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PROYECTO DE GRADO POSGRADO
DISEÑO ESTRUCTURAL EDIFICIO MURANO
María Paula Moreno Zambrano.
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL
ÁREA ESTRUCTURAS, SÍSMICA Y MATERIALES
BOGOTÁ D.C.
NOVIEMBRE DE 2014
Universidad de los Andes Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Proyecto de Grado Posgrado Diseño Estructural Edificio Murano
Ma. Paula Moreno Zambrano Proyecto de Grado Posgrado i
TABLA DE CONTENIDO ÍNDICE DE FIGURAS .................................................................................................................................................. iii
ÍNDICE DE GRÁFICAS ................................................................................................................................................. iv
ÍNDICE DE TABLAS ...................................................................................................................................................... v
RESUMEN ......................................................................................................................................................................... 1
ABSTRACT ....................................................................................................................................................................... 1
1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS ...................................................................................................................... 1
Antecedentes y Justificación ................................................................................................................. 1
Objetivos ....................................................................................................................................................... 2
1.2.1. Objetivo General ............................................................................................................................... 2
1.2.2. Objetivos Específicos ...................................................................................................................... 2
2. ANÁLISIS ESTRUCTURAL DEL EDIFICIO (LINEAL ELÁSTICO) ....................................................... 3
Descripción general del diseño y materiales ................................................................................. 3
Sistema estructural y de piso................................................................................................................ 3
Determinación de Cargas de Servicio y Cargas Sísmicas .......................................................... 4
Descripción breve de la fase de pre-dimensión de los elementos ........................................ 7
Modelación virtual del Edificio ............................................................................................................ 8
3.5.1. Movimiento Sísmico de Diseño .................................................................................................. 9
3.5.2. Combinaciones de Carga ............................................................................................................ 10
3.5.3. Verificación de derivas ............................................................................................................... 11
3.5.4. Verificación de fuerzas internas ............................................................................................. 17
3. DISEÑO DE LOS ELEMENTOS REPRESENTATIVOS .......................................................................... 18
Sistema de cimentación ....................................................................................................................... 18
4.1.1. Diseño de Pilotes ........................................................................................................................... 18
4.1.2. Diseño de una viga de cimentación ....................................................................................... 19
Diseño de Diafragma Rígido ............................................................................................................... 21
Placas Aéreas ............................................................................................................................................ 24
4.3.1. Diseño de una Viga de Carga Representativa .................................................................... 24
4.3.2. Diseño de una Columna representativa............................................................................... 26
4.3.3. Diseño de un Muro Representativo ....................................................................................... 27
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4. ANÁLISIS NO LINEAL ESTÁTICO .............................................................................................................. 28
Evaluación de la flexibilidad de la estructura ............................................................................. 28
Comparación de resultados: modelo lineal elástico vs. No lineal estático ...................... 31
Evaluación de las propiedades y curvas de comportamiento inelástico ......................... 31
5.3.1. Definición de rótulas plásticas para vigas de carga ........................................................ 32
5.3.2. Definición de rótulas plásticas para columnas ................................................................. 34
5.3.3. Definición de rótulas plásticas para muros ........................................................................ 35
Curvas de capacidad de la estructura ............................................................................................ 35
Estimación del Desplazamiento Objetivo ..................................................................................... 38
5. ANALISIS DE LOS RESULTADOS ............................................................................................................... 40
6. CONCLUSIONES................................................................................................................................................ 48
7. ANEXOS ............................................................................................................................................................... 50
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ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Distribución en a) Planta y b) altura Modelo simplificado del edificio (ETABS 13) ...... 9
Figura 2. Diagramas por carga vertical para Viga Pórtico C..................................................................... 17
Figura 3. Diseño del pilote-software Allpile. .................................................................................................. 18
Figura 4. Esquema Viga Equivalente-Dirección X (aplicación de la carga). ....................................... 22
Figura 5. Esquema Viga Equivalente- Dirección Y (aplicación de la carga). ...................................... 22
Figura 6. Estructura sobre base flexible (resortes) Modelo etabs13 ................................................... 30
Figura 7. Tabla 6-7 ASCE/SEI 41-06: Criterios de aceptación para análisis no lineal de vigas de
concreto reforzado. ................................................................................................................................................... 33
Figura 8. Referencia del diagrama Rotación Plástica vs. Momento de etabs13 de una rótula
plástica de una viga. .................................................................................................................................................. 34
Figura 9. Referencia definición Elemento de Borde de muros en el modelo SAP2000-layered
shells. .............................................................................................................................................................................. 35
Figura 10. Curva Pushover para la dirección X. ............................................................................................ 36
Figura 11. Diagramación de la formación de Rótulas Plásticas a 51 cm de desplazamiento en
cubierta en sentido X (último punto arrojado por el programa). .......................................................... 36
Figura 12. Curva Pushover para la dirección Y. ............................................................................................ 37
Figura 13. Diagramación de la formación de Rótulas Plásticas a 56 cm de desplazamiento en
cubierta en sentido Y. ............................................................................................................................................... 37
Figura 14. Referencia Curva bilineal para determinación de desplazamiento objetivo sentido x
(ATC 40), y sentido y (FEMA 356) con SAP2000. .......................................................................................... 38
Figura 15. Estado de los elementos para el punto de comportamiento. (Para muros las unidades
de escala de colores es MPa). ................................................................................................................................ 41
Figura 16. Estado de los elementos para el punto de fluencia. (Para muros las unidades de escala
de colores es MPa). .................................................................................................................................................... 42
Figura 17. Muro con Columnas, T=20 cm, L=5.4 cm. Columnas s=30x100. (unidades en ton,m)
........................................................................................................................................................................................... 43
Figura 18. Curva de pushover para Pórtico sentido x. (unidades en ton,m) ..................................... 43
Figura 19. Estado de los Muros para el Punto de Comportamiento (Unidades escala de colores,
referidas a la fluencia en el acero en MPa). ..................................................................................................... 44
Figura 20. Estado de los Muros para el Punto de último. (Unidades escala de colores, referidas
a la fluencia en el acero en MPa). ........................................................................................................................ 44
Figura 21. Estado de los elementos para el punto de fluencia. ............................................................... 46
Figura 22. Estado de los elementos para el punto de comportamiento. ............................................. 47
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ÍNDICE DE GRÁFICAS
Gráfica 1. Espectro Sísmico de Diseño. ............................................................................................................. 10
Gráfica 2. Resultado AllPile: Curva Fuerza vertical vs. Asentamiento ................................................. 29
Gráfica 3. Resultado AllPile: Curvas Cortante vs. Deflexión en cubierta y Momento vs. deflexión
en cubierta. ................................................................................................................................................................... 30
Gráfica 4. Referencia Curva de pushover sentido x con parámetros relevantes. ............................. 40
Gráfica 5. Curva de pushover dirección y con parámetros relevantes. ................................................ 45
Gráfica 6. Dirección x: Cortantes según sistema estructural diseño elástico vs. Punto de
comportamiento. ........................................................................................................................................................ 48
Gráfica 7. Dirección y: Cortantes según sistema estructural diseño elástico vs. Punto de
comportamiento. ........................................................................................................................................................ 48
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ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Aspectos generales Edificio Murano.................................................................................................... 3
Tabla 2. Fuerzas Sísmicas según Método de la FHE. ...................................................................................... 7
Tabla 3. Datos Espectro de Diseño-Murano ....................................................................................................... 9
Tabla 4. Combinaciones de Carga para Fase de diseño. ............................................................................. 11
Tabla 5. Verificación Derivas Modelo-Dirección X. ...................................................................................... 12
Tabla 6. Verificación Derivas Modelo-Dirección Y. ...................................................................................... 14
Tabla 7. Desplazamientos y rigideces (Método de Wilbur)...................................................................... 15
Tabla 8. Consideración Efecto Muro (Método de McLead). ...................................................................... 16
Tabla 9. Determinación de Fuerzas internas (Método de Coeficientes de la ACI). ........................ 17
Tabla 10. Fuerzas en el Diafragma. ..................................................................................................................... 21
Tabla 11. Cálculo del desplazamiento objetivo en dirección x................................................................ 39
Tabla 12. Cálculo del desplazamiento objetivo en dirección y. .............................................................. 39
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RESUMEN Se presenta el diseño estructural del edificio Murano, de once pisos con sistema combinado de
pórticos y pantallas en concreto reforzado. Se considera un modelo tridimensional utilizando
herramientas computacionales, a partir del cual se conduce 1) análisis lineal elástico y 2)
análisis no lineal estático. Se realiza el análisis de “Pushover” y se estima el “desplazamiento
objetivo” del edificio. Finalmente, se evalúa el comportamiento de la estructura para el
movimiento sísmico de diseño, estableciendo un concepto sobre el diseño realizado.
ABSTRACT The structural design of an eleven-floor building called Murano, with a mixed reinforced
concrete system, conformed by shear walls and moment resistant frames is shown. It considers
a three-dimensional model of the building using computational tools, from which 1) Linear
elastic analysis and 2) non-linear static analysis is conducted. Modal Pushover analysis is made
and the target displacement for the structure is estimated. Finally, the global behavior of the
structure is evaluated for the design spectrum, establishing a concept of the design proposed.
1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS
Antecedentes y Justificación Como respuesta a las experiencias pasadas y recientes de daño en las estructuras, consecuencia
de eventos sísmicos, las normas de diseño se han venido renovando. En la actualidad, se busca
que las estructuras sean diseñadas para ser capaces de resistir los temblores pequeños sin
ningún tipo de daño, temblores moderados sin daño en los elementos estructurales, aunque con
algún daño en los elementos no estructurales; y temblores fuertes sin pérdida de vidas
humanas ni colapso de la estructura. Aspectos como el tipo de suelo, la selección del sistema
estructural y el correcto detallamiento del refuerzo de los elementos, han sido primordiales en
la consecución de este objetivo.
En la práctica de la ingeniería estructural, la metodología para el diseño de edificios, consignada
en las principales normas de diseño sismo-resistente se basa primordialmente, en los métodos
de análisis lineal elástico. En estas normas de diseño, incluida la NSR-10, se incluye el factor de
reducción de la respuesta sísmica R, que busca representar las características inelásticas de la
estructura.
Este criterio no termina de generar incertidumbre sobre la forma de representar
adecuadamente la resistencia y ductilidad de la estructura, así como de cuantificar
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correctamente el nivel de daños para la misma durante los eventos sísmicos. Siendo mayor la
incertidumbre al estudiar sistemas estructurales combinados.
El presente estudio, utiliza el método de análisis no lineal estático (ó análisis de “Pushover”),
para la verificación del desempeño del edificio Murano. Se espera que por estos medios, pueda
estudiarse el comportamiento de los elementos estructurales y sea posible emitir un concepto
sobre qué tan adecuados son los métodos elásticos para el diseño sismo-resistente de las
edificaciones.
Objetivos
1.2.1. Objetivo General El presente proyecto de grado busca evaluar el comportamiento de un edificio de once pisos en
términos de resistencia, ductilidad y nivel de daño, cuando es sometido al movimiento sísmico
de diseño.
1.2.2. Objetivos Específicos Con el fin de dar cumplimiento al objetivo general de la presente investigación, se establecen
los siguientes objetivos específicos:
Diseñar los elementos que hacen parte de la estructura de acuerdo a los requerimientos
de la NSR-10 para estructuras con capacidad especial de disipación de energía DES.
Conducir el análisis lineal elástico del edificio, verificando el cumplimiento de derivas
según NSR-10.
Realizar el análisis no lineal estático de la estructura y establecer las diferencias, en
comparación con el análisis lineal elástico.
Obtener las curvas de comportamiento para los elementos estructurales.
Obtener la curva de capacidad del edificio en sus dos direcciones principales.
Estimar el desplazamiento objetivo que alcanzará el edificio para el sismo de diseño.
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2. ANÁLISIS ESTRUCTURAL DEL EDIFICIO (LINEAL ELÁSTICO)
Descripción general del diseño y materiales El diseño estructural del Edificio Murano se realizó con base a los requerimientos estipulados
en la NSR-10 para estructuras con capacidad Especial de disipación de energía (DES). A
continuación se presenta una tabla de control donde se describe los principales rasgos del
proyecto y los materiales utilizados para el análisis lineal elástico descrito en esta sección.
Tabla 1. Aspectos generales Edificio Murano
EDIFICIO MURANO
USO DEL PROYECTO Residencial (GRUPO I)
UBICACIÓN Sogamoso, Boyacá
NIVEL DE AMENAZA SISMICA Alta
NÚMERO DE PISOS 11 Pisos, 1 semisótano, 1 sótano.
ALTURA DE PISOS Sótano y semisótano: 3.2 m
Piso 1: 3.10 m
Piso 2 y sucesivos: 2.75 m
CARGAS TÍPICAS
C.V Parqueo: 250 Kg/m2
C.V Vivienda: 180 Kg/m2
NORMATIVA APLICADA NSR-10, ASCE 7-10, ASCE41-06
PERFIL Y CALIDAD DEL SUELO Tipo E
ESPECIFICACIÓN DE
MATERIALES
CONCRETO PILOTES: 3.000 p.s.i. CONCRETO COLUMNAS – MUROS: 4.000 p.s.i. CONCRETO PLACA DE CIMENTACIÓN Y DADOS: 3.500 p.s.i SISTEMA DE CONTENCION: 3.500 p.s.i. CONCRETO PLACAS: 3.000 p.s.i.
Sistema estructural y de piso Para la elección del sistema estructural de Murano, se descartó: 1) El sistema de muros, debido
a que este sistema exige en lo posible, una configuración de parqueos especial en sótanos que
sea afín a la distribución de muros de pequeño espesor (8,10 ó 12 cm) en los pisos superiores.
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Además debe cumplirse que la rigidez bajo transición debe ser 10 veces la rigidez del sistema
de muros. Este sistema no es conveniente para el proyecto de estudio dado que está
conformado por dos sótanos con distribución de espacios de parqueo que no se ajustan al
esquema deseado. 2) El sistema convencional de pórticos de concreto reforzado, por efectos de
falta de rigidez en la estructura, cuya magnitud (en altura y distribución en planta) exigen
realizar “pórticos mejorados”. De tomar este sistema estructural, las secciones serían de
secciones exageradas, así como los módulos y especificaciones de materiales. Esto recaería en
altos costos y podría afectar la arquitectura como fue concebida.
De acuerdo a lo anterior, el sistema estructural seleccionado para el edificio fue el COMBINADO
CON PANTALLAS DE CONCRETO REFORZADO, para el cual la resistencia a las cargas laterales
está dada por muros de concreto reforzado con capacidad especial de disipación de energía
(DES), y la resistencia a las cargas verticales consta de pórticos de concreto reforzado con
capacidad especial de disipación de energía (DES).
El sistema de piso para el edificio se compone por un sistema de viguetas de concreto en una
dirección (losa aligerada de concreto), con un espesor de 0.10 m separadas cada 0.80 m. La
torta superior es de 0.05 m de espesor y la torta inferior de 0.03 m de espesor.
Determinación de Cargas de Servicio y Cargas Sísmicas Se realizaron los cálculos de las cargas de servicio tipificadas por piso de acuerdo al Título A de
la NSR-10. Para la determinación de las cargas sísmicas, se llevó a cabo el cálculo del método de
la Fuerza Horizontal Equivalente (FHE), cuyos resultados se muestran en la Tabla 2.
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AVALUO DE CARGAS PISO 1o. Altura de placa (h)= 0.45 (m)
Torta superior (s)= 0.05 (m)
Torta inferior (i)= 0.03 (m)
Viguetas (e)= 0.12 (m)
Separación (S)= 0.80 (m)
SISTEMA INTERNACIONAL M.K.S
DE UNIDADES
TORTAS SUPERIOR E INFERIOR 24.0 x (s+i) 1.920 kN/m2 0.192 T/m2
VIGUETAS 24.0 x (h-s-i) x e / S 1.332 kN/m2 0.133 T/m2
ACABADOS 1.000 kN/m2 0.100 T/m2
CASETONES 0.350 kN/m2 0.035 T/m2
MUROS y/o PARTICIONES 1.546 kN/m2 0.155 T/m2
CARGA MUERTA (CM)= 6.148 kN/m2 0.615 T/m2
CARGA VIVA (CV) = 2.500 kN/m2 0.250 T/m2
CARGA TOTAL (CT)= 8.648 kN/m2 0.865 T/m2
CARGA ULTIMA (CU) = 11.38 kN/m2 1.14 T/m2
CARGA REAL DE CIMENTACION (CRC) = CT + dvigas + dcolumnas + dmsv
dvigas = 1.332 kN/m2 0.133 T/m2
dcolumnas= 0.433 kN/m2 0.043 T/m2
CRC= 10.41 kN/m2 1.041 T/m2
CARGA DE SISMO (CS) = CRC - CV
dmuros div para sísmo= 1.546 kN/m2 0.155 T/m2
CS= 7.91 kN/m2 0.791 T/m2
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AVALUO DE CARGAS PISO 1o. Altura de placa (h)= 0.45 (m)
Torta superior (s)= 0.05 (m)
Torta inferior (i)= 0.03 (m)
Viguetas (e)= 0.12 (m)
Separación (S)= 0.80 (m)
SISTEMA INTERNACIONAL M.K.S
DE UNIDADES
TORTAS SUPERIOR E INFERIOR 24.0 x (s+i) 1.920 kN/m2 0.192 T/m2
VIGUETAS 24.0 x (h-s-i) x e / S 1.332 kN/m2 0.133 T/m2
ACABADOS 1.000 kN/m2 0.100 T/m2
CASETONES 0.350 kN/m2 0.035 T/m2
MUROS y/o PARTICIONES 1.546 kN/m2 0.155 T/m2
CARGA MUERTA (CM)= 6.148 kN/m2 0.615 T/m2
CARGA VIVA (CV) = 2.500 kN/m2 0.250 T/m2
CARGA TOTAL (CT)= 8.648 kN/m2 0.865 T/m2
CARGA ULTIMA (CU) = 11.38 kN/m2 1.14 T/m2
CARGA REAL DE CIMENTACION (CRC) = CT + dvigas + dcolumnas + dmsv
dvigas = 1.332 kN/m2 0.133 T/m2
dcolumnas= 0.433 kN/m2 0.043 T/m2
CRC= 10.41 kN/m2 1.041 T/m2
CARGA DE SISMO (CS) = CRC - CV
dmuros div para sísmo= 1.546 kN/m2 0.155 T/m2
CS= 7.91 kN/m2 0.791 T/m2
AVALUO DE CARGAS PISO TIPO Altura de placa (h)= 0.45 (m)
Torta superior (s)= 0.05 (m)
Torta inferior (i)= 0.03 (m)
Viguetas (e)= 0.10 (m)
Separación (S)= 0.80 (m)
SISTEMA INTERNACIONAL M.K.S
DE UNIDADES
TORTAS SUPERIOR E INFERIOR 24.0 x (s+i) 1.920 kN/m2 0.192 T/m2
VIGUETAS 24.0 x (h-s-i) x e / S 1.110 kN/m2 0.111 T/m2
ACABADOS 1.000 kN/m2 0.100 T/m2
CASETONES 0.350 kN/m2 0.035 T/m2
MUROS y/o PARTICIONES 2.563 kN/m2 0.256 T/m2
CARGA MUERTA (CM)= 6.943 kN/m2 0.694 T/m2
CARGA VIVA (CV) = 1.800 kN/m2 0.180 T/m2
CARGA TOTAL (CT)= 8.743 kN/m2 0.874 T/m2
CARGA ULTIMA (CU) = 11.21 kN/m2 1.12 T/m2
CARGA REAL DE CIMENTACION (CRC) = CT + dvigas + dcolumnas + dmsv
dvigas = 1.194 kN/m2 0.119 T/m2
dcolumnas= 0.798 kN/m2 0.080 T/m2
CRCplaca= 10.74 kN/m2 1.074 T/m2
CARGA DE SISMO (CS) = CRC - CV
dmuros div para sísmo= 2.886 kN/m2 0.289 T/m2
CSplaca= 9.26 kN/m2 0.926 T/m2
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Tabla 2. Fuerzas Sísmicas según Método de la FHE.
Descripción breve de la fase de pre-dimensión de los elementos Según las exigencias de la NSR-10, fueron pre-dimensionados todos los elementos del proyecto.
Fue necesario tomar medidas adicionales para la ubicación y secciones de algunos de los
elementos, debido a que la estructura presenta un vacío central en todos los pisos superiores
(Ver Planos en Sección ANEXOS). Los aspectos más importantes de esta fase, se describen a
continuación:
Con luces máximas aprox. de 6.00 m, la altura de las placas de entrepiso fue fijada en un
valor de h=0.45m.
AVALUO DE CARGAS PISO TIPO Altura de placa (h)= 0.45 (m)
Torta superior (s)= 0.05 (m)
Torta inferior (i)= 0.03 (m)
Viguetas (e)= 0.10 (m)
Separación (S)= 0.80 (m)
SISTEMA INTERNACIONAL M.K.S
DE UNIDADES
TORTAS SUPERIOR E INFERIOR 24.0 x (s+i) 1.920 kN/m2 0.192 T/m2
VIGUETAS 24.0 x (h-s-i) x e / S 1.110 kN/m2 0.111 T/m2
ACABADOS 1.000 kN/m2 0.100 T/m2
CASETONES 0.350 kN/m2 0.035 T/m2
MUROS y/o PARTICIONES 2.563 kN/m2 0.256 T/m2
CARGA MUERTA (CM)= 6.943 kN/m2 0.694 T/m2
CARGA VIVA (CV) = 1.800 kN/m2 0.180 T/m2
CARGA TOTAL (CT)= 8.743 kN/m2 0.874 T/m2
CARGA ULTIMA (CU) = 11.21 kN/m2 1.12 T/m2
CARGA REAL DE CIMENTACION (CRC) = CT + dvigas + dcolumnas + dmsv
dvigas = 1.194 kN/m2 0.119 T/m2
dcolumnas= 0.798 kN/m2 0.080 T/m2
CRCplaca= 10.74 kN/m2 1.074 T/m2
CARGA DE SISMO (CS) = CRC - CV
dmuros div para sísmo= 2.886 kN/m2 0.289 T/m2
CSplaca= 9.26 kN/m2 0.926 T/m2
CORTANTE SÍSMICO EN LA BASE
Distribución de la masa por niveles
Coeficiente relacionado con el Periodo fundamental k (A.4.3.2)
k = 1.15
MÉTODO DE LA FUERZA HORIZONTAL EQUIVALENTE
Σ
Cortante en la base obtenido por el método de la fuerza Horizontal Equivalente
Vs(fhe)= 80093.3 kN
8009.3 T
2563.50
8060.358.20982.97Piso 4
Piso 4
8060.35
417629.39 0.163
3659.86
W (kN)
ΣW
13086.86
vx
2555947.17
Piso 3
vxfx
80093.32
76004.57
13086.86
78568.07
1525.24
cvx
1.000
7.55
48673.77 0.019
81806.65
116793.88
4.80
349539.64
80093.32
0.046
0.032
10.30
8060.35
3659.860.046116793.888060.35
Whk
Piso 3
Piso 2
Altura h (m)
Cubierta 7775.29 32.30
8060.35
8060.35
Total
(kN)(m2) (kN/m2)
Área Piso q sismo
Nivel
Piso 2
88378.83
Piso 3
8.20
Cubierta 982.97 7.91 7775.29
982.97 8.20
982.97
982.97
982.97
982.97
982.97
Piso 10
Piso 9
Piso 8
Piso 7
Piso 6
Piso 5
982.97
8060.35
8060.35
8060.35982.97
8.20
8.20
8.20
8.20
8.20
8.20
8060.35
8060.35
8060.35
Piso 10
Piso 9
Piso 8
Piso 7
Piso 6
Piso 5
308741.77
268622.31
8060.35
8060.35
8060.35
26.80
24.05
21.30
18.55
15.80
13.05
Piso 11 982.97 8.20
229255.71
190736.88
153191.34
0.137
8060.35
Piso 11 8060.35 29.55 390955.83 12251.02
8060.35
0.153
8060.35
8060.35
0.121
0.105
0.090
0.075
0.060
10953.20
9674.75
8417.57
7183.97
5976.94
4800.41 72344.71
25337.88
36291.07
45965.82
54383.39
61567.36
67544.30
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Para las vigas, se tuvo en cuenta una relación según la cual 𝑏𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 𝑏𝑠𝑖𝑠𝑚𝑜 + 10 𝑐𝑚. La
dirección de las viguetas se escogió de acuerdo a las luces más largas y buscando que
las vigas de carga llegasen en lo posible, por el eje fuerte de las columnas.
Las columnas fueron pre-dimensionadas por áreas aferentes, determinando la carga
axial actuante teniendo en cuenta el número de pisos del edificio y un esfuerzo de 0.3f’c.
Para los muros o pantallas, se buscaron longitudes de mínimo 𝐻𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑒𝑑𝑖𝑓𝑖𝑐𝑖𝑜
10 y espesor
mínimo de 20 cm. Estos fueron dispuestos simétricamente con el fin de contrarrestar
las rigideces en todas las direcciones de la edificación. En sentido x, se definió un mayor
número de muros, por considerarse la dirección más desfavorable y aquella donde la
configuración arquitectónica permitió ubicar un mayor número de estos elementos en
toda la altura del edificio.
En el vacío central del edificio, se utilizaron columnas en forma de L con espesor mínimo
de 30 cm. Además se descolgaron a 1.20 m de altura las vigas centrales en dirección y.
Modelación virtual del Edificio Para la obtención de la respuesta estructural del edificio estudiado, se realizó un modelo
tridimensional simplificado de la estructura, utilizando el software ETABS 2013.
En la interfaz del programa, se generó la geometría básica de la edificación, y se definieron las
secciones de los elementos y las características de los materiales. Se definieron casos estáticos
de carga para carga vertical (viva y muerta) y sismo en cada dirección. Las placas de cada piso
se modelaron utilizando el elemento tipo Shell, que fue cargado con las cargas vivas y muertas
presentadas en la Sección 3.3. Adicionalmente, se introdujo el espectro sísmico de diseño y se
asignaron masas por piso para sismo con la definición de “Additional Masses” con el fin de
conducir análisis dinámico. La Figura 1 ilustra la distribución en planta y altura del edificio
como fue generada en el modelo tridimensional.
Con el modelo global empotrado en la base, fueron utilizadas las herramientas de análisis del
programa para encontrar la respuesta sísmica de la estructura, y asimismo, verificar los
desplazamientos presentados y las fuerzas internas en los elementos. Lo anterior se comparó
con los valores obtenidos a partir de métodos aproximados para derivas y fuerzas internas por
carga vertical y horizontal.
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Figura 1. Distribución en a) Planta y b) altura Modelo simplificado del edificio (ETABS 13)
3.5.1. Movimiento Sísmico de Diseño El análisis sísmico se realizó con base a la ubicación del proyecto en Sogamoso, Boyacá. Para el
análisis sísmico, la caja inferior de gran rigidez conformada por los sótanos, correspondientes
a los niveles sobre (nivel cero) y bajo terreno, se consideraron frenados.
Tabla 3. Datos Espectro de Diseño-Murano
Ciudad
Tipo de suelo E Armenia
Grupo uso I
Espectro
Amenaza Alta Tabla A.2.3-3
Importancia 1 Tabla A.2.5-1
Aa 0.25 Tabla A.2.3-2
Av 0.25 Tabla A.2.3-3
Fa 1.45
Fv 3
Ao 0.3625 g
To 0.21 s
Tc 0.99 s
TL 7.2 s
Sa 0.906 g
DATOS ESPECTRO DE DISEÑO
NSR-10
Sogamoso
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Gráfica 1. Espectro Sísmico de Diseño.
PARAMETROS SISMICOS DE DISEÑO Periodo Fundamental Aproximado de diseño (Ta) (A.4.2.2)
h(m) 32.30 Ta: Periodo Fundamental
Aproximado Ct 0.048 h: Altura de la estructura α 0.90 Ta 1.095 s
Con el análisis modal del modelo en ETABS 2013, se obtuvo un periodo fundamental de la
estructura empotrada, de 0.99 s.
3.5.2. Combinaciones de Carga Las combinaciones de carga para el diseño de los elementos, fueron establecidas según NSR-10
para R=7.0 en las dos direcciones principales y un factor de sobreresistencia, Ω=2.50.
Las combinaciones obtenidas, con su designación nominal y de la forma en que fueron
definidas en el modelo tridimensional, se muestran en la Tabla 4:
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
Sa (
g)
Periodo de la esructura (s)
SUELO TIPO E
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Tabla 4. Combinaciones de Carga para Fase de diseño.
3.5.3. Verificación de derivas Para el chequeo de derivas se utilizaron secciones sin fisurar. Por esta razón, el límite de deriva
de referencia fue del 1.0%, comparado con los resultados obtenidos de:
El modelo tridimensional: Para este cálculo, se tomaron los cortantes en la base
obtenidos en cada dirección para el análisis dinámico espectral, y se compararon con el
cortante basal obtenido por el método de la Fuerza Horizontal Equivalente (FHE). En
una relación de estos valores, se determinaron los factores de ajuste para sismo que se
definieron en los combos SXMOD y SYMOD del modelo. Tomando los cuatro puntos más
extremos en planta, correspondientes a las columnas circulares, se obtuvo la relación
de derivas para la estructura que se muestra en la Tabla 5 y Tabla 6.
1 Combo 1 1.4 D
2 Combo 2 1.2 D + 1.6 L
3 Combo 4 1.2D + 1.0L + 0.1429 SXMOD + 0.04 SYMOD
4 Combo 5 1.2D + 1.0L + 0.1429 SXMOD - 0.04 SYMOD
5 Combo 8 1.2D + 1.0L + 0.1429 SYMOD + 0.04 SXMOD
6 Combo 9 1.2D + 1.0L + 0.1429 SYMOD - 0.04 SXMOD
7 Combo 12 0.9D
8 Combo 13 0.9D + 0.1429 SXMOD + 0.04 SYMOD
9 Combo 14 0.9D + 0.1429 SXMOD - 0.04 SYMOD
10 Combo 17 0.9D + 0.1429 SYMOD + 0.04 SXMOD
11 Combo 18 0.9D + 0.1429 SYMOD - 0.04 SXMOD
12 Combo 21 1.3813 D + 1.0L + 0.3571 SXMOD + 0.1071 SYMOD
13 Combo 22 1.0188 D + 1.0L + 0.3571 SXMOD + 0.1071 SYMOD
14 Combo 23 1.3813 D + 1.0L + 0.3571 SXMOD - 0.1071 SYMOD
15 Combo 24 1.0188 D + 1.0L + 0.3571 SXMOD - 0.1071 SYMOD
16 Combo 29 1.3813 D + 1.0L + 0.3571 SYMOD + 0.1071 SXMOD
17 Combo 30 1.0188 D + 1.0L + 0.3571 SYMOD + 0.1071 SXMOD
18 Combo 31 1.3813 D + 1.0L + 0.3571 SYMOD - 0.1071 SXMOD
19 Combo 32 1.0188 D + 1.0L + 0.3571 SYMOD - 0.1071 SXMOD
20 Combo 37 1.0813 D + 0.3571 SXMOD + 0.1071 SYMOD
21 Combo 38 0.7188 D + 0.3571 SXMOD + 0.1071 SYMOD
22 Combo 39 1.0813 D + 0.3571 SXMOD - 0.1071 SYMOD
23 Combo 40 0.7188 D + 0.3571 SXMOD - 0.1071 SYMOD
24 Combo 45 1.0813 D + 0.3571 SYMOD + 0.1071 SXMOD
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Tabla 5. Verificación Derivas Modelo-Dirección X.
100% 30%
STORY POINT LOAD DriftX-SX Driftx-SY DERIVA Max X
CUB 93 SXMOD 0.70% 0.17% 0.75% 0.86%
P11 93 SXMOD 0.74% 0.19% 0.80%
P10 93 SXMOD 0.76% 0.21% 0.83%
P9 93 SXMOD 0.78% 0.23% 0.85%
P8 93 SXMOD 0.79% 0.24% 0.86%
P7 93 SXMOD 0.77% 0.25% 0.85%
P6 93 SXMOD 0.74% 0.25% 0.81%
P5 93 SXMOD 0.68% 0.24% 0.75%
P4 93 SXMOD 0.59% 0.21% 0.65%
P3 93 SXMOD 0.44% 0.16% 0.49%
P2 93 SXMOD 0.11% 0.04% 0.13%
P1 93 SXMOD 0.03% 0.01% 0.04%
SOTANO 93 SXMOD 0.08% 0.02% 0.08%
CUB 108 SXMOD 0.70% 0.17% 0.75%
P11 108 SXMOD 0.74% 0.19% 0.80%
P10 108 SXMOD 0.76% 0.21% 0.83%
P9 108 SXMOD 0.78% 0.23% 0.85%
P8 108 SXMOD 0.79% 0.24% 0.86%
P7 108 SXMOD 0.77% 0.25% 0.85%
P6 108 SXMOD 0.74% 0.25% 0.81%
P5 108 SXMOD 0.68% 0.24% 0.75%
P4 108 SXMOD 0.59% 0.21% 0.65%
P3 108 SXMOD 0.44% 0.16% 0.49%
P2 108 SXMOD 0.11% 0.04% 0.13%
P1 108 SXMOD 0.03% 0.01% 0.04%
SOTANO 108 SXMOD 0.08% 0.02% 0.08%
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CUB 170 SXMOD 0.70% 0.16% 0.74%
P11 170 SXMOD 0.73% 0.18% 0.79%
P10 170 SXMOD 0.76% 0.20% 0.82%
P9 170 SXMOD 0.78% 0.21% 0.85%
P8 170 SXMOD 0.79% 0.23% 0.86%
P7 170 SXMOD 0.77% 0.24% 0.85%
P6 170 SXMOD 0.74% 0.24% 0.81%
P5 170 SXMOD 0.68% 0.23% 0.75%
P4 170 SXMOD 0.59% 0.20% 0.65%
P3 170 SXMOD 0.44% 0.16% 0.49%
P2 170 SXMOD 0.11% 0.04% 0.12%
P1 170 SXMOD 0.03% 0.01% 0.04%
SOTANO 170 SXMOD 0.07% 0.02% 0.08%
CUB 205 SXMOD 0.70% 0.16% 0.74%
P11 205 SXMOD 0.73% 0.18% 0.79%
P10 205 SXMOD 0.76% 0.20% 0.82%
P9 205 SXMOD 0.78% 0.21% 0.85%
P8 205 SXMOD 0.79% 0.23% 0.86%
P7 205 SXMOD 0.77% 0.24% 0.85%
P6 205 SXMOD 0.74% 0.24% 0.81%
P5 205 SXMOD 0.68% 0.23% 0.75%
P4 205 SXMOD 0.59% 0.20% 0.65%
P3 205 SXMOD 0.44% 0.16% 0.49%
P2 205 SXMOD 0.11% 0.04% 0.12%
P1 205 SXMOD 0.03% 0.01% 0.04%
SOTANO 205 SXMOD 0.07% 0.02% 0.08%
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Tabla 6. Verificación Derivas Modelo-Dirección Y.
30% 100%
STORY POINT LOAD DriftY-SX DriftY-SY DERIVA Max Y
CUB 93 SYMOD 0.07% 0.50% 0.53% 0.92%
P11 93 SYMOD 0.08% 0.58% 0.61%
P10 93 SYMOD 0.09% 0.67% 0.70%
P9 93 SYMOD 0.10% 0.75% 0.78%
P8 93 SYMOD 0.10% 0.82% 0.85%
P7 93 SYMOD 0.11% 0.87% 0.90%
P6 93 SYMOD 0.11% 0.89% 0.92%
P5 93 SYMOD 0.10% 0.86% 0.89%
P4 93 SYMOD 0.09% 0.77% 0.79%
P3 93 SYMOD 0.07% 0.56% 0.58%
P2 93 SYMOD 0.02% 0.14% 0.15%
P1 93 SYMOD 0.01% 0.06% 0.06%
SOTANO 93 SYMOD 0.01% 0.08% 0.08%
CUB 108 SYMOD 0.07% 0.48% 0.50%
P11 108 SYMOD 0.08% 0.56% 0.59%
P10 108 SYMOD 0.09% 0.65% 0.67%
P9 108 SYMOD 0.10% 0.73% 0.76%
P8 108 SYMOD 0.11% 0.80% 0.83%
P7 108 SYMOD 0.11% 0.85% 0.88%
P6 108 SYMOD 0.11% 0.86% 0.90%
P5 108 SYMOD 0.11% 0.84% 0.87%
P4 108 SYMOD 0.10% 0.75% 0.78%
P3 108 SYMOD 0.07% 0.55% 0.57%
P2 108 SYMOD 0.02% 0.14% 0.14%
P1 108 SYMOD 0.01% 0.06% 0.06%
SOTANO 108 SYMOD 0.01% 0.08% 0.08%
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El método aproximado de McLead, con el cual se obtienen las derivas aproximadas de
una estructura compuesta por pórticos y muros de concreto reforzado. Para estos
cálculos, se analizó el pórtico sobre el eje C (Ver Planos estructurales en la sección de
ANEXOS).
Tabla 7. Desplazamientos y rigideces (Método de Wilbur).
Kv Kc hpiso Rn (kN/m) Vn (kN) Deriva (m) Deriva (%)
Ultimo 0.028558 0.2504 2.75 839419.09 11552.2 0.014 0.500%
11 0.028558 0.2504 2.75 839419.09 22160.7 0.026 0.960%
10 0.028558 0.2504 2.75 839419.09 31447.4 0.037 1.362%
9 0.028558 0.2504 2.75 839419.09 39460.6 0.047 1.709%
CUB 170 SYMOD 0.07% 0.50% 0.53%
P11 170 SYMOD 0.08% 0.59% 0.61%
P10 170 SYMOD 0.09% 0.67% 0.70%
P9 170 SYMOD 0.10% 0.75% 0.78%
P8 170 SYMOD 0.10% 0.82% 0.85%
P7 170 SYMOD 0.11% 0.87% 0.90%
P6 170 SYMOD 0.11% 0.89% 0.92%
P5 170 SYMOD 0.10% 0.86% 0.89%
P4 170 SYMOD 0.09% 0.77% 0.79%
P3 170 SYMOD 0.07% 0.56% 0.58%
P2 170 SYMOD 0.02% 0.14% 0.15%
P1 170 SYMOD 0.01% 0.06% 0.06%
SOTANO 170 SYMOD 0.01% 0.08% 0.08%
CUB 205 SYMOD 0.07% 0.48% 0.50%
P11 205 SYMOD 0.08% 0.56% 0.59%
P10 205 SYMOD 0.09% 0.65% 0.67%
P9 205 SYMOD 0.10% 0.73% 0.76%
P8 205 SYMOD 0.11% 0.80% 0.83%
P7 205 SYMOD 0.11% 0.85% 0.88%
P6 205 SYMOD 0.11% 0.86% 0.90%
P5 205 SYMOD 0.11% 0.84% 0.87%
P4 205 SYMOD 0.10% 0.75% 0.78%
P3 205 SYMOD 0.07% 0.55% 0.57%
P2 205 SYMOD 0.02% 0.14% 0.14%
P1 205 SYMOD 0.01% 0.06% 0.06%
SOTANO 205 SYMOD 0.01% 0.08% 0.08%
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8 0.028558 0.2504 2.75 839419.09 46252.1 0.055 2.004%
7 0.028558 0.2504 2.75 839419.09 51877.9 0.062 2.247%
6 0.028558 0.2504 2.75 839419.09 56399 0.067 2.443%
5 0.028558 0.2504 2.75 839419.09 59883.3 0.071 2.594%
4 0.028558 0.2504 2.75 839419.09 62407.3 0.074 2.703%
3 0.028558 0.2504 2.75 839419.09 64060.6 0.076 2.775%
2 0.028558 0.2504 2.75 1009244.1 64952.6 0.064 2.340%
1 0.028558 0.2504 3.2 1804935.5 64952.6 0.036 1.125%
Tabla 8. Consideración Efecto Muro (Método de McLead).
Rigidez de Muros
Fisuración 1.00
t (m) 0.20
h (m) 5.85
I (m4) 3.34
As (m2) 0.98
G (MPa) 8598.69
No Muros 1.00
H (m) 33.45
Km (kN/m) 5400.48
Fuerza Equivalente entre sistemas Fuerza Total (kN) 64952.6 Cortante basal
P (kN/m) 33303.47
Desplazamiento incluyendo muros
Despmax (m) 0.448 Deriva (%)
1.34%
DespPerm (m) 0.3345
Se considera lógico que los resultados no sean iguales a los obtenidos por medio de la
modelación computacional debido a que se trata de un método empírico aproximado,
que supone una única conexión en cubierta entre el muro y el pórtico (Fuerza P). Sin
embargo, se presenta similitud entre los dos (encontrándose sobre el 1.0%) y las
diferencias se consideran aceptables.
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3.5.4. Verificación de fuerzas internas Se tomó del modelo una de las vigas del pórtico C, con el fin de revisar las fuerzas internas por
carga vertical mayoradas. En la Figura 2, se muestra los valores referidos al momento negativo
generado en el extremo derecho (M3), para la viga del segundo vano del pórtico.
Figura 2. Diagramas por carga vertical para Viga Pórtico C.
Para el mismo pórtico, sometido a la acción de cargas verticales, los resultados obtenidos de la
aplicación del método de coeficientes de la ACI, se muestran en la Tabla 9. Nótese la buena
coincidencia entre los resultados obtenidos mostrados en negrita, con los arrojados por ETABS
2013 para la viga del segundo vano.
Tabla 9. Determinación de Fuerzas internas (Método de Coeficientes de la ACI).
M1 10.993 M1 12.908 M1 18.398 M1 28.492 M1 11.032
M2 12.564 M2 8.067 M2 11.499 M2 17.807 M2 12.608
M3 17.589 M3 12.908 M3 18.398 M3 28.492 M3 17.651
V1 15.375 V1 13.171 V1 15.725 V1 19.569 V1 15.402
V2 17.682 V2 13.171 V2 15.725 V2 19.569 V2 17.713
Luz 1 Luz 2 Luz 3 Luz 4 Luz 5
Momento (T-m)
Cortante(Ton)
Luz 1 Luz 2 Luz 3 Luz 4 Luz 5
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3. DISEÑO DE LOS ELEMENTOS REPRESENTATIVOS
Sistema de cimentación El sistema de cimentación está conformado por un sistema placa-pilotes de concreto
(placa maciza con vigas descolgadas según estudio de suelos). De la carga total la placa debía
tomar el 30% y el 70% restante lo tomarían grupos de pilotes de concreto reforzado con una
profundidad de punta de 25 m (referidos al nivel cero). Los cabezales o dados para los grupos
de pilotes fueron conectados por medio de vigas de amarre de h=1.20 m. Dado el nivel de agua,
en sótano fue necesario diseñar una losa de subpresión. Adicionalmente, la condición de
vecinos, hizo necesario un sistema de contención con elementos de apuntalamiento y pantallas
pre-excavadas en el perímetro del edificio (Ver Planos Proceso Constructivo en la sección
ANEXOS).
4.1.1. Diseño de Pilotes Con ayuda del software AllPile fueron analizadas las fuerzas que experimentan los pilotes para
la hipótesis de carga crítica, construyendo el modelo del pilote para las solicitaciones de carga
en la parte superior (Figura 3). De esta manera, se verificaron los diagramas en el pilote de 0.60
m de diámetro:
Figura 3. Diseño del pilote-software Allpile.
Para la condición de momento, aproximadamente el esfuerzo generado sería el siguiente:
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𝜎 = 3.502 𝑀𝑃𝑎 < 6.15 𝑀𝑃𝑎 (Esfuerzo máximo de tensión para f′c = 24.5MPa)
Para la condición de cortante, la capacidad a cortante se estimó con:
𝑉𝑐 = 0.85 ∗ 0.17√𝑓′𝑐 ∗ 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = 202.23 𝑘𝑁
Como se observa la capacidad es mayor que la solicitación máxima estimada. Una vez
verificados los diagramas, se diseñó un pilote típico de la torre, como se muestra a continuación:
PILOTE PROFUNDIDAD 25m Datos:(De acuerdo con las recomendaciones dadas en el estudio de suelos)
Φ: 0.60 mProfundidad: 25.00 m
Nivel de la placa: -4.70 mEspesor placa: 0.20 m
Capacidad de discipación de energía: DES
REFUERZO LONGITUDINAL:
Cuantía mínima: 0.005 (TABLA C.15-1)
AS = 14.14 cm2
Cantidad mínima de barras: 6
7 # 6Longitud: 20.
ESTRIBOS:40 # 3 c/ 0.075 En los 3.00 m. superiores
24 # 3 c/ 0.30 En la longitud restante
4.1.2. Diseño de una viga de cimentación Se Diseñó la viga del eje C para la luz máxima:
Datos de Entrada
f´c 21 Mpa
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fy 420 MPa b 0.5 m h 1.2 m d 1.15 m Wu 70 kN-m Lmax 6 m
Diseño para momento negativo
Mu (-) 252.0 kN-m ETABS ρ 0.0011
As 0.0006 m2
ρbalanceada 0.02125
ρmáx 0.025 CUMPLE
ρmín 0.00273 NO CUMPLE, Usar Mín.
No barra No7 # 5 S (m) 0.13
Diseño para momento positivo
Mu (+) 210.0 kN-m ETABS ρ 0.0009
As 0.0005175 m2
ρbalanceada 0.02125
ρmáx 0.025 CUMPLE
ρmín 0.00273 NO CUMPLE, Usar Mín.
No barra No7 # 5 S (m) 0.125
Diseño por cortante
Vu 210 kN ETABS Resistencia del concreto vu 0.365 MPa Φvc 0.649 MPa CUMPLE Refuerzo a cortante No ramas 2 No Barra No4
db 0.0127 m
Av 0.0003 m2
ρmín 0.00068 Recalculo con Smin
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S min 0.29 m ρ 0.002 % CUMPLE Resistencia de los flejes Φvs 0.641 MPa CUMPLE Resistencia de la sección Φvc + Φvs
1.290 MPa CUMPLE
ΦVresistente 741.7 kN CUMPLE
El refuerzo fue dispuesto teniendo en cuenta un diagrama de momentos invertido, dado que la
carga del suelo es distribuida hacia arriba (Ver despiece en Planos sección ANEXOS).
Diseño de Diafragma Rígido Debido a la particularidad de la planta del edificio, se diseñó el diafragma, calculando: 1) Las
fuerzas actuantes en los diafragmas para cada piso según NSR-10 título A.3.6.8., comparándolas
con la fuerza actuante calculada por el método de FHE y tomando el caso más desfavorable, 2)
Para la carga elegida se diseñó el diafragma realizando modelos de vigas equivalentes a la
condición presentada en cada dirección. El procedimiento realizado, se muestra a continuación:
1) Para el cálculo de Fpx , la Tabla 10 recopila los resultados:
Tabla 10. Fuerzas en el Diafragma.
2) Se realizó un análisis de los pórticos de cada eje en cada dirección para calcular la
rigidez correspondiente y traducir el análisis de la dirección en una viga equivalente
apoyada en resortes. Se obtuvieron dos vigas que fueron analizadas para la carga
distribuida determinada en 1) que se muestran en la Figura 4 y Figura 5. En las zonas
del vacío central, se redujo la sección de la viga.
Piso F-FHE (Ton) Fp (Ton) Máx F (Ton)
Piso 2 89.20 351.67 351.67
Piso 3 165.33 385.75 385.75
Piso 4 252.41 419.82 419.82
Piso 5 348.43 453.93 453.93
Piso 6 452.11 488.02 488.02
Piso 7 562.57 522.10 562.57
Piso 8 679.15 556.18 679.15
Piso 9 801.32 590.27 801.32
Piso 10 928.67 655.41 928.67
Piso 11 1060.85 722.66 1060.85
Cubierta 1155.22 761.98 1155.22
Determinación de Fuerza en el Diafragma
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Figura 4. Esquema Viga Equivalente-Dirección X (aplicación de la carga).
Figura 5. Esquema Viga Equivalente- Dirección Y (aplicación de la carga).
x
y
x
y
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En base a los momentos y cortantes obtenidos en la modelación de las vigas equivalentes con
SAP2000, se realizó el diseño de diafragma. (Se emplearon unidades del sistema inglés como lo
exigen las fórmulas a utilizar del ASCE 7-10).
4.06 Ksi
60.91 Ksi
479800.00 Kip-in
1139.00 Kip
1155.00 in
7.58 in²
No7
13.00
10.43 in
18.00 in
0.00 in²
Diseño para Tensión
DISEÑO DEL DIAFRAGMA-DIR. X (ASCE 7-10)
Datos de Entrada
f'c
fy
Mmax
Vumax
Se asume
d
(Viga Horizontal)
Mu≤0.9 Asa*fy*d
Asa
Barra No.
#Barras
S
MaxS
Nota: Es el refuerzo de borde necesario en los
puntos alrededor del vacío.
Diseño para Compresión
Mu/S≥0.2f'c
S
4.06 Ksi
60.91 Ksi
234800.00 Kip-in
1426.00 Kip
1316.00 ft
3.25 in²
No6
8.00
24.29 in
18.00 in
0.0000035 in2
Diseño para Tensión
DISEÑO DEL DIAFRAGMA-DIR. Y (ASCE 7-10)
Datos de Entrada
f'c
fy
Mmax
Vumax
Se asume
d
(Viga Horizontal)
Mu≤0.9 Asa*fy*d
Asa
Barra No.
#Barras
S
MaxS
Nota: Es el refuerzo de borde necesario en los
puntos alrededor del vacío.
Diseño para Compresión
Mu/S≥0.2f'c
S
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Placas Aéreas
4.3.1. Diseño de una Viga de Carga Representativa Se diseñó un vano de la viga de carga sobre el eje C, dónde rige la carga vertical:
2.50
2232.42 Kip
2232.42 Kip
5.91 in²
0.003810 m²
No6
14.00
401.57 in
2.50
1116.21 Kip
26.22 Kip
11.89 Ton
0.72 in²
No5
3.00
Tnet≤0.9Asb*fy
Diseño para Colectores
Wo(Sobreresistencia)
Tnet
Cnet
Asb
Barra No.
Vur
Asb
Asf
Barra No.
#Barras
Cortante por Fricción
Nota: Para el caso en que que aprox la mitad del ref.
del colector es excéntrico a las pantallas en esta
dirección.
lw
Wo(Sobreresistencia)
Tnet/2
Vur
#Barras
2.50
2666.31 Kip
2666.31 Kip
7.05 in²
0.004550 m²
No6
17.00
291.34 in
2.50
1333.15 Kip
167.76 Kip
76.09 Ton
4.59 in²
No6
11.00
Tnet≤0.9Asb*fy
Diseño para Colectores
Tnet/2
Wo(Sobreresistencia)
Tnet
Cnet
Asb
Asb
Barra No.
#Barras
Cortante por Fricción
Nota: Para el caso en que que aprox la mitad del ref.
del colector es excéntrico a las pantallas en esta
dirección.
lw
Wo(Sobreresistencia)
Vur
Vur
Asf
Barra No.
#Barras
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f´c 21 Mpa
fy 420 MPa
b 0.4 m
h 0.45 m
d 0.4 m
Lmax 6 m
Mu (-) 180.0 kN-m
ρ 0.0083
As 0.0013 m2
ρbalanceada 0.0213
ρmáx 0.0250
ρmín 0.0027
ρmín 0.0033
No barra No7
# 4
S (m) 0.13
Mu (+) 150.0 kN-m
ρ 0.0068
As 0.0011 m2
ρbalanceada 0.0213
ρmáx 0.0250
ρmín 0.0027
ρmín 0.0033
No barra No6
# 4
S (m) 0.13
CUMPLE
CUMPLE
CUMPLE
Diseño para momento positivo
CUMPLE
CUMPLE
DISEÑO DE VIGA PISO TIPO
CUMPLE
Diseño para momento negativo
Datos de Entrada
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Vu 150 kN
vu 0.938 MPaΦvc 0.649 MPa CUMPLE
No ramas 2No Barra No3
db 0.0095 m
Av 0.0001 m2
S 0.43 m
ρ 0.0008 s min 0.10 m
ρmín 0.00068 CUMPLE
Φvs 0.295 MPa CUMPLE
Φvc + Φvs 0.944 MPa CUMPLE
ΦVresistente 151.0 kN CUMPLE
Resistencia de la sección
Resistencia de los flejes
Resistencia del concreto
Refuerzo a cortante
Diseño por cortante
4.3.2. Diseño de una Columna representativa Fue diseñada la columna del eje 6H, por considerarse la más cargada:
DISEÑO DE COLUMNA
Datos de Entrada
f´c 28 Mpa
fy 420 MPa b 0.4 m h 0.8 m d 0.75 m hn 2.75 m Lmax 6 m
Diseño para momento negativo
ρ 0.0133
As 0.0040 m2
ρmáx 0.04 CUMPLE
ρmín 0.01000 CUMPLE
No barra No5
# 20
S (m) 0.10
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Diseño por cortante
Vu 228.4 kN ETABS
Resistencia del concreto
vu 0.761 MPa
Φvc 0.750 MPa CUMPLE
Refuerzo a cortante
No ramas 4
No Barra No3
db 0.0095 m
Av 0.0003 m2
ρmín 0.00078
Recalculo con Smin
S min 0.19 m
ρ 0.004 % CUMPLE
Resistencia de los flejes
Φvs 1.352 MPa CUMPLE
Resistencia de la sección
Φvc + Φvs 2.101 MPa CUMPLE
ΦVresistente 630.4 kN CUMPLE
4.3.3. Diseño de un Muro Representativo Se muestra el diseño de la pantalla P3:
Datos
M 294 kN-m V 138 kN
P 543 kN
hn 2.75 m Elementos de Borde
Ig 4.7 m4 A 3.53 m2 σ 6.20 Mpa 0.2f'c 5.60 MPa
Necesita E.B SI Revisar
Datos de ENTRADA
f´c 28 Mpa
fy 420 MPa
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b 0.2 m h 1 m d 0.96 m Diseño para Refuerzo Vertical
ρ 0.0045
As 0.000864 m2
Asmin 0.00048 cm2
ρmín 0.0025 CUMPLE
ρmax 0.0600 Asmax 0.01152 m2 Asvert 0.006 m2 AsVert 60 cm2
No Barra No4 S (m) 0.20
Chequeo cortante
Vu 138 kN Resistencia del concreto vu 0.719 MPa Φvc 0.765 MPa CUMPLE
Nótese que os muros requieren elementos de borde que se disponen en su altura por
concentración de esfuerzos en los extremos. A partir de la altura donde ya no se requieren se
disponen por razones constructivas pero con una menor cuantía.
4. ANÁLISIS NO LINEAL ESTÁTICO Para la verificación no lineal de la estructura fue necesario migrar el modelo computacional a
SAP2000 donde se incluyeron herramientas de análisis no lineal. Este tipo de análisis se realizó
siguiendo los lineamientos del capítulo 3, 4 y 6 del ASCE/SEI 41-06.
Evaluación de la flexibilidad de la estructura Para poder simular el comportamiento de la estructura y su cimentación sobre el suelo, se
utilizó Allpile para incluir la rigidez de los elementos de cimentación en contacto con el suelo
circundante y la rigidez del suelo de acuerdo a sus propiedades (descritas en estudio de suelos).
De los resultados del programa se tomaron las curvas de Fuerza vertical vs. Asentamiento,
Momento vs. Deflexión y Cortante vs. Desplazamiento de los pilotes (Gráfica 2 y Gráfica 3).
H
b
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Gráfica 2. Resultado AllPile: Curva Fuerza vertical vs. Asentamiento
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Gráfica 3. Resultado AllPile: Curvas Cortante vs. Deflexión en cubierta y Momento vs. deflexión en cubierta.
Con estos resultados se introdujeron las rigideces de cimentación a traslación y rotación en el
modelo, como resortes lineales sustituyendo las bases empotradas del análisis lineal. Se
generaron además los dados correspondientes a cada punto y se asignaron los resortes de
acuerdo al número de pilotes por dado como se muestra en la Figura 6.
Figura 6. Estructura sobre base flexible (resortes) Modelo etabs13
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Comparación de resultados: modelo lineal elástico vs. No lineal
estático Al apoyar la estructura sobre resortes, El período fundamental de la estructura aumentó como
era de esperarse. Esto se debe a que la estructura es más flexible y tiene mayor desplazamiento
ante cualquier excitación en su base, debido en parte significativa a su rotación por efecto de
cabeceo.
Período fundamental de estructura con base empotrada T = 0.99 s
Período fundamental de estructura apoyada sobre resortes no lineales T = 1.34 s
La estructura flexible debía cumplir con los lineamientos para derivas de NSR-10, limitadas por
un valor de 1.0%. Los valores obtenidos fueron ligeramente mayores. Con el fin que este valor
fuese estrictamente menor al 1.0%, se mejoró la calidad de los concretos utilizados, tomando
24.5 MPa para placas y 35 MPa para columnas y muros.
Evaluación de las propiedades y curvas de comportamiento
inelástico Según ASCE/SEI 41-06 se debe definir rótulas plásticas en los elementos para evaluar su
comportamiento dentro de la estructura ante la incidencia de fuerzas laterales. El edificio fue
tipificado de acuerdo al tipo de elemento.
Los diagramas M-φ de las secciones fueron calculados con Section Designer de SAP-2000. Dado
que para columnas y muros se debe tener en cuenta la carga axial, se decidió escoger dos niveles
de carga axial: uno para la carga axial del piso 1 al piso 5, y otro del piso 6 a cubierta. Según los
tipos de columnas y muros, en total se generaron seis secciones tipo para las columnas y 5 para
los muros. Para vigas fueron generados cinco tipos de secciones (según fueran: viga de sismo,
de carga, vigueta ó secciones especiales).
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5.3.1. Definición de rótulas plásticas para vigas de carga
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Estos resultados se ubicaron dentro de la tabla 6-7 de ASCE/SEI 41-06 para obtener las
capacidades de rotación plástica e introducirlas en el modelo computacional con rótulas a
momento M3 (Figura 7 y Figura 8).
Figura 7. Tabla 6-7 ASCE/SEI 41-06: Criterios de aceptación para análisis no lineal de vigas de concreto reforzado.
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Figura 8. Referencia del diagrama Rotación Plástica vs. Momento de etabs13 de una rótula plástica de una viga.
5.3.2. Definición de rótulas plásticas para columnas
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Estos resultados se ubicaron dentro de la tabla 6-8 de ASCE/SEI 41-06 y fueron interpolados
en caso de ser necesario, para obtener las capacidades de rotación plástica e introducirlas en el
modelo computacional con rótulas de tipo P-M2-M3.
5.3.3. Definición de rótulas plásticas para muros En el modelo de la estructura en SAP2000, los muros fueron modelados con la herramienta de
Layered-shells nonlinear, con el fin de modelarlos de forma más apropiada. Con ello, se tomó
en cuenta los elementos de borde y zonas no confinadas que hacen parte de estos elementos
con sus correspondientes propiedades (Ver Figura 9).
Figura 9. Referencia definición Elemento de Borde de muros en el modelo SAP2000-layered shells.
Curvas de capacidad de la estructura Tomando en cuenta la formulación P-Delta como un efecto de geometría no lineal en el modelo,
se aplicaron fuerzas laterales en las dos direcciones principales, proporcionales al modo
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fundamental en cada dirección en planta, hasta obtener la curva de capacidad del edificio
“Pushover”.
Figura 10. Curva Pushover para la dirección X.
Figura 11. Diagramación de la formación de Rótulas Plásticas a 51 cm de desplazamiento en cubierta en sentido X (último punto arrojado por el programa).
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Figura 12. Curva Pushover para la dirección Y.
Figura 13. Diagramación de la formación de Rótulas Plásticas a 56 cm de desplazamiento en cubierta en sentido Y.
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Las curvas mostradas (Figura 10 a Figura 13), corresponden al análisis de plastificación
progresiva con el modelo de la estructura superior (estructura frenada según NSR 10, sin tener
en cuenta los sótanos) y para secciones fisuradas. Según NSR-10, el análisis debe continuarse
hasta 1.5 veces el desplazamiento objetivo, según el cual el análisis debería continuarse hasta
aprox. 37 cm. Sin embargo, para este estado las rótulas tan sólo han alcanzado fluencia y con el
fin de observar los estados de las rótulas a desplazamientos mayores, se continuó hasta un
desplazamiento de aprox. el 2.0% de la deriva (60cm).
Con las herramientas de SAP2000, se realizó la primera estimación del desplazamiento objetivo
(Figura 14).
Figura 14. Referencia Curva bilineal para determinación de desplazamiento objetivo sentido x (ATC 40), y sentido y (FEMA 356) con SAP2000.
Estimación del Desplazamiento Objetivo El cálculo manual del desplazamiento objetivo, se realizó en base a los lineamientos dispuestos
en el método de coeficientes ASCE41-06, obteniendo:
Punto de Comportamiento de la Estructura por Método de los Coeficientes ASCE 41-06
PUSHOVER X
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Tabla 11. Cálculo del desplazamiento objetivo en dirección x.
Punto de Comportamiento de la Estructura por Método de los Coeficientes ASCE 41-06
PUSHOVER Y
Tabla 12. Cálculo del desplazamiento objetivo en dirección y.
Sa (g) 0.906
Vy (Ton) 8822.00
W (Ton) 8837.88
Valor de masa Efectiva, C m 0.80
R 0.73
a 60.00
Te (s) 0.617
E
DATOS
Clasificación de Sitio
C 0 1.300 Factor de Modificación entre SDOF y MDOF (Tabla 7-5)
C 1 0.988Factor de Modificación para Comportamiento
Elástico e Inelástico
C 2 1.000 Factor de Modificación para Ciclos de Histéresis
δ t (m) 0.110 Desplazamiento Objetivo (Ecuación 7-28)
Cálculo del Desplazamiento Objetivo
Sa (g) 0.906
Vy (Ton) 1571.00
W (Ton) 8837.88
Valor de masa Efectiva, C m 0.90
R 4.59
a 60.00
Te (s) 0.984
DATOS
Clasificación de Sitio E
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Nótese la equivalencia entre los resultados obtenidos en las dos direcciones con el modelo
computacional y el cálculo manual del desplazamiento objetivo.
5. ANALISIS DE LOS RESULTADOS En la Gráfica 4 se muestra la curva de “pushover” en dirección x y los aspectos más relevantes
del análisis en este sentido.
Gráfica 4. Referencia Curva de pushover sentido x con parámetros relevantes.
Para esta dirección, el desplazamiento objetivo obtenido arrojó un valor muy pequeño que se
encuentra en la parte lineal de la curva de “pushover”. Esto estaría indicando que el
desplazamiento ocurre antes de llegar a la fluencia y por esta razón, ningún elemento ha
perdido resistencia. Adicionalmente, los cortantes para este sentido son de hasta tres veces los
obtenidos en el sentido y. En este sentido el edificio tiene dispuestos la mayor parte de muros
que conforman el sistema, indicando que para este sentido la estructura es muy rígida y trabaja
C 0 1.300 Factor de Modificación entre SDOF y MDOF (Tabla 7-5)
C 1 1.062Factor de Modificación para Comportamiento
Elástico e Inelástico
C 2 1.000 Factor de Modificación para Ciclos de Histéresis
δ t (m) 0.301 Desplazamiento Objetivo (Ecuación 7-28)
Cálculo del Desplazamiento Objetivo
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
-5 15 35 55 75
Co
rtan
te e
n la
Bas
e (T
on
f)
Desplazamiento en Cubierta (cm)
Curva de Pushover X
Pushover X P. Fluencia P. Comportamiento
Aa=0.25
Av=0.25
Fa=1.45
Fv=3.00
R=7.0
𝑐 = 0.60
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en el rango elástico. En la Figura 15, se puede notar que para el punto de comportamiento,
algunas vigas se encuentran dentro del rango delimitado por la capacidad de Ocupación
inmediata (IO), superando su momento de fluencia. Para muros y columnas, no se ha
presentado fluencia. Por otro lado, para el punto de fluencia, aumenta el número de elementos
que han alcanzado la capacidad IO, incluyendo algunas columnas. Para muros, los pisos
inferiores se encuentran cerca de la fluencia en el acero como se muestra en la Figura 16.
Figura 15. Estado de los elementos para el punto de comportamiento. (Para muros las unidades de escala de colores es MPa).
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Figura 16. Estado de los elementos para el punto de fluencia. (Para muros las unidades de escala de colores es MPa).
En este sentido, el R obtenido es aproximadamente igual a 1, muy alejado del R de diseño para
DES cuyo valor es igual a 7. Esto refuerza la afirmación que en este sentido, la estructura
permanece elástica. Con el fin de verificar que los resultados están dentro de un marco lógico,
se realizaron modelos simplificados de los muros principales y el pórtico principal.
Generalmente, una buena aproximación para que un muro pueda trabajar solo en voladizo, es
la altura del edificio sobre diez. Para este caso, el referente sería un muro de longitud
aproximada de 3.0 m. Sin embargo, la longitud real de los muros en esta dirección es de 5.4 m
que adicionalmente se encuentran conectados a columnas en sus extremos, conformando un
elemento de gran rigidez:
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Figura 17. Muro con Columnas, T=20 cm, L=5.4 cm. Columnas s=30x100. (unidades en ton,m)
Figura 18. Curva de pushover para Pórtico sentido x. (unidades en ton,m)
Se hace evidente que el muro no sólo puede trabajar como unidad en voladizo, sino que además
es capaz de tomar hasta el 75% del cortante basal en el pórtico. Asimismo, puede comprobarse
el orden de magnitud de los cortantes obtenidos para la curva global. Por medio de la
herramienta “Section Cut”, fue posible verificar que incluso en el punto último de la curva de
“pushover” obtenida, los muros siguen permaneciendo elásticos (Figura 20), reiterándose una
Sección Planta
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vez más, la responsabilidad de los mismos en el comportamiento bajo esta dirección. Los
resultados se consideran lógicos y aceptables.
Figura 19. Estado de los Muros para el Punto de Comportamiento (Unidades escala de colores, referidas a la fluencia en el acero en MPa).
Figura 20. Estado de los Muros para el Punto de último. (Unidades escala de colores, referidas a la fluencia en el acero en MPa).
Obsérvese que para los resultados descritos, no sería necesario modificar el diseño pues la
estructura se encuentra lejos de un nivel de daños no deseado. Al punto de desplazamiento no
existen rótulas en los elementos más allá del límite impuesto por Life Safety o Seguridad de la
vida (LS).
Ahora bien, para la dirección y, el punto de desplazamiento objetivo obtenido se encuentra más
allá del punto de fluencia. En este sentido se cuenta primordialmente con pórticos a los que se
denomina “pórticos mejorados”, (por contar con vigas descolgadas por ejemplo), por lo que es
lógico que la estructura sea más flexible. Adicionalmente, siendo este el sentido paralelo a la
dirección del armado, se esperaba una mayor libertad al desplazamiento.
Section CutM=1230.43 Ton-m
P=484.19 Tonc
P=0.13f’c
My=1871.31 Ton-m
Section CutM=1721.09 Ton-m
P=551.07 Ton
P=0.145f’c
My=2004.56 Ton-m
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Gráfica 5. Curva de pushover dirección y con parámetros relevantes.
Para este sentido, la estructura alcanza el punto de fluencia a unos 8 cm de desplazamiento en
cubierta, solamente algunas vigas han alcanzado su límite de fluencia y se encuentran en la
capacidad IO. Por su parte, para el punto de comportamiento, alcanzado a unos 20 cm más, se
presentan elementos que han alcanzado la capacidad de seguridad de la vida LS, estando dentro
de ellos, las vigas descolgadas del vacío central y los muros en L de esta misma zona. Los
elementos en el nivel de comportamiento LS, están alcanzando el límite de su deformación. A
pesar que el nivel de comportamiento de la mayoría de elementos sigue estando dentro de lo
esperado, algunas vigas superan este nivel de comportamiento, alcanzando el nivel de
prevención de colapso (CP). Ver Figura 21 y Figura 22.
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
-5 15 35 55 75
Co
rtan
te e
n la
Bas
e (T
on
f)
Desplazamiento en Cubierta (cm)
Curva de Pushover Y
Pushover SAP Pto. Fluencia Pto. Comportamiento
Aa=0.25
Av=0.25
Fa=1.45
Fv=3.00
R=7.0
=7.52
=3.14
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Figura 21. Estado de los elementos para el punto de fluencia.
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Figura 22. Estado de los elementos para el punto de comportamiento.
Para este sentido, la mayor responsabilidad es para los denominados “pórticos mejorados” y se
hace evidente que los elementos en esta dirección incursionan mejor en el rango inelástico. Es
importante mencionar que a medida que la estructura se acerca al punto último obtenido, el R
de la estructura se asemeja cada vez más al impuesto por la NSR-10. En una comprobación
similar a la realizada para el sentido x con section cuts, se observó que a este punto, los muros
aún continúan elásticos y por tanto la curva de “pushover” para el sentido sigue siendo
inclinada aún después del punto de comportamiento.
Dado que el comportamiento esperado exige que no se sobrepase el nivel LS, sería deseable
introducir más muros en este sentido.
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Finalmente, para los dos sentidos se muestra en la Gráfica 6 y Gráfica 7, la distribución de
fuerzas entre los diferentes sistemas, en comparación con la distribución en la fase de análisis
elástico, una vez más, como apoyo a las ideas descritas en esta sección.
Gráfica 6. Dirección x: Cortantes según sistema estructural diseño elástico vs. Punto de comportamiento.
Gráfica 7. Dirección y: Cortantes según sistema estructural diseño elástico vs. Punto de comportamiento.
6. CONCLUSIONES
Teniendo en cuenta el estudio realizado para el edificio Murano, fue posible establecer las
conclusiones específicas y generales que se describen a continuación:
Para el edificio Murano, en sentido x la estructura responde con un comportamiento
regido principalmente por un sistema de Muros de periodo fundamental de 0.74 s. Por
0
2
4
6
8
10
12
0 2000 4000 6000 8000 10000
No
. de
Pis
o
Cortante (Ton)
Distribución de Cortantes de Piso-Elástico
Total
MUROS
PÓRTICO
0
2
4
6
8
10
12
-1000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000N
o. d
e P
iso
Cortante (Ton)
Distribución de Cortantes de Piso-Punto de Comportamiento X
Total
MUROS
PÓRTICO
0
2
4
6
8
10
12
0 2000 4000 6000 8000 10000
No
. de
Pis
o
Cortante (Ton)
Distribución de Cortantes de Piso-Elástico
Total
PORTICOSMEJORADOS
PÓRTICO
0
2
4
6
8
10
12
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
No
. de
Pis
o
Cortante (Ton)
Distribución de Cortantes de Piso-Punto de Comportamiento Y
Total
PORTICOSMEJORADOS
PÓRTICO
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otro lado, en sentido y, el comportamiento se asemeja más al de un sistema de pórticos
con un período fundamental de 0.993 s.
Tomando como referencia el cortante basal elástico cuyo valor era de 8000 Ton, y
compararlo con el asociado a la máxima deflexión cuyo valor es de 14000 Ton, se puede
decir que la estructura tiene capacidad de desarrollar casi dos veces el cortante basal.
La densidad de muros para que un sistema combinado funcione (en términos de
derivas) debe estar entre 0.5% y 1.0% referido a su área en planta. Para este edificio
esta relación es de 1.2%. En la dirección x se encuentra un 80% del total de dichos
muros.
Los muros son los elementos de mayor responsabilidad en el análisis realizado. La forma de modelación de los mismos se vuelve determinante para la obtención de los
resultados.
En presencia de los muros la estructura puede trabajar en el rango elástico. Su
disposición responde al cumplimiento de los límites de derivas. A pesar que en la
presencia de muros, se hace más difícil observar la incursión de la estructura en el rango
inelástico, en términos de diseño sería deseable agregar muros en el sentido y, y así
unificar el comportamiento de toda la estructura a un solo sistema.
• Para estructuras DES, el detallamiento de refuerzo de los elementos cumple una función
vital en el comportamiento de la estructura, tanto en términos de resistencia como de
ductilidad.
La alta rigidez de los muros incrementa la capacidad resistente a fuerzas horizontales,
limitando adecuadamente la demanda de deformación, principalmente en los pisos
inferiores.
Los muros disminuyen drásticamente la ductilidad potencial con respecto al sistema de
pórticos.
Cuanto mayor es R, la estructura tiene menor capacidad de resistencia lateral y se
incrementa su demanda de deformación inelástica. Esto implica mayor posibilidad de
daño estructural.
Los mecanismos de disipación de energía en sistemas estructurales fundamentados en
muros, no implican necesariamente ductilidades apreciables ni la formación de rótulas
plásticas o mecanismos de plasticidad concentrada. La energía se disiparía por fricción
en las grietas, aplastamiento del concreto y otros mecanismos asociados a la gran
rigidez de los muros.
Los métodos lineales elásticos puede tener limitaciones pero constituyen una buena herramienta para investigar cómo se empieza el comportamiento inelástico de la
estructura.
Dependiendo de la importancia del elemento y su detallamiento, se podrían llegar a
sugerir factores R locales (por elemento).
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7. ANEXOS
(kg/m²) (kg/m³)
1. CIMENTACION 2105.6 1872 0.889 157138 19708 176846 83.99 94.46
1.1 Placa de Subpresión 421.1 0.200 2927 19708 22635 10.75 53.75
1.2 Vigas 486.1 0.231 67953 0 67953 32.27 139.78
1.3 Dados 134.0 0.064 27427 0 27427 13.03 204.64
1.4 Pilotes 823.7 0.391 57958 0 57958 27.53 70.36
1.5 Muros de Contención 7.1 0.003 873 0 873 0.41 122.37
2. PANTALLA PREEXCAVADA 805.35 0.399 50347 0 50347 24.93 62.52
3. PILOTES TEMPORALES 66.27 0.033 32477 0 32477 16.08 490.09
4. SEMISOTANO 2105.59 428.17 0.203 5516 974 6490 3.08 15.16
4.1 Vigas 259.7 0.123 5516 0 5516 2.62 21.24
4.2 Placa 168.4 0.080 0 974 974 0.46 5.78
5. APUNTALAMIENTO SEMISÓTANO 2019.80 551.91 0.273 59843 0 59843 29.63 108.43
6. PISO 1 2105.59 490.42 0.233 39613 9782 49395 23.46 100.72
6.1 Vigas 290.4 0.138 39613 0 39613 18.81 136.41
6.2 Placa 200.0 0.095 0 9782 9782 4.65 48.90
8. PISO 2 A PISO 9 (c/uno 998.62 m2) 9986.29 2552 0.256 191559 46394 237953 23.83 93.23
8.1 Vigas 1603.59 0.161 191559 0 191559 19.18 119.46
8.2 Placa 948.70 0.095 0 46394 46394 4.65 48.90
11. CUBIERTA 998.63 255.23 0.256 15546 4639 20185 20.21 79.09
11.1 Vigas 160.36 0.161 15546 0 15546 15.57 96.94
11.2 Placa 94.87 0.095 0 4639 4639 4.65 48.90
12. COLUMNAS Y PANTALLAS 711.58 0.041 179708 0 179708 10.44 252.55
12.1 Columnas 317.58 0.018 101893 0 101893 5.92 320.84
121.2 Pantallas 394.00 0.023 77815 0 77815 4.52 197.50
7733.3 813246.2
(m³/m²) (kg/m²)
0.45 47.24
0.109 10.27
0.024 1.31
0.028 3.95
0.008 1.59
0.048 3.37
0.000 0.05
0.047 2.92
0.036 5.36
0.032 3.48
0.004 1.89
0.202 18.24
4.1 Semisótano 0.025 0.377
4.2 Piso 1 0.028 2.869
4.3 Piso 2 A Piso 9 0.148 13.822
4.4 Cubierta 0.015 1.172
0.041 10.44
0.018 5.919
0.023 4.520
2. PANTALLA PREEXCAVADA
4. PLACAS
5. COLUMNAS Y PANTALLAS
5.1 Columnas
5.2 Pantallas
3. APUNTALAMIENTO
3.1 Semisótano
3.2 Pilotes Temporales
NOVIEMBRE DE 2014
RESUMEN CANTIDADES DE MATERIALES APROXIMADAS
EDIFICIO MURANO
ITEM AREA (m²) VOLUMEN (m³)h eff
(m³/m²)
REFUERZO
(Kg)
MALLA
ELECT. (Kg)
TOTAL REF.
(Kg)
CUANTIA
TOTAL
AREA CONSTRUIDA (m²) 17215.90
1.5 Muros de Contención
1. CIMENTACION
1.1 Placa de Subpresión
1.2 Vigas
1.3 Dados
1.4 Pilotes
Fracción de C.D Cantidades
$/kg $/m3 m2/m3
$ 2,000 $ 209,956 0.45
$/m3 $/m3 kg/m2
$ 250,000 $ 250,000 47.24
$/m3 $/m3 Total ($/m2)
$ 250,000 $ 250,000 $ 319,480
Total ($/m3) $ 709,956 Area Construida (m2) 17215.90
TOTAL
PRESUPUESTO ESTIMADO
1/3
1/3
1/3
5,500,135,732.00$
1
2
3 Mano de Obra
Acero
Concreto
11
11