diseño de edificios de acero estructural

Diseño de edificios habitacionales y de oficinas

Ricardo Herrera MardonesDepartamento de Ingeniería Civil, Universidad de Chile

Santiago, ChileMarzo de 2007

Elaboración, guión y locución a cargo del Dpto. de Ingeniería Civil de la Universidad de Chile con coordinación del Ing. Ricardo Herrera

CONTENIDODiseño de edificios habitacionales y de oficinas

1. Introducción

2. Componentes

3. Sistemas estructurales

4. Consideraciones de diseño

CARACTERISTICAS1.Introducción

• Estructura repetitiva en altura

• Relaciones alto/base moderadas a altas

• Maximización del espacio útil

• Minimización del costo de construcción

SOLICITACIONES1.Introducción

• Peso propio

• Sobrecargas permanentes

• Sobrecargas de uso

• Viento

• Sismo

ESTRUCTURATIPICA

2. Componentes

Losa

Fundación

Estructura

FUNDACIONES2. Componentes

LOSA2. Componentes

ESTRUCTURA2. Componentes

Viga principal

Fundación

Viga secundaria

ColumnaDirección principal de la losa

2. Componentes

• Vigas

ESTRUCTURA

2. Componentes

• Columnas

ESTRUCTURA

2. Componentes

• Arriostramientos

ESTRUCTURA

3. Sistemas estructurales INTRODUCCION

Piso

s

3. Sistemas estructurales

• Marcos resistentes a momento

• Marcos arriostrados concéntricamente

• Marcos arriostrados excéntricamente

EDIFICIOS DE ALTURABAJA Y MEDIA

3. Sistemas estructurales

• Marcos resistentes a momento

Columnas

Vigas

EDIFICIOS DE ALTURABAJA Y MEDIA

3. Sistemas estructurales

• Marcos arriostrados concéntricamente

Arriostramiento

EDIFICIOS DE ALTURABAJA Y MEDIA

3. Sistemas estructurales

• Marcos arriostrados excéntricamente

Arriostramiento

“Link”

EDIFICIOS DE ALTURABAJA Y MEDIA

3. Sistemas estructurales

• Marcos mixtos

EDIFICIOS DE ALTURABAJA Y MEDIA

Núcleo de hormigón

Vano arriostrado

Marco rígido

EDIFICIOS ALTOS3. Sistemas estructurales

• Sistema de muros

• Sistema de núcleo

• Sistema de marco mixto

• Sistema de tubo

EDIFICIOS ALTOS3. Sistemas estructurales

• Sistema de muros

EDIFICIOS ALTOS3. Sistemas estructurales

• Sistema de núcleo

EDIFICIOS ALTOS3. Sistemas estructurales

• Sistema de marco mixto

EDIFICIOS ALTOS3. Sistemas estructurales

• Sistema de tubo

4. Consideraciones de diseño

• Estructuración.• Definición de solicitaciones a considerar.• Modelamiento• Selección preliminar de elementos.• Análisis.• Evaluación.

ETAPAS

4. Consideraciones de diseño ESTRUCTURACION

4. Consideraciones de diseño

• Transmisión de carga vertical

ESTRUCTURACION

(a) (b) (c)

Viga detransferencia

Tirantes

Columna

4. Consideraciones de diseño

• Transmisión de carga horizontal

ESTRUCTURACION

Piso

s

4. Consideraciones de diseño

• Cargas muertas.• Cargas vivas estáticas.• Cargas vivas móviles.• Impacto.• Nieve.• Viento.• Sismos.• Otros.

SOLICITACIONES

4. Consideraciones de diseño

• Experiencia previa• Métodos aproximados de solución

– Método del portal (edificios bajos)– Método del voladizo (edificios altos)

• Mecanismo de falla

DIMENSIONAMIENTOPRELIMINAR

P

4. Consideraciones de diseño

• Análisis lineal elástico

• Análisis no lineal– Efectos de 2º orden– No linealidad del material

• Análisis plástico

ANALISIS

4. Consideraciones de diseño

• Comportamiento global:– Códigos de construcción local

• Limitación de deformaciones a nivel de servicio y último

• Limitación de esfuerzos en elementos

• Comportamiento local– Especificaciones de diseño de elementos

(AISC, AISI, etc.)• Resistencia

EVALUACION

4. Consideraciones de diseño

• Recomendaciones (Guía de diseño 5 AISC)– Espaciar las vigas al máximo practicable– Minimizar las conexiones de momento y de

diagonales de arriostramiento

ECONOMIA

Vanos marco rígidoo arriostrado

4. Consideraciones de diseño

• Recomendaciones (Guía de diseño 5 AISC)– Privilegiar el uso de acero de mayor

resistencia– Usar pocos tamaños– Utilizar las reducciones de la carga viva

ECONOMIA