Diseño de un edificio de concreto armado de cinco niveles

Abstract

En el presente trabajo se desarrolló el análisis y diseño estructural de un edificio de aulas universitarias ubicado en Lima, sobre un suelo de 40ton/m2 de capacidad portante. El edificio tiene cinco pisos y un sótano, con un área construida de 4160m2. Los techos son losas aligeradas que descansan en vigas, las que a su vez se apoyan en columnas y placas. El sistema sismorresistente es dual en una dirección y de placas en la otra. La cimentación consiste de zapatas aisladas para las columnas y de zapatas combinadas en el caso de placas. Para el desarrollo del trabajo se utilizaron las normas peruanas de Cargas, Diseño Sismorresistente, Suelos y Concreto Armado, junto al código americano de diseño en concreto armado (ACI-318-05) para el diseño de diafragmas. La estructuración y predimensionamiento estructural se hizo usando los criterios recibidos en los cursos de concreto armado. Para el análisis por carga de gravedad se usó un programa de computación que permiten simular el proceso constructivo. Los resultados que se obtuvieron con este programa no fueron adecuados, y se tuvo que desarrollar dos modelos adicionales. En el primer modelo se incrementaron las áreas de las columnas más deformadas y en el segundo modelo se restringieron los desplazamientos verticales en los nudos. Ambos modelos dieron resultados similares que se utilizaron en el diseño. Los resultados del análisis sísmico indican que se trata de un edificio rígido, cuya deriva máxima es de 0.005, valor claramente menor al máximo permitido por la norma peruana. El diseño se realizó por métodos de la resistencia última. El diseño de las vigas fue gobernado por solicitaciones de carga, excepto las vigas de poca longitud entre muros donde el diseño se rigió por criterios de capacidad. Las placas se diseñaron usando criterios de capacidad, haciendo que el cortante de diseño sea mayor o igual al del análisis, escalado por el cociente capacidad/demanda de momentos, este cociente tuvo un valor alrededor de 1.3. Para el diseño de diafragmas se usó el código ACI-318-05 debido a que la norma peruana no da indicaciones al respecto. Utilizando las cargas horizontales del análisis estático y un modelo de EF se analizó el sistema de losas y vigas bajo fuerza horizontal. Como resultado de este estudio fue necesario incrementar el refuerzo en algunas zonas del diafragma pero no el de las vigas.