Comparación económica y de desempeño de un edificio habitacional con y sin aislación basal
Fecha
2015-11
Autores
Profesor Guía
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Tesis
ORCID Autor
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Editor
Universidad de Valparaíso
Ubicación
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Facultad
Facultad de Ingeniería
Departamento o Escuela
Escuela de Ingenieria Civil
Determinador
Recolector
Especie
Nota general
Licenciado en Ciencias de la Ingeniería
Título de Ingeniero Civil
Título de Ingeniero Civil
Resumen
Con la norma de diseño sísmico de edificios NCh433.Of96 modificada en 2009 y la
incorporación de los decretos no60 y no61 se obtienen estructuras más robustas pasando de muros de 20 (cm) a 40 (cm) de espesor resultando una mayor rigidez. Cabe destacar que una estructura tradicional diseñada previa aparición de los decretos, presentaron fallas locales de flexo-compresión con pandeo de las barras y en algunos casos fractura de su enfierradura principal debido a la falta de detallamiento. En este caso dicha deficiencia se ha mejorado, por lo tanto no deberían presentarse fallas de ese tipo. Sin embargo están presentes los desplazamientos
relativos entre pisos y aceleraciones que atentan contra el daño no estructural.
En contraparte, el edificio aislado implica la realización de obras adicionales para lograr la
estabilidad necesaria y así su buen desempeño. La obra de estabilización es lo que presenta en
este trabajo mayor dificultad en cuanto a su diseño, ya que se demuestra la alta sensibilidad en la
modelación y en consecuencia el descarte del sistema de vigas sobre los aisladores como primera
opción debido a las diferencias que se observan en los esfuerzos de corte al considerar o no un
doble diafragma. Lo anterior lleva a utilizar finalmente una losa la cual cumple con las expectativas
de estabilización. Otra observación importante se relaciona con que aislar un edificio de muros con la estructuración estudiada, muestra una alta flexibilidad e implica la influencia de un modo de
vibrar superior, del cual no se esperaba afectase el comportamiento de la estructura, sin embargo
al situarse en el peak se identifican deformaciones que no se esperaban, con movimientos en dos
direcciones opuestas.
La implementación del sistema de aislación lleva a una reducción importante en el corte
basal de diseño. La estructura tradicional presenta cortes correspondientes al 16% del peso,
mientras que en la estructura aislada está permitido el diseño con un corte mínimo igual al 7% del
peso. Esto se traduce en una reducción del corte igual al 63%. Por lo tanto para la estructura
convencional es necesaria una sección de muro mayor, además de los detalles de confinamiento y
por otra parte la aislación permite una reducción en los espesores de muros y desistir del
detallamiento.
Según los desplazamientos absolutos se observa una reducción del 56%. Si bien los
desplazamientos de la estructura tradicional son mayores que los del edificio aislado, con los
desplazamientos de fluencia se logra comprobar que los muros no presentan demanda de
ductilidad importante por lo que se mantendrían prácticamente elásticos y así se espera que los
daños estructurales sean bajos o bien nulos. En tanto la estructura aislada concentra la mayor
cantidad de desplazamiento en el sistema de aislación y con la disminución de los
desplazamientos relativos entre los pisos superiores no existiría daño estructural.
El cuanto a los desplazamientos relativos entrepisos, los resultados obtenidos muestran una
reducción del 29%, lo cual es importante sin embargo en ambas estructuras los valores de este
parámetro son bajos y no deberían existir daños no estructurales relevantes.
Las aceleraciones que experimenta la estructura tradicional van en aumento de acuerdo a la
altura del edificio. En la estructura aislada las aceleraciones se reducen en un 50%, ya que el
sistema de aislación absorbe una cantidad de aceleración y así no se transmite totalmente a la
estructura. Así la diferencia entre las aceleraciones que se registran en la base y las que se
alcanzan en el último nivel del edificio son menores. Además dentro del espectro de aceleraciones
según el alto periodo, se ubican en una zona de baja demanda. Esto implica que no existiría daño
estructural y posiblemente un menor daño no estructural bajo este parámetro.
Descripción
Lugar de Publicación
Auspiciador
Palabras clave
AISLACION SISMICA, DISEÑO DE MUROS, NCH 2745 OF. 2013