Análisis y diseño estructural de un edificio de 5 pisos para hospital

Abstract

El presente es un trabajo del análisis sísmico estructural de un edificio de concreto armado de 5 pisos destinado para uso de hospital y así también el diseño estructural de uno de sus pórticos principales, haciendo uso de software de cómputo de análisis estructural como el A3s y el SAP2000. En este trabajo se presentan los criterios y consideraciones que se ha tomado en el diseño de cada elemento estructural y los pasos que se han seguido tomando en cuenta principalmente las normas de diseño nacional, iniciando con el pre-dimensionamiento de los diferentes elementos estructurales como losas aligeradas, vigas, columnas y muros de corte. Se ha procedido a modelar la estructura en base a un sistema de muros de corte, y a introducir los datos al programa de cómputo estructural A3e y A3s, usando el primero parámetros de análisis estático y el segundo parámetros de diseño dinámicos, obteniendo de estos las fuerzas de sismo y los desplazamientos, verificando que estos cumplan con las actuales normas de diseño sismorresistentes. Con los resultados de las fuerzas de sismo (se ha usado los resultados del A3s debido a que son menos conservadores que los de análisis estático), carga viva y carga muerta procesamos por medio del programa de cómputo SAP2000, que nos da resultados de fuerzas axiales, fuerzas cortantes, momentos flectores, valores con los cuales se diseñarán las vigas, columnas, muros de corte y zapatas de cimentación. Debido a que todo proceso de diseño conlleva a realizar iteraciones, se ha hecho uso de hojas de cálculo para poder recalcular rápidamente valores que permitan diseños reales y económicos. Las losas aligeradas se han diseñado con el método de los coeficientes, debido a que cumplen con las condiciones de este método. Las placas han sido diseñadas respetando su forma y posición, pero para aprovechar mejor la inercia y favorecer el anclaje de los fierros de las vigas, las placas debieron ser diseñadas con sección transversal ''T''. Cabe señalar que, debido a la importante sobrecarga existente, la resistencia a la compresión del concreto en el presente diseño fue de fe= 210 kg/cm2, y que se usó para toda la estructura. El pre-dimensionamiento de vigas también sufrió un cambio en el peralte debido a esta sobrecarga ya que generaba refuerzo en compresión lo que no es deseable. Las dimensiones que se presentan en este trabajo son con el peralte ya modificados y que no corresponden al pre-dimensionamiento inicial. Asimismo, el pre-dimensionamiento inicial de columnas resultó ser insuficiente para cumplir con los requerimientos de desplazamiento máximo permisible que establece la Norma Peruana de Diseño Sismorresistente, por lo que se optó por un sistema de placas o muros de corte, que es el que se presenta para los cálculos del presente trabajo. Finalmente se diseña la cimentación de un pórtico principal típico, teniendo en cuenta que une zapatas excéntricas considerando que ayudan a la estabilidad de la estructura. El objetivo del presente informe es que sirva como guía y consulta para diseño y análisis de estructuras y edificaciones similares.