Disipadores sísmicos en ampliación de hotel Costa del Sol

El Hotel Costa del Sol ubicado en el Aeropuerto Internacional Jorge Chávez constaba de una estructura de concreto de cinco niveles. A fin de atender a una mayor cantidad de visitantes se decidió construir dos niveles más. El estudio Gallegos Casabonne Arango Quesada Ingenieros Civiles, a cargo del diseño estructural, propuso que estos sean de estructura metálica pero además se instalaran disipadores de energía para controlar las deformaciones laterales que se originarían.

El Hotel Costa del Sol se ubica en parte del terreno del Aeropuerto Internacional Jorge Chávez, en la Provincia Constitucional del Callao. En esta construcción se realizó una ampliación, correspondiente a los pisos 6 y 7.

La estructura original estaba compuesta por dos bloques de concreto armado de cinco pisos cuya rigidez sísmica está garantizada por pórticos y placas en ambas direcciones. El sistema de techado consiste en losas aligeradas armadas en dos direcciones y, en zonas localizadas, losas macizas y aligeradas en una dirección.

Ambos bloques están separados por una junta sísmica, lo que independiza su comportamiento estructural.

REFORZAMIENTO

Como parte del proyecto de ampliación, el estudio Gallegos Casabonne Arango Quesada (GCAQ) Ingenieros Civiles S.A.C, revisó las estructuras de los dos bloques existentes en su totalidad siguiendo la normativa vigente, debido al incremento de los esfuerzos en los elementos. Como producto de este incremento, se consideró conveniente instalar disipadores de energía, principalmente, para controlar las deformaciones laterales y reducir la demanda sísmica en la estructura.

Se colocaron, en total, 16 disipadores de energía (fluido viscoso), fijados en los cinco pisos de la estructura de concreto a través de planchas, perfiles metálicos y pernos anclados químicamente. Cuatro de los dispositivos se sitúan en el interior de la estructura y los restantes se instalaron en el perímetro para que no sean intrusivos.

“Los disipadores aumentan el amortiguamiento de la estructura, reduciendo la fuerza sísmica de los elementos y disminuyendo las amortiguaciones laterales. Al tener estos dispositivos, ya estábamos cumpliendo con los desplazamientos admisibles que exige el reglamento en Perú”, señala el jefe de proyectos de GCAQ Ingenieros Civiles, ingeniero José Vargas.

Los pórticos que contienen los disipadores de energía fueron verificados para condiciones elásticas, en los cuales no se permite el daño, a través de un Análisis Tiempo-Historia. Las conexiones a la estructura de concreto han sido diseñadas de forma de transmitir la fuerza de los disipadores. Para esto, se ha visto la conveniencia de reforzar o incrementar la capacidad de las zonas cercanas a los nudos, que es la zona donde se concentran los esfuerzos.

Tras un análisis a la estructura, se determinó que la cimentación, columnas y placas satisfacen las nuevas exigencias de carga, por lo que no requieren reforzamiento alguno. En ciertos casos puntuales, algunas vigas fueron reforzadas, en tramos localizados, con fibra de carbono.

El hotel Costa del Sol se componía originalmente de una estructura de concreto de cinco niveles. Sobre este se levantaron dos nuevos niveles en base a estructuras metálicas. Debido a esta nueva ampliación, se consideró conveniente instalar disipadores de energía para controlar las deformaciones laterales y reducir la demanda sísmica en la estructura.

AMPLIACIÓN

La nueva estructura se proyectó en base a perfiles metálicos, compuesto por tubos cuadrados para las columnas y perfiles de alma llena como vigas que soportan a la losa colaborante del techo del sexto piso. El techo del séptimo piso ha sido estructurado en base a tijerales y viguetas que sirven de apoyo a la cobertura liviana.

Se dispuso de arriostres metálicos en configuración Chevron en ambas direcciones para mejorar la rigidez del sistema y controlar las deformaciones laterales, principalmente, en los dos pisos correspondientes a la ampliación.

En el techo del quinto piso se demolió una franja de losa para el pase de la escalera metálica que conecte con los pisos de la ampliación. Por otro lado, las conexiones viga-columna son a momento, mientras que los arranques de las columnas son conexiones articuladas. Los arriostres han sido modelados de forma de transmitir únicamente fuerzas axiales.

DISEÑO

Se consideró como código básico para el análisis y diseño estructural el Reglamento Nacional de Edificaciones, en particular la Norma Técnica NTE E-020 de Cargas, la Norma Técnica NTE E-030 de Diseño Sismorresistente, la Norma Técnica NTE E-060 de Concreto Armado, y la Norma Técnica NTE E-090 de Estructuras Metálicas.

El análisis y diseño de los disipadores de energía, así como sus conexiones, se efectuó con el ASCE A7 “Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures” y con el FEMA 356 “Prestandard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings” en sus últimas versiones.

Estos reglamentos incluyen consideraciones detalladas para los métodos aceptados de diseño, cargas de diseño, factores de carga y coeficientes de seguridad para los materiales utilizados en el proyecto.

El análisis de las estructuras se ha realizado por métodos elásticos y no lineales. Se ha utilizado un Análisis Dinámico Tiempo-Historia con cinco registros sísmicos provenientes del Instituto Geofísico del Perú (IGP) y que han sido escalados a una aceleración pico de 0.40g.

Los coeficientes sísmicos necesarios para el análisis sísmico se han determinado mediante los parámetros correspondientes al periodo de vibración de la estructura, a los coeficientes de zona, suelo y al tipo de estructuración que le corresponde según las normas antes mencionadas. Se ha utilizado software de ingeniería estructural como el ETABS NONLINEAR, desarrollado por Computers & Structures Inc. de Berkeley – California. El diseño ha sido efectuado por métodos de rotura según las normas indicadas en las bases de diseño.

 

FICHA TÉCNICA

Arquitectura: Miranda Arquitectos. Construcción: Esparq Ciesa Contratistas Generales S.A.C. Supervisión: Hotel Costa del Sol. Estructuras: Gallegos Casabonne Arango Quesada Ingenieros Civiles S.A.C.

Más en revista Proyecta Ed. 36.