Diseño estructural de un centro educativo utilizando los programas SAP 2000 y ETABS

Abstract

El presente Informe de Ingeniería expone el análisis y diseño estructural de una estructura mixta conformada por pórticos y muros de albañilería confinada de tres niveles, de acuerdo con los requerimientos del Reglamento Nacional de Construcciones. En este trabajo se exponen los pasos que se han seguido, iniciando con la estructuración, donde se elige el tipo de estructura y la ubicación de sus elementos, los que soportarán finalmente no sólo el peso propio de la estructura y cargas vivas, sino también las acciones sísmicas. Luego se realiza el predimensionamiento de los diferentes elementos estructurales que conforman el edificio, como son las losas aligeradas, vigas, columnas, zapatas y muros de albañilearla. Con lo anterior, se procede a modelar la estructura para realizar el análisis estructural, donde el análisis sísmico se realiza haciendo uso de dos programas de cómputo: SAP2000 y ETABS, tanto para el análisis estático como para el análisis dinámico. Para el análisis dinámico, la incertidumbre en la localización de los centros de masa en cada nivel se consideró mediante una excentricidad accidental perpendicular a la dirección del sismo, lo que requirió ejecutar el programa 4 veces. Obteniendo de ambos análisis las fuerzas de sismo y los desplazamientos, los cuales comparamos y verificamos que cumplan con los requerimientos de la Norma de Diseño Sismorresistente E-030. Luego del análisis sísmico se utilizaron los resultados del análisis estático de ambos programas de cómputo para el diseño estructural de la edificación considerando que el edificio analizado es una estructura regular y de baja altura. Si bien es cierto que los programas SAP2000 y ETABS permiten diseñar los elementos estructurales tanto para vigas como para columnas, se ha considerado realizar el diseño independientemente como una manera de comprobar los resultados obtenidos por dichos programas, trabajando con los resultados de fuerzas axiales, fuerzas cortantes y momentos flectores de los elementos estructurales componentes de la estructura. Las losas aligeradas se han diseñado empleando una hoja de cálculo. Los muros de albañilearla que se plantearon en el predimensionamiento y con los cuales se realizó el análisis estructural serán verificados, observándose que los esfuerzos a que están sometidos estén dentro de lo permisible, además de diseñar sus elementos de confinamiento según la Norma de Albañilearla E-070. Se incluye también el diseño de los tabiques (parapetos y alfeizares), diseñando sus elementos de arriostre. El objetivo de utilizar tanto en el análisis como en el diseño dos programas de cómputo, es no sólo una comparación de sus resultados, sino también de la forma de uso de cada uno de estos programas. La autora desea expresar su sincero agradecimiento al Dr. Hugo Scaletti Farina, sin cuya asesoría habría sido imposible concluir este informe.