Análisis y diseño estructural de un sistema dual de 5 pisos

Abstract

En la actualidad los cálculos estructurales de un proyecto cualquiera se hace en poco tiempo gracias a la ayuda de la computadora y los software como el SAP2000, ETABS u otros que puedan existir en el mercado, es decir que los cálculos que antes tomaban días ahora se hace en pocos minutos, sin embargo lo que no puede hacer la computadora es modelar directamente la estructura ya que ello depende de los datos que el ingeniero responsable pueda brindar al computador de manera que al final refleje un comportamiento casi tan real como el de la estructura misma. En ese sentido el informe de ingeniería presente trata de dar una manera sencilla, pero a su vez completa (ya que se están cumpliendo todos los requisitos que nuestro reglamento exige) los lineamientos para realizar un análisis dinámico tridimensional con ayuda del Software SAP2000. En el presente trabajo vamos a diseñar un edificio de 5 pisos de concreto armado cuyos elementos sismo resistentes estarán conformados principalmente por pórticos y placas (sistema dual); su uso será para un centro tecnológico sin restricciones en su arquitectura. Para un mejor entendimiento del desarrollo de nuestro trabajo podemos decir que consta de cuatro partes. La primera parte empieza con el predimensionamiento y metrado de cargas verticales, entonces podemos afirmar que el principal objetivo en la etapa del predimensionamiento es el de asegurar condiciones de servicio y resistencia de materiales. Se debe tener en cuenta que los valores obtenidos mediante estos métodos no son los definitivos, ya que estos elementos en conjunto deben cumplir otras condiciones como son los desplazamientos debido a las fuerzas sísmicas. Con las dimensiones iniciales de nuestros elementos, se procede a desarrollar la segunda parte. la segunda parte de nuestro trabajo consiste en el Análisis Sísmico, en el cual se realiza una simulación del comportamiento, así como los esfuerzos actuantes sobre nuestra estructura, debida a la exposición de un posible sismo, con cierto grado de intensidad. Al realizar dicho análisis verificaremos que nuestro modelo cumpla con los requisitos establecidos por las normas, como son los desplazamientos relativos. Si este no cumpliese con lo recomendado por las normas, se optará por una adición, modificación de la ubicación o dimensiones de los elementos estructurales (de preferencia placas). Con los nuevos valores se procede a realizar un nuevo metrado de cargas y a realizar nuevamente el análisis sísmico, este proceso es iterativo hasta cumplir nuestras condiciones. Como tercera parte se puede mencionar el Análisis por cargas de gravedad, incluyendo las cargas producidas por efectos sísmicos, en dicho análisis se tomará en cuenta diversas formas en que pueden ocurrir las cargas, las formas de ocurrencia son conocidas como combinaciones de carga”, dichas combinaciones es resultado de la factoración de la carga viva (L), carga muerta (D), carga de sismo (S) y sus probabilidades de ocurrencia en un determinado instante. Los factores de factoración, así como la forma de ocurrencia también serán los establecidos por las normas. Como resultado de estas combinaciones se obtiene los máximos valores de esfuerzos a que pueden estar sometidos los elementos estructurales de nuestra edificación, al conjunto de estos máximos valores se le denomina envolvente, y son estos los valores los que usamos para el diseño de los elementos estructurales. Una vez obtenidos nuestros valores de diseño, se efectuará la Cuarta parte de nuestro trabajo, la cual consiste en el diseño de los elementos estructurales de nuestra edificación, siendo estos elementos las losas, vigas, columnas, placas y zapatas. Para el diseño de esto elementos, al igual que en las demás partes se tendrá como base fundamental las recomendaciones del reglamento nacional.