Comparación económica y de desempeño de un edificio habitacional con y sin aislación basal

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2015-11

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Universidad de Valparaíso

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Departamento o Escuela

Escuela de Ingenieria Civil

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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.

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Auspiciador

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AISLACION SISMICA, DISEÑO DE MUROS, NCH 2745 OF. 2013

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