¿COMO AFECTA EL COSTO POR DISENO SISMO RESISTENTE?            –LA EXPERIENCIA COLOMBIANA                 Luis E. García   ...
ESTUDIOS DE COSTOS REALIZADOS„ Efecto del sistema estructural„ Efecto de la irregularidad de la  estructura„ Efecto de la ...
SISTEMAS ESTRUCTURALES„ Pórtico de concreto reforzado resistente  a momentos„ Pórtico y muros de concreto„ Dual + Muros de...
3          4           5           6                1         3.02   2   3.02         .41       2.20         .41         3...
PORTICO RESISTENTE A MOMENTO – VIGUETAS               ALTERNATIVA A
PORTICO RESISTENTE A MOMENTO     SISTEMA VIGA Y PLACA
DUAL CON MUROS DE CONCRETO O MAMPOSTERIA              VIGUETAS
MAMPOSTERIA CONFINADAVIGUETERIA PREFABRICADA
MAMPOSTERIA ESTRUCTURAL       LOSA MACIZA
CONCRETO USADO      0.20                         Pórtico Alt. A      0.18                         Pórtico Alt. B      0.16...
ACERO DE REFUERZO USADO        25                          Pórtico Alt. A                                    Pórtico Alt. ...
¿SON LOSEDIFICIOS DE LA    PRÁCTICA     ACTUAL   DEMASIADO IRREGULARES?
WALLwALL                         WALL                    5.00 m       EDIFICIO A
EDIFICIO B   5.00 m
5.00 mEDIFICIO C
MURO      MURO             5.00 mEDIFICIO D
5.00 mEDIFICIO E
5.00 mEDIFICIO F
WALL    WALL             5.00 mEDIFICIO G
WALL        WALL               5.00 mEDIFICIO H
5.00 mEDIFICIO I
5.00 mEDIFICIO J
WALL   WALLWALL                            WALL       EDIFICIO K      5.00 m
5.00 mEDIFICIO L
REFUERZO UTILIZADO     50     45     40     35     30                                   COLUMNAS Y                        ...
CONCRETO UTILIZADO        0.50        0.40                                          COLUMNAS Y        0.30                ...
COSTO ASOCIADO CON         LA ZONIFICACION SISMICA„ 24   edificios estudiados:  – 3, 5, 8, 12 pisos  – Edificios de aparta...
INDICE DEL COSTO                             TOTAL DE LA ESTRUCTURA                  2.40                  2.20INDICE DE C...
COSTO vs. ALTURA                  2.4                  2.2                                                                ...
CONCRETO COLUMNAS                    0.07                    0.06            /m2 )                    0.05CONCRETO (m3    ...
REFUERZO COLUMNAS               20               18               16ACERO (kg/m)          2               14              ...
CONCRETO LOSA Y VIGAS                    0.14                    0.14CONCRETO (m /m2 )                    0.13           3...
REFUERZO LOSA Y VIGAS               14               13ACERO (kg/m)          2               12                           ...
ALGUNOS CASOSDISEÑADOS CUMPLIENDO         CON LA   MICROZONIFICACIÓNSÍSMICA DE LA CIUDAD DE        BOGOTÁ
Bogota, Colombia
ESPECTROS MICROZONIFICACIÓN                      SÍSMICA DE BOGOTÁ   0.80   0.75   0.70   0.65   0.60   0.55              ...
LOS CASOS„ 26   edificios que en total suman un área de 243 000 m2  –19 edificios de apartamentos  –5 edificios de oficina...
Localización de los edificios„   6 Edificios                                    N    en Zona 1      Zona 4„   4 Edificios ...
AHORA MIREMOS LOS SIGUIENTES        PARÁMETROS„   Período de vibración fundamental calculado por el    método de Rayleigh„...
Período de vibración T (s)                          1.50                          1.25Período Dirección y (s)             ...
Estimativo del Período Fundamental                  30                  25                  20                            ...
Deflexión Cubierta Gn como % de hn                             1.0                                                        ...
p = Área de muros estructurales / Área piso                                     5.0                                       ...
Corte Basal ResistenteMECANISMO DE PISO   MECANISMO DE VIGAS   MECANISMO DE PISOS INTERM.
Corte Basal Resistente Vn (%W)                                60                                50Corte Basal Resistente Y...
Capacidad/Demanda             8             7             6                             Media = 2.0                       ...
CONTROLDE LA DERIVA
DERIVA!
Deriva                         5     f5h5                      4     f4h4                  3     f3h3                 2   ...
¡12 km del epicentro!
Metodología del estudio„   Definición de la planta del edificio„   Producción de grupos de dimensiones razonables para    ...
Metodología El procedimiento empleado puede describirse como:1 - dejar que la estructura responda ante las fuerzas    sísm...
Edificio de apartamentos estudiado„ Pórtico resistente a momentos de concreto reforzado„ 4, 8, 12, y 20 pisos„ Zonas de am...
Planta del Edificio Estudiado                                                 7.5N                                        ...
Un caso en detalle„ Edificio de 8 pisos„ Zona de Amenaza Sísmica Intermedia (Aa=0.20)„ Perfil de suelo S1 (Roca)„ Columnas...
Refuerzo vigas        18        18        16        16        14        14        columnas de 1.0 m                  colum...
Refuerzo columnas        18        18        16        16                   columnas de 1.0 m        14        14         ...
Consumo total de concreto y acero        (columnas y vigas únicamente)                              concreto       30     ...
Deriva   (edificio 8 pisos - dirección EW - amenaza sísmica intermedia)                                        0.4x0.4    ...
Procedimiento para reducir la deriva                                                 0.4x0.4  Deriva = 3.0%h  Deriva = 2.5...
Índice de costos  (edificio de 8 pisos - dirección EW - amenaza sísmica intermedia)ic = 1.0             ic = 1.3          ...
Índice costo vs. deriva    (edificio 8 pisos - dirección EW - amenaza sísmica intermedia)            ic = 1.0       ic = 1...
Índice de costo vs. deriva                 (amenaza sísmica intermedia)      4.0                           dimensiones col...
Índice costo vs. deriva                  (amenaza sísmica alta)       5.0       4.5                   dimensiones columna ...
Pórticos„ El índice de costo mínimo (ic = 1.0) es el de la solución  de menor costo para el edificio de 4 pisos, la cual  ...
Definición del índice de área de muros                H                              área aferente al muro            h   ...
Relación teórica entre p y la deriva           (Amenaza sísmica intermedia)       2.0       1.8                           ...
Esquema de muros con una luz                                               7.5N                                           ...
Esquema de muros con dos luces                                                7.5N                                        ...
Cantidades totales de concreto y acero        (columnas, muros y vigas solamente)      18                                 ...
Deriva - Edificios con muros                 (Amenaza sísmica intermedia)       0.35       0.30       0.25                ...
Índice de costo       (edificio de 8 pisos - amenaza sísmica intermedia)                                                  ...
Índice de costo vs. Deriva     (edificio 8 pisos - zona de amenaza sísmica intermedia)      Deriva=0.15%h       Deriva=0.1...
Índice de costo vs. Deriva                (edificio 8 pisos - amenaza sísmica alta)   Deriva=0.20%h      Deriva=0.15%h   D...
Muros vs. Pórtico„ Para   zonas de amenaza sísmica intermedia:  –El pórtico más económico, sin muros, emplea 14   kg/m2 of...
Conclusiones„ Reducciones del límite de deriva hasta valores del  orden de 0.75%h, empleando pórticos es factible  económi...
Comentarios finalesEste es solo un ejemplo del tipo de estudios que deben llevarse a cabo cuando se desea investigar la re...
Como afecta el costo por diseno sismo resistente  ing. luis-garcia
Como afecta el costo por diseno sismo resistente  ing. luis-garcia
Como afecta el costo por diseno sismo resistente  ing. luis-garcia
Como afecta el costo por diseno sismo resistente  ing. luis-garcia
Como afecta el costo por diseno sismo resistente  ing. luis-garcia
Como afecta el costo por diseno sismo resistente  ing. luis-garcia
Como afecta el costo por diseno sismo resistente  ing. luis-garcia
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Como afecta el costo por diseno sismo resistente ing. luis-garcia

1,754 views

Published on

podemos deinir el efecto del costo en la construccion considerando el sismo

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
1,754
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
4
Actions
Shares
0
Downloads
115
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Como afecta el costo por diseno sismo resistente ing. luis-garcia

  1. 1. ¿COMO AFECTA EL COSTO POR DISENO SISMO RESISTENTE? –LA EXPERIENCIA COLOMBIANA Luis E. García Proyectos y Diseños Ltda. (Ingenieros consultores) Profesor de Ingeniería Civil , Universidad de los Andes (Bogotá, Colombia) Expresidente del American Concrete Institute - ACI
  2. 2. ESTUDIOS DE COSTOS REALIZADOS„ Efecto del sistema estructural„ Efecto de la irregularidad de la estructura„ Efecto de la zona de amenaza sísmica„ Efecto del límite de la deriva„ Efecto de los requisitos de detallado„ Efecto de la luz y la relación entre luces„ Efecto de la altura del edificio
  3. 3. SISTEMAS ESTRUCTURALES„ Pórtico de concreto reforzado resistente a momentos„ Pórtico y muros de concreto„ Dual + Muros de concreto„ Dual + Muros de mampostería„ Mampostería estructural„ Mampostería confinada
  4. 4. 3 4 5 6 1 3.02 2 3.02 .41 2.20 .41 3.02 7 3.02 8 .85A .15 .05 A 1.20 .05 .05 1.20B B 1.40 1.40C C 2.50 2.50D D .60 .60E E 3.10 3.10F .60 F .05 .05 3.02 3.02 .41 2.20 .41 3.02 3.02 1 2 3 4 5 6 7 8 PLANTA ARQUITECTÓNICA
  5. 5. PORTICO RESISTENTE A MOMENTO – VIGUETAS ALTERNATIVA A
  6. 6. PORTICO RESISTENTE A MOMENTO SISTEMA VIGA Y PLACA
  7. 7. DUAL CON MUROS DE CONCRETO O MAMPOSTERIA VIGUETAS
  8. 8. MAMPOSTERIA CONFINADAVIGUETERIA PREFABRICADA
  9. 9. MAMPOSTERIA ESTRUCTURAL LOSA MACIZA
  10. 10. CONCRETO USADO 0.20 Pórtico Alt. A 0.18 Pórtico Alt. B 0.16 Pórtico + Muros 0.14 Concreto 0.12 Dual Muros dem³/m² 0.10 Concreto 0.08 Dual Muros de 0.06 Mampostería 0.04 Mampostería 0.02 Estructural 0 Mampostería Confinada Sistema estructural
  11. 11. ACERO DE REFUERZO USADO 25 Pórtico Alt. A Pórtico Alt. B 20 Pórtico + Muros Concreto 15 Dual Muros dekg/m² Concreto Dual Muros de 10 Mampostería Mampostería 5 Estructural Mampostería Confinada 0 Sistema Estructural
  12. 12. ¿SON LOSEDIFICIOS DE LA PRÁCTICA ACTUAL DEMASIADO IRREGULARES?
  13. 13. WALLwALL WALL 5.00 m EDIFICIO A
  14. 14. EDIFICIO B 5.00 m
  15. 15. 5.00 mEDIFICIO C
  16. 16. MURO MURO 5.00 mEDIFICIO D
  17. 17. 5.00 mEDIFICIO E
  18. 18. 5.00 mEDIFICIO F
  19. 19. WALL WALL 5.00 mEDIFICIO G
  20. 20. WALL WALL 5.00 mEDIFICIO H
  21. 21. 5.00 mEDIFICIO I
  22. 22. 5.00 mEDIFICIO J
  23. 23. WALL WALLWALL WALL EDIFICIO K 5.00 m
  24. 24. 5.00 mEDIFICIO L
  25. 25. REFUERZO UTILIZADO 50 45 40 35 30 COLUMNAS Y MUROSkg/m² 25 VIGAS 20 TOTAL 15 10 5 0 A B C D E F G H I J K L EDIFICIO
  26. 26. CONCRETO UTILIZADO 0.50 0.40 COLUMNAS Y 0.30 MUROSm³/m² 0.20 VIGAS TOTAL 0.10 0.00 A C E G I K EDIFICIO
  27. 27. COSTO ASOCIADO CON LA ZONIFICACION SISMICA„ 24 edificios estudiados: – 3, 5, 8, 12 pisos – Edificios de apartamentos – Suelo tipo S2 5.00 m 5.00 m 5.00 m 6.00 m 6.00 m 6.00 m 6.00 m
  28. 28. INDICE DEL COSTO TOTAL DE LA ESTRUCTURA 2.40 2.20INDICE DE COSTO 2.00 12 PISOS 1.80 8 PISOS 1.60 5 PISOS 3 PISOS 1.40 1.20 1.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 Aa - Av
  29. 29. COSTO vs. ALTURA 2.4 2.2 Baja- 0.05INDICE DE COSTO 2 Baja- 0.10 Intermedia - 0.10 1.8 Intermedia - 0.15 1.6 Intermedia - 0.20 Alta - 0.20 1.4 Alta - 0.25 1.2 Alta - 0.30 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 No DE PISOS
  30. 30. CONCRETO COLUMNAS 0.07 0.06 /m2 ) 0.05CONCRETO (m3 12 PISOS 0.04 8 PISOS 0.03 5 PISOS 3 PISOS 0.02 0.01 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 Aa - Av
  31. 31. REFUERZO COLUMNAS 20 18 16ACERO (kg/m) 2 14 12 PISOS 12 8 PISOS 10 5 PISOS 8 3 PISOS 6 4 2 0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 Aa - Av
  32. 32. CONCRETO LOSA Y VIGAS 0.14 0.14CONCRETO (m /m2 ) 0.13 3 0.13 12 PISOS 0.12 8 PISOS 5 PISOS 0.12 3 PISOS 0.11 0.11 0.10 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 Aa - Av
  33. 33. REFUERZO LOSA Y VIGAS 14 13ACERO (kg/m) 2 12 12 PISOS 8 PISOS 11 5 PISOS 10 3 PISOS 9 8 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 Aa - Av
  34. 34. ALGUNOS CASOSDISEÑADOS CUMPLIENDO CON LA MICROZONIFICACIÓNSÍSMICA DE LA CIUDAD DE BOGOTÁ
  35. 35. Bogota, Colombia
  36. 36. ESPECTROS MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA DE BOGOTÁ 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60 0.55 Zona 1 - Cerros 0.50 Zona 2 - Piedemonte 0.45Sa Zona 3 - Lacustre A(g) 0.40 Zona 4 - Lacustre B 0.35 Zona 5 - Terrazas y Conos 0.30 NSR-98 S4 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 T (s)
  37. 37. LOS CASOS„ 26 edificios que en total suman un área de 243 000 m2 –19 edificios de apartamentos –5 edificios de oficinas –2 edificios de aulas„ Alturas de 7 a 20 pisos –12 pisos en promedio„ Áreas de 1 200 a 50 000 m2 –9 400 m2 en promedio
  38. 38. Localización de los edificios„ 6 Edificios N en Zona 1 Zona 4„ 4 Edificios Zona 1 0 2 4 6 8 10 km en la Zona 2 Escala transición entre Zonas 1y2 Zona 1 - Cerros Zona 3 Zona 2 - Piedemonte Zona 3 - Lacustre A„ 2 Edificios Zona 4 - Lacustre B en Zona 2 Zona 5A - Terrazas y Conos Zona 5B Zona 5B - Terrazas y Conos Zona 5A Potencialmente Licuables„ 12 Edificios en Zona 3„ 2 Edificios en Zona 4
  39. 39. AHORA MIREMOS LOS SIGUIENTES PARÁMETROS„ Período de vibración fundamental calculado por el método de Rayleigh„ Estimativo del período fundamental con base en el número de pisos„ Deflexión horizontal al nivel de cubierta„ Área de muros estructurales en función del número de pisos„ Corte basal resistente obtenido por medio de mecanismos de colapso„ Relación capacidad/demanda para fuerzas horizontales sísmica
  40. 40. Período de vibración T (s) 1.50 1.25Período Dirección y (s) 1.00 Zona 1 Trans 1-2 0.75 Zona 2 Zona 3 Zona 4 0.50 0.25 0.00 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Período Dirección x (s)
  41. 41. Estimativo del Período Fundamental 30 25 20 Zona 1 Media = 16 # pisos/Ty Trans 1-2 15 Zona 2 Zona 3 Zona 4 10SEAOCT=N/10 5 M Media = 14 0 0 5 10 15 15 20 25 30 # pisos/Tx
  42. 42. Deflexión Cubierta Gn como % de hn 1.0 = 1.55 (promedio) 0.8Deflexión Cubierta Y (%hn) 0.6 Zona 1 Trans 1-2 Media = 0.47% Zona 2 Deriva de piso máxima a Zona 3 0.4 Zona 4 Deriva promedio 0.2 Media = 0.63% 0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 6 0.8 1.0 Deflexión Cubierta X (%hn)
  43. 43. p = Área de muros estructurales / Área piso 5.0 Media = 0.72%Área muros direcc. Y/Área del piso 4.0 Zona 1 3.0 Trans 1-2 Zona 2 Zona 3 2.0 Zona 4 Media = 1.23% 1.0 0.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 Área muros direcc. X/Área del piso
  44. 44. Corte Basal ResistenteMECANISMO DE PISO MECANISMO DE VIGAS MECANISMO DE PISOS INTERM.
  45. 45. Corte Basal Resistente Vn (%W) 60 50Corte Basal Resistente Y (%W) 40 Zona 1 Trans 1-2 Zona 2 30 Zona 3 Media = 21% Zona 4 20 10 Media = 20% 0 0 10 20 0 30 40 50 60 Corte Basal Resistente X (%W)
  46. 46. Capacidad/Demanda 8 7 6 Media = 2.0 a 0 5 Zona 1Vny/(SayW) Trans 1-2 4 Zona 2 Zona 3 Zona 4 3 Media Media = 2.2 e 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Vnx/(SaxW)
  47. 47. CONTROLDE LA DERIVA
  48. 48. DERIVA!
  49. 49. Deriva 5 f5h5 4 f4h4 3 f3h3 2 f2h2 1 f1h1
  50. 50. ¡12 km del epicentro!
  51. 51. Metodología del estudio„ Definición de la planta del edificio„ Producción de grupos de dimensiones razonables para diferentes números de pisos„ Análisis estructural de todas las soluciones„ Diseño de vigas y columnas incluyendo todos los detalles de las armaduras, siguiendo los requisitos del grado de capacidad de disipación de energía apropiado para la zona de amenaza sísmica„ Estudio de las diferentes soluciones con respecto al cumplimiento de los requisitos de deriva, nuevos y viejos„ Evaluación del costo en todas las soluciones„ Estudio de las variaciones entre costo y los parámetros relevantes de diseño
  52. 52. Metodología El procedimiento empleado puede describirse como:1 - dejar que la estructura responda ante las fuerzas sísmicas que le corresponda, obteniendo la deriva que resulte de las dimensiones y las fuerzas sísmicas impuestas2 - determinar el costo comparativo con otras soluciones con diferentes dimensiones de los elementos3 - calcular las implicaciones de restringir la deriva a valores menores
  53. 53. Edificio de apartamentos estudiado„ Pórtico resistente a momentos de concreto reforzado„ 4, 8, 12, y 20 pisos„ Zonas de amenaza sísmica intermedia y alta Z A S Intermedia (Aa = 0.20) Z A S Alta (Aa = 0.25)„ Perfil de suelo S1 (roca)„ Columnas cuadradas con la misma dimensión en toda la altura del edificio
  54. 54. Planta del Edificio Estudiado 7.5N 7.5 22.5 7.5 9.0 9.0 9.0 9.0 36.0 all dimensions inen m dimensiones meters
  55. 55. Un caso en detalle„ Edificio de 8 pisos„ Zona de Amenaza Sísmica Intermedia (Aa=0.20)„ Perfil de suelo S1 (Roca)„ Columnas cuadradas de 0.4, 0.6, 0.8, 1.0 m„ Vigas de b=0.4 m x h=0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8 m„ En total 20 combinaciones de dimensiones de columnas y vigas
  56. 56. Refuerzo vigas 18 18 16 16 14 14 columnas de 1.0 m columnas de 1.0 m 12 12 columnas de 0.8 m columnas de 0.8 m columnas de 0.6 m acero 10 acero 10 columnas de 0.6 m columnas de 0.4 m columnas de 0.4 m(kg/m²) (kg/m²) 8 8 6 6 4 4 2 2 0 0 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
  57. 57. Refuerzo columnas 18 18 16 16 columnas de 1.0 m 14 14 columnas de 1.0 m 12 12 columnas de 0.8 m columnas de 0.8 m columnas de 0.6 m acero 10 acero 10 columnas de 0.6 m columnas de 0.4 m columnas de 0.4 m(kg/m²) (kg/m²) 8 8 6 6 4 4 2 2 0 0
  58. 58. Consumo total de concreto y acero (columnas y vigas únicamente) concreto 30 0.16 0.14 25 0.12 20 0.10 acero 15 0.08 concreto(kg/m²) (m³/m²) 0.06 10 columnas de 1.0 m acero columnas de 0.8 m 0.04 5 columnas de 0.6 m 0.02 columnas de 0.4 m 0 0.0 0.00 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 altura viga (m)
  59. 59. Deriva (edificio 8 pisos - dirección EW - amenaza sísmica intermedia) 0.4x0.4 0.4x0.4Deriva = 3.0%hDeriva = 3.0%hDeriva = 2.5%hDeriva = 2.5%hDeriva = 2.0%hDeriva = 2.0%h 0.4x0.5 0.4x0.5 3.00 --3.50Deriva = 1.5%h 3.00 3.50Deriva = 1.5%h 2.50 --3.00 2.50 3.00Deriva = 1.0%hDeriva = 1.0%h sección sección 2.00 --2.50 0.4x0.6 0.4x0.6 vigas 2.00 2.50 vigas (m) (m) 1.50 --2.00 1.50 2.00 1.00 --1.50 1.00 1.50 0.4x0.7 0.4x0.7 0.50 --1.00 0.50 1.00
  60. 60. Procedimiento para reducir la deriva 0.4x0.4 Deriva = 3.0%h Deriva = 2.5%h Deriva = 2.0%h 0.4x0.5 Deriva = 1.5%h Deriva = 1.0%h sección 0.4x0.6 vigas (m) 0.4x0.7 Deriva = 0.5%h 0.4x0.8 0.4x0.4 0.6x0.6 0.8x0.8 1.0x1.0 sección columnas (m)
  61. 61. Índice de costos (edificio de 8 pisos - dirección EW - amenaza sísmica intermedia)ic = 1.0 ic = 1.3 ic = 1.4 0.4x0.4 ic = 1.5 1.70 - 1.80 0.4x0.5 1.60 - 1.70 1.50 - 1.60ic = 1.1 sección 1.40 - 1.50 0.4x0.6 vigas 1.30 - 1.40 (m) 1.20 - 1.30 ic = 1.6 1.10 - 1.20ic = 1.2 0.4x0.7 1.00 - 1.10 ic = 1.7 índice costos (ic) 0.4x0.8 0.4x0.4 0.6x0.6 0.8x0.8 1.0x1.0 sección columnas (m)
  62. 62. Índice costo vs. deriva (edificio 8 pisos - dirección EW - amenaza sísmica intermedia) ic = 1.0 ic = 1.1 ic = 1.2 ic = 1.3 ic = 1.4 ic = 1.5 0.4x0.4Deriva = 3.0%hDeriva = 2.5%h 1.70 - 1.80Deriva = 2.0%h 0.4x0.5 1.60 - 1.70Deriva = 1.5%h ic = 1.6 1.50 - 1.60Deriva = 1.0%h sección 0.4x0.6 vigas 1.40 - 1.50 (m) 1.30 - 1.40 1.20 - 1.30 0.4x0.7 1.10 - 1.20 ic = 1.7Deriva = 0.5%h 1.00 - 1.10 0.4x0.8 índice costos (ci) 0.4x0.4 0.6x0.6 0.8x0.8 1.0x1.0 sección columnas (m)
  63. 63. Índice de costo vs. deriva (amenaza sísmica intermedia) 4.0 dimensiones columnas constantes 3.5 20 pisos 3.0índicecosto 2.5 dimensiones vigas constantes 12 pisos 2.0 1.5 4 pisos 8 pisos 1.0 0 1 2 3 4 5 ic = 1.0 deriva (%h)
  64. 64. Índice costo vs. deriva (amenaza sísmica alta) 5.0 4.5 dimensiones columna constantes 4.0 20 pisos 3.5índice 3.0costo dimensiones vigas constantes 2.5 12 pisos 2.0 1.5 8 pisos ic = 1.0 4 pisos 1.0 0 1 2 3 4 5 deriva (%h)
  65. 65. Pórticos„ El índice de costo mínimo (ic = 1.0) es el de la solución de menor costo para el edificio de 4 pisos, la cual corresponde a la de dimensiones mínimas„ Pueden obtenerse reducciones importantes de la deriva con aumentos de costo marginales. Por lo tanto, reducciones de la deriva del 1.5%h al 1.0%h, como exigen las NSR-98 son ampliamente factibles desde el punto de vista económico.„ Reducciones aún mayores de la deriva tienen un impacto económico proporcionalmente mayor debido al aumento de pendiente de las dimensiones constantes de columna al reducir la deriva, lo cual significa proporcionalmente un mayor costo.
  66. 66. Definición del índice de área de muros H área aferente al muro h t D D área sección del muro p= área del piso aferente al muro
  67. 67. Relación teórica entre p y la deriva (Amenaza sísmica intermedia) 2.0 1.8 H/D = 7 1.6 H/D = 6 1.4 H/D = 5 1.2 H/D = 4deriva 1.0 H/D = 3(%h) H/D = 2 0.8 H/D = 1 0.6 0.4 0.2 0.0 0 1 2 3 4 5 6 7 p = área total de muros / área del piso (%)
  68. 68. Esquema de muros con una luz 7.5N 7.5 22.5 7.5 9.0 9.0 9.0 9.0 36.0 dimensiones en metros
  69. 69. Esquema de muros con dos luces 7.5N 7.5 22.5 7.5 9.0 9.0 9.0 9.0 36.0 dimensiones en metros
  70. 70. Cantidades totales de concreto y acero (columnas, muros y vigas solamente) 18 0.14 16 acero 0.12 14 0.10 12 H/D=1.42 concreto 0.08 concreto 8 acero 10 1 (m³/m²) (m³/m²) ³ ²(kg/m²)(kg/m²)(kg/m²) 8 k ² H/D=1.71 0.06 6 H/D=2.84 0.04 4 H/D=3.41 2 0.02 0 0.00 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 45 45 espesor muro (m)
  71. 71. Deriva - Edificios con muros (Amenaza sísmica intermedia) 0.35 0.30 0.25 H/D=3.41deriva 0.20 H/D=2.84 (%h) 0.15 H/D=1.71 0.10 H/D=1.42 0.05 0.00 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 p (%)
  72. 72. Índice de costo (edificio de 8 pisos - amenaza sísmica intermedia) 1.4 - 1.5 1.5 1.3 - 1.4 1.4 1.2 - 1.3 1.1 - 1.2 1.3índice costo 1.0 - 1.1 1.2 índice de costo 1.1 1.0 t=0.45 H/D=3.41 t=0.30 H/D=2.84 espesor H/D=1.71 t=0.15 del muro H/D=1.42 (m) relación de esbeltez del muro
  73. 73. Índice de costo vs. Deriva (edificio 8 pisos - zona de amenaza sísmica intermedia) Deriva=0.15%h Deriva=0.10%h Deriva=0.05%h t=0.45Deriva=0.20%h espesor del muro 1.4 - 1.5 (m) 1.3 - 1.4 t=0.30 1.2 - 1.3 1.1 - 1.2 1.0 - 1.1Deriva=0.25%h índice costo t=0.15 H/D=3.41 H/D=2.84 H/D=1.71 H/D=1.42 relación de esbeltez del muro
  74. 74. Índice de costo vs. Deriva (edificio 8 pisos - amenaza sísmica alta) Deriva=0.20%h Deriva=0.15%h Deriva=0.10%h Deriva=0.05%h t=0.45 1.4 - 1.5 espesor 1.3 - 1.4 del muro 1.2 - 1.3 (m) t=0.30 1.1 - 1.2 1.0 - 1.1Deriva=0.25%h índice costo t=0.15 H/D=3.41 H/D=2.84 H/D=1.71 H/D=1.42 relación de esbeltez del muro
  75. 75. Muros vs. Pórtico„ Para zonas de amenaza sísmica intermedia: –El pórtico más económico, sin muros, emplea 14 kg/m2 of acero, y 0.07 m3/m2 de concreto, y reporta una deriva máxima de 2.4%h. –Usando muros la deriva se puede reducir a 0.05%h con un incremento de costo de menos de 10%.„ Para zonas de amenaza sísmica alta: –Las derivas son mayores y los incrementos de costo también, pero las tendencias generales se mantienen.
  76. 76. Conclusiones„ Reducciones del límite de deriva hasta valores del orden de 0.75%h, empleando pórticos es factible económicamente.„ Definir las dimensiones de la sección de la columna antes de las de la viga, permite encontrar más rápidamente una estructura que cumpla con un límite de deriva preestablecido.„ Para límites de deriva menores de 0.75%h, debe investigarse el uso de muros estructurales.
  77. 77. Comentarios finalesEste es solo un ejemplo del tipo de estudios que deben llevarse a cabo cuando se desea investigar la relación entre las diferentes variables que intervienen en el costo y comportamiento de las estructuras de edificios.Debe tenerse cuidado con las numerosas variables que no se estudiaron a pesar de la cantidad de casos empleados, especialmente las variaciones locales.El dilema de comportamiento óptimo contra el menor costo real solo puede resolverse empleando el mejor criterio y la mayor experiencia por parte de los diseñadores.

×