.350
CF2 2.930 4.004 3.508 2.881 3.613 3.268 0.285 0.306
CF13 3.223 3.125 3.174 3.076 3.076 3.076 0.315 0.325
CF4 2.979 2.979 2.979 3.320 3.174 3.248 0.336 0.308
CF5 2.832 2.930 2.881 2.832 2.881 2.857 0.347 0-350
CF6 3.174 3.467 3.324 3.223 3.613 3.424 0.301 0.292
CF7 - 2.832 2.832 - 2.881 2-881 0.353 0.347
CF8 4.297 5.176 4.757 3.516 3.516 3-516 0.210 0.284
CF9 2.881 3.369 3-135 2.734 3.418 3.095 0.319 0.323
CF 10 3.467 3.369 3.418 3.467 3.320 3.394 0.293 0.295
CF11 3.809 2.783 3.336 3.564 2.783 3.197 0.300 0.313
CF 12 5.176 3.857 4.564 3.564 3.809 3.689 0.219 0.271
CF 13 1.514 1.514 1.514 2.783 2.734 2-759 0.661 0.363
CF 14 2.588 2.832 2.713 2.588 2.783 2.687 0.369 0.372
CF15 4.150 3.760 3.960 3.027 2.881 2.955 0.253 0.338
CF16 2.538 2.588 2.533 2.539 2.588 2.564 0.386 0.390
CF 17 2.832 2.539 2.689 3.271 2.783 3.037 0.372 0.329
CF 1 8 2.588 2.734 2.662 2.637 2.783 2.711 0.376 0.369
CF19 2.930 2.930 2.930 3.076 2.832 2.957 0.341 0.338

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Con la infonnaci6n recopilacla 103 c?mputos realizados de la vibraci?n an 01
suelo se 01?0th un mapa d0 isaperiodos para 01 area d0 estudio. La Figura 15 muestra el
mapa dc isoperiodos generado para 105 rasultados de periodo natural obteniclo can 105.
capectros de Fourier. Las cotas del mismo se encuentran en incrementos dc: 0.01
segundos- L03 valoras d0 patio-:10 natural de las astrucmras 50 compararon can 105

25

periodos naturales del 3113ch interpoiados, obtenidos de este mapa, 115de la Iocalizaci?n

de cada estructura.

 

Figura 15: Mapa de isoperiodus del ?rea de estudio an Centro M?dicn.

A continuaci?n de la Figura 16 a la Figura 20 3e: presenta L111 ejemplo d6 1&5

gr??cas genemdas para determiner el periodo de vibraci?n ?mdamental an 3] 511610
26

corresmndiente a] punto CF10. Bste procedimiento se repiti? para todas las medidas dc
suelo alrededor del Centre M?dico. Las gr??cas correspondientes a 103 dem?s puntos 5e

incluyen en el ap?ndiceri- uu-u24m: 2500 35:11:

 

11mm]

Figura 16: Historial de tiempo de aceleraciones para medida de suelo en el punto CF10.

27


Universidad de Puer?rc- Rico University of Puerln Rico
Recintn Universitarin de Mavagiiez Mayag?ez Campus
. Cniegio de Ingenieria College of Engineering 
Departamento de lngenieria Civil Agrimensura Department of Civil Engineering and Surveying

 

 

Proyecro
Evaluaci?n Estructural 3; N0 Estructural de Cincn Hospitales
dal Departmnentn de Salud

Inf-9mg
Evaluaci?n Estructural
Hospital de Trauma del Centre M?dicn de- Puerto Rico
Administraci?n de Servicing M?dicns de Puertn Rica

3 de junin de 2015

Informe somen'do a!

Recinto de Ciencias M?dicas de la UPR
Escuela Graduada de Salud P?blica
Centrn d6 Preparaci?n de Salud P?blica
Dr. Ralph Rivera Gutierrez
email: ralph.rivera@upr.edu
PO Box 365067, San Juan PR 00936

Investigador Principal: Dr. Ricardo L?pez Rodriguez, PE 1
email: 

Dr. Luis E. Suarez, 1
Dr. Jos? A. Martinez Cruzado, PE 1
In g. Juan A. Rodriguez Vargas, PE, PS 2
lug. Christian Soto, EIT 9-
lng. Manuel A. Conde Faster, EIT 2

1 Cateclreltien Departamento Ingenieria Civil Agrimensura, UPR-RUM
Estudiante gradual-do Departamento Ingenieria Civil Agrimenaura, UPR-RUM

Tabla de Contenido

1. Introducci?n 5
2. Metodologfa utilizada Rapid Visum' Screening (RV S) 6

3. Metodologia utilizada Periodo vibraci?n predominante de la estructura la prohabilidad

dc rcsonancza 9
4. Resultados de la cvaluaci?n estructural utilizando Rapid Visual Screening 12
4.1 Estructura 13
4.2 Estructura Torre 15
4.3 Estructuras conectadas pen-junta de construcci?n 16

5. Resultados dF; la evaluaci?n dc] pcriodo predominante de la estructura la probabilidad de

resonancia. l7
6. Resumen de recomendacaones 30
Apend1ce33

7.1 Medidas dc vibraci?n en estructuras 33

7.2 Medidas de vibraci?n en el suelo 38

Liata do Figuras

Figura 1: Foto a?roa dol hospital idonti?oando las ostructuras quo lo oomponon. 5
Figura 2: Geologia dol sitio 6
Figura 3: Ejornplo do 1a fol-ma do do datoa utilizados on o1 RVS. 8
Figura 4: Equipo ETNA Strong Motion utilizado para la toma do datos 1 
Figura 5: Foto aoroa idonti?oando 1a ostruorura principal 13

Figura 6: Foto a?roa idonti?oando 1a ostruotura do la Torre. 15
Figura 7: Dolirnitaoion do 135 ostruoturas localizacion do loo acolor?motros on La azotoa. 18
Figura S: Dolimitacion do las ostructuras localizaoion do los aooloromotros on o] sotano. 19
Figura 9: Historial do tiorupo do acoloraciouos para modidas do] tocho (izquiorda) sotano
(dorooha) on 1a ostruotura osto do ASEM- 20
Figura 10: Espootros do potonoia para modidas do] tooho (izquiorda) o1 primer nivol (dorooha)
on [as X, para la ostruotura osto do ASEM. 21
igura 11: Cooiontos Hytr?I-lys para Ios ospootroa do potoncia do la ostruotura osto
do ASEM 21
Figura 12: Espootroa do Fourior para modidas dol tooho (izquiorda) o] sotano (dorooha) on las
diroocionos X, 3* para la ostmotura osto do ASEM. 22
Figura 13: Cooiontos Elm/Hm, sz?HYs V?z?W-m para los oopoctros do Fourier do !a ostmotura osto
do ASEM 22
Figura l4: Looalizaoion do las modidas on o1 51.161024
Figura 15: Mapa do isoporiodos dol area do ostudio on Contro M?dioo. 26
Figura 16: Historial do tiompo do acoloracionoa para modida do suolo on o] punto CF10. 27
Figura 17: Espootros do potonoia para modida do suolo on o1 punto CF10 on las diroociouos X, 
Figura 13: Cooiontos HYN para los ospootros do potoncia dol auolo on :31 punto CF10. .. 23
Figura 19: Bapootros do Fourier para modida do suolo on o] punto CF10 on [as X, 
Figura 20: Cooiontos para los ospootros do Fourier do] suolo on o1 punto CF10. 29

Lista de Tablas

Tabla 1: Resumen de los parameu?oa para el resultado del RVS para la estruotura principal. 14
Tabla 2: Resumen de los parametros para el resultado del RVS para la estruetura de la Torre. .. 16
Tabla 3 Informaeion general de las medidas realizadas en las estruoturas 19
Tabla 4: Resultados de periodo ?mdamental freouenoia natural de las eso-ueturas de ASEM.. 20
Tabla 5: Informaoion general do [as modidas realizadas en el suelo. 23
Tabla 6: Resultadoa de periodo fundamental frecuencia natural del suelo alredodor do] Centro
Medico. 25
Tabla 7: Porciento de diferenoia entre periodo natural de estruotura periodo natural del suelo 30
Tabla 7: Resumen comparativo de los resultados de] RVS para el Hospital de Trauma eon otras

estrueturaa evaluadas en el proyeeto 31

1. lntroduccion

Este reporte presenta los resultados de una evaluacion estructural rapids estudio de
vulnerabilidad per resonancia para el Hospital de Trauma del Centro M?dico, de la
Administracion de Servicios M?dicos de Puerto Rico. El estuclio se realizo basado en la
publicacion 154 de la Agencia Federal para el Manejo do Emergencias. Este hospital esta
localizado en el centro del complejo del Centre Medico de Puerto Rico, esta compuesto
principalmente por tres estructuras cle hormigon separadas por juntas de construccion. Las
estructuras denominadas Principal Costa 3; Principal Este tienen 3 pisos sobre un piso de
sotano, la denominada estructura Torre tiene 4 pisos no tiene sotano. La entrada principal
del hospital es por el primer piso en la parte sur; la Torre provee acceso a?reo dc emergencia
por medio de un helipuerto. Tambi?n exists-n entradas a1 hospital por los costados oeste 
este. La Fignra 1 muestra una foto acre-a del hospital, con la delimitacion de las estructuras

evaluadas.

 

Figura 1: Foto a?rea 61:] hospital iden??cando las estructuras que lo componen.
(Imagen: CNES r? Astrium)

Seg?n los rnapas del UGS, la geologia del sitio esta compuesta mayonnente do

suelos aiuviales, es decir, suelos compuestos de arcillas, limos, arena 0 grava no

consolidados. La Figura 2 muestra los mapas del USGS para el area de estudio. Se cotejamn

estudios de suelo de] area que con?nnan la presencia de estos suclos.

 

Unconsolidated material

Alluvium

5H1:

 

 

 

Figura 2: Geologia del sitio.
{Imagcm Junta de Plani?caci?n)

2. Metodologia utilizada Rapid Visual Screening (RVS)

La metodologia para la evaluaci?n ash-natural utilizada en este Uabajo, Rapid Vz'saai
Screening (RVS), es una evaluaei?n rapida visual de la estructura, describe: en la publicaci?n
154 segunda edici?n (marzo, 2002) de la Agenda Federal para el Manejo do: Emergencias
(FEMA). Esta m?todo fllf: desarrollado p01- medio del estudio de caraeterfsticas observadas
en distintas asmetmas que: han side afectadas adversamente durantc tenemotos. For medio
de la identi?caci?n de diversos factores que pueden afectar e1 mmportamiento de la

estructura se puede identi?es-a un resultado ?nal (3) para cada estructura est?: a su vez 5e
6

relaciona, basado en un estudie estadistiee de edi?eios dar'iades durante terrernotes een

caracteristieas similares, con las probabilidades aproximadas de celapso de la estructura.

La primera earaeteristica a censiderar a] cemenzar la evaluaci?n per media de la
utilizaei?n del Rapid Visual Screening (RV es el riesgo sisrnice en la regit'm donde se ubica
la estructura determinar e1 formularie que ha de eempletarse para la estruetura en estudie
(ver Figura 3 para ejemple del formulario). E1 riesge sismico per este me?tode es segmentado
en tres regiones; baje, moderade alto. Para 1a selecei?n del riesgo sismico aplicable a la
estruetura se estudian las Aeeleraeienes de Respuestas Espeetrales, para periodos eortes the
0.2 segundo, para periedes largos de 1.0 segundo. Estes aeeleraciones fuererr obtenidas de
los mapas de riesgo per mevimiento del suelo clel Uniied Siates Geological Survew (U 
que son utilizades en la publieacien estandar 7 (2010) de la Sociedad Americana de
Ingenieres Civiles (ASCE 7 10). La de la clasi?caei?n de ?esge sismieo in?uye
en todos 105 modi?eaderes eensiderades para el resultado ?nal (S) de la evaluaei?n de la

estruetura.

La segunda caracteristiea a evaluar ?re e1 cemparar la fecha de construcci?n de la
estructura con la fecha en la cual se estableeieren c?diges requisites de eens?ueei?n que
comenzaran a eensiderar e1 dise?o para terrernetes (1968), la feeha en que les e?digos 
requisites aumentaren la rigurosidad del dise?e sisrnico para que ias estmeturas tuvieran un
buen desempe?e durante un terremoto {1937). Estrueturas dise?adas con anterieridad a 1968
obtendran una disminuci?n en su c?mputo cle capaeidad para resistir terremetes a su vez
aquellas estructuras dise?adas eon pesterieridad a1 1937 tendran an aumente en el c?mpute

de capaeidad estruetural.

Les parametros del suele es la tereera caracteristiea considerada en esta evaluaeicin.
Per medio de las veloeidades de enda Uansversal pruebas de penetraei?n estandar (N) de
estudies de sueies, indices de plasticidad (7P) centenidos de humcdad esta metodologia

(RVS) permite elasi?ear e1 suelo dende se cimienta la estructura en seis tipos. Lugares can

suelos con clasificaci?n A no tendr?n un modificador qua afecte su evaluaci?n per
concepto de suelo, de existir un suelo c011 clasi?caci?n C, 0 an cl lugar, cl resultado dc
vulnerabilidad de la estructura se veria afectado seg?n Ia clasi?caci?n; de existir un 511610 
56 consideraria un suelo muy poco competentc se recomendaria una evaluaci?n detallada

de la estructura autom?ticamente.

LOWE


- Lamb



1 MO 

uh

I 

?.147th 
i
.j . HIGH-
. 

akin-rhu-


lai'l 
1i



 

 

 

 

 

 

 

 

 





 

I
n.

 

 

Figura 3: Ejemplo de [a forma de recolecci?n ale dates utilizados en el procesu RVS.
(FEMA Pub?caci?n 154)

La identi?caci?n del principal sistema cs?uctural para resistir cargas laterales es la
cuarta caractcristica de esta evaluaci?n y, al igual que la salecci?n del riesgo sismico en la
zona, esta selecci?n afecta todos ios dem?s factores. El m?todo RVS considera quince tipos
de sistemas dc resistencia a cargas Iateralesb de 105 males 56 seleccinna um: de acuerdo a 105
materiales, elementos estructurales sus conexiunes de estructura cvaluada, ya sea
directmnentc por observaci?n en 61 campo determinado por medio de la inspecci?n de [03
pianos estructurales. La quinta caracteristica a observar es la altura de la estructura en
t?rminos de la cantidad de pisos. Basadn en las observaciones a estructuras da?a?as durante

8

torromotos osto motodo (RVS) ha favorocido a ostruotura oon mayor mimoro do pisos, puos o1
disofio do ostas tiondon a sor bajo an nivol do supervision cuidado macho mas maroado.
Estructuras ontro 4 7 pisos son olasi?oadas do modia altura, ostructuras con mas do 7
pisos son do gran altura; sog?n osta so inoluiran modi?cadoros quo oontribuyon

a1 rosultado ?nal (S).

La soxta oaraotoristioa obsorvada on o1 ostudio ostadistioo do dondo so ?mdamonta o1
RVS es la prosonoia do irrogularidados vorticalos horizontalos, inoluyon oatas
irrogularidados con modi?oadoros quo disminuyon o1 rosultado ?nal (S) do la osh'uctura a
su voz aumontan las probabilidados do oolapso. Las irrogularidados ostan basadas
principalmonto on La obsorvacion do dondo Ia soouonoia do olomontos
ean?ucmralos prosonta oambios maroados do rigidoz. En o] oaso vertical algunas do las
irrogularidados quo osta busoa idonti?oar son problemas do columnas aortas,
disoontinuidad vertical do olomontos ostructuralos, olomontos vorticalos do diforontos alturas,
pisos do maroada mayor rigidoz a pisos inforioros. Estas irrogularidados tambion puodon ostar
prosontos on sontido horizontal sol-an ovaluadas sog?n la obsorvaoion do ]as vistas on planta

do la ostructura con la ayuda do 105 planos ostruoturalos.

. Motodologia utilizada Poriodo do vibracion prodominanto do 1a ostruotura la

probabilidad do rosonancia.

Una ostructura pudiora ontrar on rosonancia ouando o1 poriodo do vibraoion
fundamental do la misma ooincido con ol poriodo natural do vibraoion do] site dondo so
oncuontra. En oaso do quo oourriora un ovonto sismioo o1 ofooto do la rosonanoia ampli?oa
los dosplazamiontos latoralos do 1a ostructura. Esto aumonto on dosplazamionto provocaria

quo la ostruotura oscilo inoromontahnonto hasta aloanzai' da?os muy sovoros.

Los hospitales son considerados estrucmras de extrema importancia lo que ouiere

decir que en el caso de un evento catastrofico, come Io es un tenemoto de alta intensidad, es



necesario que estos no solo puedan resistir; sine que se mantengan serviciales



 

 

 

 

 



inmediatamente luego de ?nalizar e1 movimiento telt?lrico. Es aqui donde se encuentra Ias

facilidades, e1 equipo necesario was aun eLpersona] preparado para poder tratar atender

r?

pacientes 3? victimas del even .

El estudio realizado utilize medidas de vibracion arnbiental para determiner los
periodos naturales de ambes; e1 suelo la estructura Cuando se habla de vibracion ambiental
se re?ere a todo tipo de rnido sismico ya sea generado por ?lentes naturales como viento,
cambios en presi?n atmosferica mare-as, ?xentes arti?ciales como rnaquinaria trafico
entre otros. A1 comparar los periodos se puede determinar si hay posibilidad

de resonancia.

Para complete: e1 estudio se utilizaron tres acelerografos ETNA ?High Dynamic
Range Strong Motion Accelerograph? de la compa?ia Kinemetrics, capaces de registrar
vibraciones de bajas amplitudes hasta un maximo 0.25g. Se 1e instalaron tarjetas de memoria
Flash? de 263 para grabar los dates. Entre otros materiales necesarios se utilize una
hoja de campo para documentar 1a localizacion los pararnetros entrados a1 acelerometro,
una computadora con el programa Altus File Assistant, tambien de Kinemetrics, para
cornunicacion entrar los parametros al instrumento, cables para comunicacion una antena
de GPS para establecer la hora real 3; localizacion exacts del instrumento. La Figura 4

muestra el equipo utilizado para este estudio.

ll]

 

Figura 4: Equipn ETNA Strong Motion Acoeierogmph utilizado para la toma do datos.

Para la torna do datos so tomaron on oonsidoraoion los oritorios ostablocidos on ol
proyooto ouropoo SESAME (2004) do oomo doodo oolooar o1 instrumento. Esto 
quo so utilizaron oomo lo o5 Ia froouonoia do] muostroo, duraoion do las
modidas, distanoia ontro modidas, supor?oios no para

oolooar o1 ontro otras oosas.

Para osto proyooto so tomaron dos tipos do modidas do vibraoion con una 
do muostroo do 200 muoso?as por sogundo con duraoionos do on minimo do una hora. El
primer tipo do modida ?lo realizada para dotorminar ol poriodo do vibracion do las
ostruoturas. So osoogioron las ostructuras principalos dol hospital so lo un
instrumonto on la azotoa uno on oI sotano nivol mas bajo do la misma. So colocaron
ambos aooloromotros sobro un mismo ojo vertical. Luogo do osoogor su looalizaoion so
nivolaron so ostablooio o1 tiompo roal utilizando o1 programa do oomputadora. Una 1soz so
ontraban los parametros so aotivaron manualmonto so mantuvioron 

datos continua simultanoamonto por poriodos do mas do una hora.

Por otro lado, para dotorminar o] poriodo do vibraoion do] suolo adyaoonto a las
ostruoturas, so tomaron modidas do vibraoion dol suolo con los mismos paramotros on los
alrododoros do los hospitalos on on tipo do malla con distancias razonablos ontro punto 

punto.

11

Loo datos obtonidos so prosontan on fonna do rogistros do aooloraoi?n orudos. A ostos
so lo romovioron los oxtromos dondo pioos dobido a las Vibraoionos quo so gonoran
rniontras so propara ol instruments: para la subsiguionto torna do datos. Los rogistros fuoron
oortados on sogrnontos do una hora. En o1 oaso do las ostruoturas so hizo do manora quo los
rogistros obtonidos on la azotoa fuoran cortados on o] mismo punto hora quo o1 dol nivol
inforior. Una voz oditados los datos crudos so pasaron a analizar on unos programas osoritos
on MATLAB. Do aqui so obtuvioron los poriodos ?mdamontalos on oada punto. So paso a
oomparar los poriodos do los ostruoturas con los dol suolo para dotorminar ouan proponsos

son a ontrar on rosonanoia.

4. Rosultados do 1a ostructural utilizando quid Visual Screening

(RVS)

Para la ovaluaoidn do osto hospital, so ovaluaron por soparado dos ostruoalras: 1a
ostructura idontifioada oomo principal, la torro. Aunquo la ostructura principal osta
oompuosta do dos ostruoturas diforontos soparadas por una junta do oonstmooidn, 5o osta
ofootuando una sola RVS, ya quo por las similitudos ontro ambas ostruoturas
obtondria los mismos rosuItados. Para oomplomontar la ovaluaoidn do] RVS do la ostrnotura
idonti?oada oomo principal o1 oquipo tuvo ostudid los pianos ostruoturalos dol
hospital, dispooiblos on la division do ingonion?a do ASEM on o] Contro Modioo, los oualos
incluian porfilos gonoralos dol suolo bajo la ostruotura. Dol ostudio do los planos
so obsorvd quo ol diso?o do la ostruotura oonsistia principalrnonto do losas do
piso do hormigdn roforzado do 9 pulgadas do osposor oolumnas do dimonsionos 
do 18 18 pulgadas do honnigdn roforzado- La losas inoluyo un ongrosamionto do 9
pulgadas adicionalos on [as oonoxionos con las oolurnnas. Solo so obsorvaron unas pocas
vigas ontro oolurnnas on looalizaoionos dondo oxistian aporturas on la losa do piso 3! on parto
do los porirnotros oxtorioros osto oosto do la ostruotura. Para la ovaluaoidn do la ostruotura

12

idontifioada oomo Torre no so tuvo a los pianos ostruoturalos ni ostudios do suolo. Do
las obsorvaoionos ofootuadas dontro do 1a ostruotura so oonoluyo quo oonsra doI mismo
sistoma ostruotural do la idonti?oada corno principal; so pudioron obsorvar Ias oolurnnas con
igual dimonaionos o1 ongrosamionto do la 1053 on Ia oonoxion oon ias oolumnaa. No so
obsorvaron vigas ontro oolumnas. El sistoma ostruotural quo prosonta osto hospital no as
para zonas do alto riosgo sismioo. Do 1a infonnaoion disponiblo on planos
sobro o1 oonfinamionto do] hormigon on 105 olomontos ostruomralos so obsorvan quo o1
ro?lorzo transvorsal os insu?oionto para un buon dosompo?o sismico, sogdn loo oodigos

modornos do oonstruooidn.

4.1 Estruotura Principal

La Estruotura Principal os do hormigon roforzado, do 3 pisos 1 piso do sdtano,

1

 

 

con una area aproximada do 216,000 pios ouadrados, constmida con antorioridad al a?o
1959, para uso corno hospital, con un n?moro do porsonas on uso mayor do 1,000, so
idonti?oaron olomontoa on la fachada oon riosgo a dosprondorso, looalizada on zona do

 

alto riosgo sisrnioo.
- fp?

 

Figura 5: Foto a?roa identificando la estructura principal
(Imogen: U.S. Geological Survey)

So idonti?od, por modio do] ostudio do planos ostruoturalos, un sistoma do

rosistoncia a Gorgas Iatoralos prodominantomonto do losa ostmotural sobro oolumnas con

13

parades divismas dc mampoatcria. en su intarior, clasi?caci?n aproximada C3 en el RVS.
Clasi?caci?n de suelo, tipo I), per medio de la infomaci?n del suelo disponible. No se
por medic: de inspecci?n visual en el extarior interior de la estructura, la

presencia dc caracten?sticas dc irregularidades verticales ni en planta.

La Tabla I resume lag caracterfsticas que contribuyen a la evaluaci?n. Los
valores de modi?caci?n se suman a restart a] valor inicial para Hagar a1 resultado ?nal.
Un valor de manor 3 2 indica qua debs realizarse una evaluaci?n m?s dctallada. E1
resultado de la evaluaci?n estructural RVS ?re I, representado esto 1111a probabilidad

aproximada de colapso durante un terremoto de 10.00%.

Tabla 1: Resumen dc Ins parzimetrus para el resultado del RVS para la estructura principal.

 



 

 

 

 

 

 

 

 

Zena de riesgo sismico 85 0.974 g, 81 0.38] 
Alto
Principal sistema estructural C3
de cargas laterales 1.6
Modi?caci?n por altura 3 135.505
Modi?caci?n por irregularidad
. 
vertical
Modificaci?n par irregularidad 
an planta
Modi?caci?n por fecha
. 41.2
construccmn
Modi?caci?n por tipo the such: -0.4
Resultado ?nal, I
aprommada de 103%

 

 

 

colapso durante un tenemoto

 

14

4.2 Estructura Terra

La Torre es una estruetura de bonnigcin referzade, de 4 pisos, con una area
apreximada 13,800 pies euadrados, eonstruida para el a?o 200 7, para use come hospital,
eon 1m numero de personas en use entre 101 a 1,000, se identi?earon elementos en la

faehada con riesgu a desprenderse, localizada en zena de alto riesgo sismieo.

 

Figure 6: Foto a?rea identi?eande la estructura de la Torre.
(Imagen: US. Geological Survey)

Se identi?ed, per media de inspeeci?n visual en el interior de la estruetura, un
sistema similar a la estruetura principal, sistema de resisteneia a cargas laterales
predeminantemente de lesa estruetural sabre eolumnas can mampesteria en an interior,
elasi?eacien aprexirnada C3 en e1 RVS, Clasi?eaei?n de suele, tipe I), per medio de la
infermaei?n del suelo disponible de la estruetura adyaeente. No se identifie?, per medio
de visual en el exterior interior de la estruetura, la presencia de

earaeteristieas de irregularidades verticales ni en planta.

La Tabla 2 resume las earacteristieas que eentribuyen a la evaluaei?n. Los
valeres de modi?eaei?n se suman restan a1 vale-r inicial para llegar al resultado ?nal.
Un valor de mener a 2 indiea que debe realizarse una mas detallada. El
resultade de la evaluaci?n estmetural RVS ?le 1.2, representado estu urla probabiligad

4-

apreximada de eelapse durante un terremete de 6.31 


 

15

Tabla 2: Resumen de los par?metrus para el resultadu del RVS para la estructu ra de la Torre.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


66.073530??
Zena de riesgd sismico 83 0.974 g, 
0-331 
Alto
Principal sistema C3
estructural 1 6
de cargas laterales 
Modificacidrn p01" alum-a 4 133305
Madi?caci?n par 0
irregularidad vertical
Modi?caci?n per
irregularidad 0
en planta
Modi?cacidn por fecha
. . 0
d3 construccmn
Modi?caci?n por tipo de _0 4
suelo 
Resultado ?nal, 1-2
Probabilidad aproximada
d? colapso durante un 6.31 
ten-emote

 

 

4.3 Estructuras conectadas por junta de construcci?n

La evaluacidn dei hospital an cuestidn pm medio del RVS requiem el evaluar
cada una de 133 estructuras que: lo componcn de forma individual- La matadologia del
RVS Publicacidn 154 de FEMA Segunda Edicidn, no incluye en 61 protocolo dc
cvaluacidn las presencia dc estructuras continuas estructuras enlazadas p01- medio de
juntas. No obstante es importante se?alar que estructuras continuas enlazadas por medio
de juntas pueden tener desplazamiantos no coordinados entre 5i, chocando [1113 con la

otra ocasiun?ndose da?os entre Si.



16

5. Rosultados do la dol poriodo prodominanto do [a ostruotura la

probabilidad do rosonanoia.

Para podor dotorrninar la wlnorabilidad do! hospital on rolaoion a la ooinoidonoia on
poriodos naturalos so tomaron modidas do vibraoion ambienta] on Io ostruotura on o! suolo a
so alrododor utilizando o1 oquipo autos desorito. A1 oomparar los poriodos ?mdamontalos do
diohas modidas so puodo dotonninar aproximadamonto o] nivol do riosgo do ontrar on

rosonanoia con o1 suolo duranto 1m ovonto sismioo.

5.1 Modidas do vibration en las ostructuras.

E1 hospital so oompono do tros ostructuras soparadas por juntas do 
En ol ostudio so analizaron dos do ostas, la ostruotura osto la ostruotura oosto Siguiondo
las donominaoionos anteriormonto utilizadas. Ambas ostan oompuostas do ouatro pisos do
los cualos uno es un sotano. Para tomar las modidas do vibraoion so colooaron
instrumontos on o] sotano tocho do oada una.

Al oolooar los instrumentos so intonto localizarlos on on punto quo ?Jora lo mas
o?ntrioo posiblo dontro do la goomotria do las ostruoturas. So oriento o1 ojo do do]
instto on a la ontrada principal dol hospital, siondo osto o] ojo largo do

ambas ostruoturas. La Figura 7 muostra la looalizaoion do] instrumento oolooado on ol

tocho do ambas ostruoturas.

17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 7: Delimitaci?n de las estructuras incalizaci?n de los aceler?metros en la azutea.
(Fernan?n Irizrarry Architects 2008)

El segundo instrumento 56 001006 en el nivel mz?is bajo de cada estructura, en
ambos cases :1 s?tano. Se: intent? que a] memento cle colocar e1 segundo aoeler?metm
este quedara en el mismo eje vertical que el colocado en el techo (16 la misma estructura 
se orient? del mismo mode que: 56 orientaron los insn'umcntos del techo. En la estructura
nests 56 001006 dentro dc una o?cina. En la estructura este se coloc? en la o?cina del
cuadro telef?nico de Centro M?dico. En la Figura 8 se puede apreciar la localizaci?n de

los instrumentos en el s?tano de ambos adi?cios.

18

 

 

Figura 8: Delimitation de 133 astructuras locaiizaci?n de los acelarometras en el s?tano.

Tabla 3 Informacion general de las medidas realizadas en las estructuras.

 

Modiciones de vibraci?n ambiental en astructuras
H?Spital Estructura Punto Focha Hora Medida
ASEM Oeste Tooho 05f09f 14 12: 1 5PM AOT
ASEM Deste some I 4 ADS
ASEM Este Techo 05419;?! 4 2: 1 8PM AET
ASEM Esta S?tano 05m 91? 4 2:41 PM ABS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L05 oquipos graban aooleraoionos modidas an tres Dos do ostas, 
Y, son dirsooionos horizontalos una, Z, vertical. evaluar los datos so
utilizaron dos m?todos dis?ntos, uno basado on ospootros de potencia el otro en
espectros do Fourier, para asogurarnos do obtenor resultados con?ablos. Con la
informacion recopilada so oroan los espectros do potencia do Fourier para cada modida
on las Se: oalculan los cooientes do las modidas del tooho ontro las

modjdas do] sotano en las direociones do Y, lo que se haoe para identi?car o]

19

 

comportamicnto de la astructura scparado del comportmiento de [a base. Los resultados

dc ?'ccuencia natural 3; periodo fundamental para ambos m?todos utilizados 5e presentan

en la Tabla 4.

Tabla 4: Resultadus de periodu fundamental fmuencia natural de las estructuras de ASEM.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Frecuencia Natural, (112) Periodu Fundamental, TN (5)
Estructura Medida Patencia Fourier Potencia Fourier
Hn?-In HIJHH 
Oeste AOTKAOS 4.199 4.102 4.053 4-150 0.238 0.244 0.247 0.241
Esta AESJAES 4.053 4.150 4.053 4.102 0.247 0.241 0.247 0.244

 

 

 

 

 

 

A continuaci?n de la Figura 9 a. la Figura 13 se presenta un ejemplo (is [as

gra?cas generadas par [05: programas d6 donde se ubtuvo la frecuencia natural de la

estructura est: dc ASEM. La ?'acucncia (16 la estructura oeste se ubtuvo siguiendo el

mismo procedimiento se pueden ver sus gra?cas en el ap?ndice.

 

Jim-Illusion 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hun-i dblimkm' lld?'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 9: Histurial de tiempu de aceleraciones para medidas del techu (hquierda) s?tanu {derecha} en la
estructura Bite the ASEM.

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  
 

. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 10: Espectros de potencia para medidas del techo (izqnierda) el primer nivel (derecha) en las
direccionw X, 3; para la estructura este dc ASEM.


I I I

 


i



 

 

 

 

 

 

 

   

 

 

 

 

 

 


a

dill1EI

Figura 11: Cocientes Hit/Hm VZJVE para los mpectms de potencia de [a estructura este de ASEM.

21


l1

  

 

   



  

 

 

 

 

 

 

 

 

?ll

.

 

 

4. .5 4..-.-.4 . 

. ..

 

 

 

Figura 12: Espectros de Fourier para medidas del techo (izquierdaju el s?tano (derecha) en las dimciones X,
3: para la estructura este the ASEM.

th?mm?wiFigura 13: Cocients H?f?w 1?14st para 103 espectros dc Fourier de la Etructura ate the ASEM.

22

5.2 Medidas de vibraci?n en el suelo.

L113 medidas d6 vibraci?n an 61 311310 51.3 tomaron 1111130161101 de todo 31 Centre
M?dico arregladas en 111131 11131131. 813 tomaron 1111 total de 19 medidas en 31 30310. La

Figura 14 muestra el arreglo de 135 medidas d3: vibraci?n en 13] 311310, a 1113 que 131111316311

53 193 llama medidas d3 campo libre.

Tabla 5: Informaci?n general 116 1315 medidas realizadas en .21 31111210.

 

 

 

 

 

 

 

Mediciuna d0 vibraci?n ambiental en el suelo
Descripci?n del sitio Punto Latitud Longitud Fecha Hora Medida
Rama 61166333191661.5sz 3? 1 13.3959 66.0743 111 21111114 
Rama H0311 3? 2 13.3957 66.0742 91 21111114 1:132
cuartel 1211: 131 13011133
Redoudalest. Hosp. Industrial 3 18.395214 66.07311 21111114 CF3
Lem? 1.5a? 4 13.3950 66.0722 111 21111114 CF4
Martmez
Esquina 11131111 5 13.3969 66.0749 91 05112114 {3135
Area 66 carga 53131911313191 6 13.3963 66.0739 91' 21111114 CF13
?mm ASEM (116111.: a 7 13.3960 66.0730 111 21111114 
Subway)
Er" ?16 3 13.3955 66.0720 91 21111114 CFS
ESL UDH 116616 a Ems? d? 9 13.3976 66.0741 911 21111114 1:99
Enfermcna

Esquina noreste est. RCM l? 13.3968N 66.1173? 22111114 
Cafeteria, 11661.5 311361166 Popular 1 1 13.3 96514 66.0731 91 22111114 (:31 1
d6 12 13.3963 66.0713 91 22111114 935111111 CF12
aEscuela de Farm-1111313 13 18.3919 66.073? 5112114 CF13
Entrada 166661161 principal 14 13.3973 66.0727 171 5112114 9: 15141.11 CF14
Estacionamiento 15 13.3974 66.0713 91 5112114 10:43:19: 13315
Esquina 36166516 16 13.3935 66.0733 111 5112114 129513191 CF16
Esquina 31116516 17 13.3931 66.0725 111 5112114 9:3 9AM 1:317
13 13.3993 66.0730 1:11 5112114 CF13
Esquina Nomeste 19 18.3989 5112114 CF19

 

 

 

 

23

 

 

Figura 14: Localizaci?n de las medidas en el sueio.
[Esri7 2014)

Les instrumentos usados grabamn las aceleraciones dc] sualo en tres direcciones
a1 igual que en las estructuras. En cada punto, para detelminar 1a frecuencia natural dc]
suelo 5?3 busca cl cociente dc 103 horizontales entre 61 vertical. Se comput? una
?'ecuencia natural resultante, HR, de la obtenida en la direcci?n con la ecuaci?n de

media cuadr?tica presentada a continuaci?n:

24

HX 2 Hy 2
.1. 

(V2) (V3)
3 2
Se comput? ei periodo fundamental en cada punto some a] inverso de la

?-ccuencia natural resultante. Les resultados se muestran en la Tabla 6.

 

 

 

 

1

Tabla 6: Resultadas dc periodo fundamental frccuencia natural del suelo alredadar del Centro M?dicn.
Frecuencia Natural, 1' (ha) Period-J Fundamental, TN (5)
Medida Patencia Fourier
Potencia Fourier
1:1sz Ha HJV. HR
2.930 3.125 3.029 2.881 2.832 2.857 0.330 0.350
CF2 2.930 4.004 3.508 2.881 3.613 3.268 0.285 0.306
CF3 3.223 3.125 3.174 3.076 3.076 3.076 0.315 0.325
CF4 2.979 2.979 2.979 3.320 3.174 3.248 0.336 0.308
CF5 2.832 2.930 2.881 2.832 2.881 2.857 0.347 0.350
CF15 3.174 3.467 3.324 3.223 3.613 3.424 0.301 0.292
CF7 - 2.832 2.832 - 2.881 2.881 0.353 0.347
CF8 4.297 5.176 4.757 3.516 3.516 3.516 0-210 0.284
CF9 2.881 3.369 3.135 2.734 3.418 3.095 0.319 0.323
CF10 3.467 3.369 3-418 3.467 3.320 3.394 0.293 0.295
CF11 3.809 2.783 3.336 3.564 2.783 3.197 0.300 0.313
CF12 5.176 3.857 4.564 3.564 3.809 3.689 0.219 0.271
CF13 1.514 1.514 1.514 2.783 2-734 2.759 0.661 0.363
CF14 2.588 2.832 2.713 2.588 2.783 2.687 0.369 0.372
CF15 4.150 3.760 3.960 3.027 2.881 2.955 0.253 0.338
CF16 2.588 2.588 2.588 2.539 2.588 2.564 0.386 0.390
CF17 2.832 2.539 2.689 3.271 2.783 3.037 0.372 0.329
CF18 2.588 2.734 2.662 2.637 2.783 2.711 0.376 0.369
CF 1 9 2.930 2.930 2-930 3.076 2.832 2.957 0.341 0.338

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Con la informaci?n recopilada 105 c?mputos raalizados de la vibraci?n an al
suelo se cre? un mapa dc isoperiodos para 61 area dc estudio. La Figura 15 muastra e]
mapa da isaperiodos generada para 105 resultados de periodo natural obtenido con los
aspectros de Fourier- Las cotas del mismo se: encuantran an morementos de 0.0]
segundos. L05 valores de perioda natural de las estructuras se comparamn can 105

25

periodos naturales del suelo interpolados, obtenidos de este mapa, usando 1a localizaci?n

dc cada estruotura.

 

Figura 15: Mapa de isoperiodos del ?rea lie estudio en Centru M?dico.

A continuaci?n de la Figura 16 a la Figura 20 se presenta un ejemplo :16: [as

gr??cag generadas para datenninar cl periodo dc vibraci?n ?mdamental en 61 511610
26

correspondient: a! punto CF10. Esta procedimiento se repiti? para todas las medidas de
suelo alrededor del Centro M?dico. Las gr??cas correspondientes a 105 dermis puntos se

incluyen en el ap?ndice.

mammal-umEn!

 

Fignra 16: Historial de tiempo de aceleracinnes para medida de suelo en el puntu CF10.

27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 17: Espectros de potencia para medida dc snelo en el [Junta CF10 en las direction-lea Nil??
Inuit-'3

-

1



 

 



 

 

 

 

 

 

 



Mbnn??l:

 

 

 

Figura 18: (Socialites Bin? 3; para Ins espectrus dc potencia dc! suelu en el pnnta CF10.

28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 19: Espectros dc Fourier para medida de sudo en el punto CF10 en Ias dimeionw X, Z.

 

 

 

Hut:

 

 

HIJV
-I


 

 

 

 

 

 

 

?an

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 20: Cucientes HJV para Ins espectms de Fourier del suclo en el punto CF10.

Del mapa de isopcriodos, sc obtuvo qua justo debajo dc] centre de las estrusturas

evaluadas e] periodo natural dc] suclo es de 0.320 3! 0.335 segundos para la Estructura
29

Oeste la Estructura Este respectivamente. Se computo un poroiento de difereneia entre
e1 periodo de vibracion de las esu'uetures el periodo tie vibraeion resultante del suelo
justo debajo de eada una en las . Debido a la similitud de 105 resultados
por ambos metodos de poteneia Fourier se eseogio haeer la utilizando los
resultados ohtenidos utilizaudo la trensformada de Fourier-
%dif TNs-uelo
TN meta

Tabla T: Porciento de difereneia eutre periodo natural dc estructura periodo natural rlel suelo

 

Estruetura Suelo Difereneia
TNX TNY TNsueln 
AOTIAOS 0.247 0.241 0.320 -22.9 -24.T
{1.247 0.244 0-335 -26.3 -27.2

 

Medida

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Resumen de recomendaeiones


 

  
 
  
  
  

Los 'resultados obtenidos de la evaluacion estruetural RVS para este hosp?al
preWWEismiea, una alta probabilidad a oolapso durante un
terreiuoto para ambas estrueturas que eompouen el hospital. oomparar los resultad?e
este hoSpital con los otros hospitales evaluados en el proyeeto se reeomienda que los recursos


destinado a futures estrueturales detalladas eonsideraeiones de

 

reaeondioionamiento estruetural se destine en parte 3. evaluar detalladamente este hospital ya

 

 

ue es uno de los que presents mayores indicativos de riesgo. En te?rrninos estadl?stioos la
estruetura principal del hospital es eneuentra en la posieion 13 de las 16 estrueturas evaluadas


duraute este proyeeto, la estruetura de la torre en la 11; en una esoala donde la

posioion 1 es la estruetura eon menor riesgo sismieo mayor seguridad.

30

 

Tabla 3: Resumen nonparativo de los resultadns dal RVS para el Hospital de Trauma con atras estructuras
evaluadas en el proyecto.

 

Otras estructuras evaluadas en a! proyecto

Eslructura Torre
Estructura Principal

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Resultada
[was 22121.2 1 or 0.5 0
Pasicic10116133141516

Probabilidad a

allmxedmlapsa :terremota

 

Concluido al eamdio de vulnerabilidad par resonancia sa puada notar que: las
resultados obtenidos por los capectros de potencia 105 aspacn'os dc Fourier son
ralativamente carcanos entrc 51? para ambas diraacionas dc Y, 10 qua valida ambos
m?todas utilizados. Debido a la ceraania d6 estrus sc llevo a caba un analisis da resultados

utilizando solamenta las resultadaa abtenidos par 61 m?todo de los espectros dc Fourier.

En a] case de la Estructura Oaste, se obtuvo un periodo natural de 0.24? 0.241
segundos para las diraccianes raspectivamante. Par atro lado, la. Estructura Esta
abtuvo rcsultados dc 0.247 0.244 segundas para respectivamenta. En la direcci?n the:
18.3 estructuras tienen la misma longitud adem?s de: la misma cantidad dc elementas
astructurales a la que se puede deber la igualdad en el resaltado en esta direcci?n para ambos
edi?ciaa.

Pasando a 103 rasultados da periodo natural del suelo, se abtuvo del mapa dc

isoperiodos creado can 105 capectras de Fourier, que la Eshuctura Oeste asta sabre an suela

can an periodo natural de vibraci?n de. 0.320 segundos, sienda al sualo mas ?exible qua 1a

31

estructura. Esta comportamiemo se repitio para la Estruetura Esta que se encuentra sabre un

suelo con un periodo natural aun mayor, de 0.335 seguados.

Se hizo una eomparaoi?n entre los periodos naturales de las esn'ucmras el suelo con
el motive de determinar euan eereanos estan los mismos enu'es si. Se estableeio on range de 
20% hasta 10% de difereneia eomo la zona de riesgo= lo que quiere deeir que si la estruetura
es 20% mas rigida 10% memos rigida que el suelo es recomendado que se hagan estudios
mas detallados en la esu'uctura ya que en periodo esta oereano a1 del suelo. Se eseoge on
limite inferior mayor ya que con el tiempo e] agrietamiento de la estructura puede

oontribuir a que la misma pierda rigidez su periodo natural aumente aeereandose ma?s al del

suelo.

Se puede notar que los periodos naturales de ambas estruoturas son menores a] del
suelo en ambas direeciones, lo que quiere decir que el suelo en este punto es menos rigido
que la esn'uetura- En la Estruetura Oeste e1 periodo natural de la estructura es 22.9% menor
a1 periodo natural del suelo en la direccion de 24-7% menor on Y. Similarmeate, la
Estruetura Esta tiene on 26.3% memos rigidez que el suelo en la direeci?n de 212%
memos on Y. Los resultados de ambas estructuras sugieren que el periodo de vibraeion de las
mismas estan su?oientemente alejado de la del suelo come para que la probabilidad de que

entre en resonaneia sea alta.

A pesar do esto, ha}r que reeordar que con el pasar del tiempo, debido a1
agrietamiento normal de las estructuras, el periodo natural de una estruetura puede
merementarse. Si es el ease mantenimiemo adeeuado a la estmetura, por
lo general la rigidez estruetural tendera a disminuir por lo que el periodo natural de mismo
aumentaria. Tambi?n, en el case the on evento sismioo de gran eseala los elementos
estructurales pueden ser debilitados debido a su ag?etamiento. igual que las estruoturas la

rigidez del suelo tambi?n puede ser alterada en un evento de este tipo.

7. Ap?ndice
7.1 Medidas de vibraci?n en estructuras

Hospital de Trauma def Centre M?dico, de la Administracio?n d2 Servicios M?dfcos de

Puerto Rico



 

 

 

 

 

 

 


In 

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7.2 Medidas de vihraci?n en el suelo

Camro M?dico



 

 

 

 

   

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