edificios altos - secuencia constructiva

7/25/2019 Edificios Altos - Secuencia Constructiva

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EDIFICIOS ALTOS

Mientras se construyen, tienen solicitaciones de carga y condiciones distintas, que cuandoest terminado.

El Ingeniero deber asegurarse que la estructura ser capaz de resistir durante estas

etapas constructivas, incluyendo un posible sismo o viento, durante estas etapas.

Generalmente las estructuras se analizan considerando un comportamiento lineal esttico

dentro del rango elstico, que incluye la sumatoria de cargas verticales en las columnas.

Mientras se incrementa la altura en la construccin de un edificio, la respuesta estructural

a cargas axiales, momentos y desplazamientos, puede diferir a lo calculado en un anlisis

en el rango elstico.

Para tener mayor rapidez, el ingeniero por lo general, tiene que realizar hiptesis y

simplificaciones, como que una estructura solo se comporta linealmente, o que unaedificacin se construye en un solo paso, pero con el paso del tiempo, va afinando estas

hiptesis.

La mayora de las estructuras no se construyen en una sola etapa.

(Un ovni no vino y coloc rascacielos en un solo paso).

Con la ayuda de las computadoras, y los programas de anlisis estructural, ahora se

pueden analizar con ms detalle las estructuras.

La secuencia de construccin puede considerar:

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Efectos dependientes del tiempo de los materiales.-

Parmetros no lineales en la geometra (P-Delta)

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Deformaciones de cada nivel


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SECUENCIA DE CONSTRUCCIN EN EL PROGRAMAETABSEs una aplicacin que habilita las etapas de construccin, con su respectivo anlisis y

diseo en cada etapa en la cual los sistemas estructurales y cargas son agregados o

removidos.

El anlisis que considera la secuencia de construccin, tomar la deformacin que ya

sufri la estructura en las etapas anteriores. As, el segundo nivel, considera lasdeformaciones que ya sufri el primer nivel, y as subsecuentemente.

Podemos crear grupos de etapas de construccin, considerando nivel por nivel, o por un

grupo de niveles (ejemplo, cada 5 niveles), esto quedar a criterio del ingeniero, y tambin

depender del tipo de material de la construccin y el proceso constructivo que se seguir.

EXPLICACIN DEL CONCEPTO CON UN EJEMPLO BSICOTomaremos los datos de un ejercicio realizado por Carlos Ferreira, de CSIAmerica (antes

CSIBerkeley), en donde con clculos manuales, crea una macro en excel, para calcular los

desplazamientos.
http://www.csimexico.mx/software/etabshttp://www.csimexico.mx/software/etabshttp://www.csimexico.mx/software/etabshttp://www.csimexico.mx/software/etabs


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Imaginemos una columna aislada, sujeta al proceso tradicional deconstruccin general de edificios.Por el momento no tomaremos en cuenta los efectos dependientes del tiempo (flujo

plstico, contraccin) en la secuencia de construccin, para simplificar el ejemplo.

Asumiremos que tenemos una estructura, como la que mostramos a continuacin,

donde cada columna de longitud L representa un nivel de un edificio, y que en el

proceso de construccin nos interesa ms en tener

cada losa por nivel en la posicin de elevacin correcta, en vez de tener las

columnas de una longitud igual a L.

La rigidez de la columna (fuerza necesaria para producir un desplazamiento

unitario) depende del rea seccin transversal (A), el mdulo de elasticidad

longitudinal del material (E) y la longitud (L), y ser EA/L

Cuando se termina la secuencia 1, o nivel 1, este ya sufre una deformacin, debido alas cargas de peso propio.

As, el nivel 2, en una construccin real, deber ser un poco ms alto, para que la altura

total sea 2L (porque el primer nivel ya tiene menos longitud que L)

Y as sucesivamente, para los dems niveles. En un edificio alto, esto ya llega a ser

considerable, porque presentar ms esfuerzos, y algunas vigas podran tener fallas, si

esto no es considerado, ya que se crean excentricidades adicionales, al tener estas

deformaciones, y los momentos sern mayores.

Adicionalmente, mientras se construye nuestro edificio, debemos considerar la posibilidad,

de que lleguen cargas laterales accidentales, como sismo o viento, por lo que podremos

revisar en cualquier etapa, que nuestra estructura sea adecuada para resistir estas

posibles solicitaciones.


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EJEMPLO EDIFICO 10 NIVELES DE 3 METROS CADA NIVEL

En un ejemplo de un edificio de 10 niveles, con L (Longitud por nivel de 3m), una P (carga)

de 300 kN, y EA= 30.5 * 10 ^ 6 * 0.3 * 0.3 (concreto con columnas de 0.3 x 0.3), la longitud

real de cada columna, para cumplir con la altura del edificio de 30m, queda as:

Cuando se construye el 1er nivel, esta ya sufri una deformacin, por lo que tiene una altura

menor, y para poder alcanzar la altura requerida, el 2do. nivel, debe medir ms, y as

sucesivamente. Esto representa no solo una estructura no lineal geomtricamente, con esfuerzos

por excentricidades, sino ms material y peso en la estructura.

Cundo se recomienda analizar por secuencia de construccin?

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En Edificios ALTOS

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En Edificaciones irregulares, principalmente donde algunas columnas no lleguen hasta

la base, como veremos en los siguientes ejemplos

EJEMPLO 1 EN ETABS: MARCO IRREGULAR, DNDE UNA COLUMNA NO LLEGAHASTA LA BASE


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DESPLAZAMIENTOS


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ETAPA FINAL DESPLAZAMIENTOS

En la etapa Final, se muestra hay diferencia en desplazamientos, en ambos casos

(construido en una etapa y en varias etapas)


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MOMENTOS

ETAPA FINAL MOMENTOSEn la etapa Final, se muestra hay diferencia en los momentos, en ambos casos (construido

en una etapa y en varias etapas)


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CARGA AXIAL

ETAPA FINAL CARGA AXIAL

En la etapa Final, se muestra hay diferencia en carga axial, en ambos casos (construdo enuna etapa y en varias etapas)


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La carga axial presenta una reduccin en el anlisis de secuencia de construccin, y esto

se puede explicar, debido a que los efectos de tensin que causan la carga en la viga, se

muestran visibles y la columna colgada en la viga ocasiona una tensin en ese viga, lo

cual eventualmente crea una tensin dentro de la estructura, lo cual reduce la carga axial y

se disipa a lo largo de la columna.

EJEMPLO 2: EDIFICO ALTO DE 30 NIVELES

Altura cada nivel: 3m

Separacin bahas: 9 y 3 m


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CONCLUSIONES

El anlisis por secuencia con construccin, nos arroja valores ms reales, de cmo se

comporta la estructura y estos pueden ser muy distintos que los obtenidos por anlisis en

una sola etapa, y se recomienda ampliamente utilizarlo en edificios altos, y estructuras

irregulares, y con la ayuda del software Etabs, esto puede hacerse de una forma rpida,

por lo que no hay razones para no realizarlo hoy en da, debido a la importancia de salvar

vidas.

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