estructura vertical - deriva

UI Análisis tectónica y estructuraInforme 004 – DerivasMarcela González Laura Navas

CASO 1

1. Objetivo

Analizar una estructura de 11 pisos de altura identificando los elementos, características y propiedades que le permiten soportar los esfuerzos a los que está sometida, teniendo en cuenta el límite del desplazamiento horizontal que tiene la estructura (la deriva), con el fin de compararla con otros dos casos en los cuales se modifican elementos de la estructura, para entender el comportamiento de la estructura en diferentes situaciones.

Los elementos a analizar son los nodos 56 – 63, 70, 77 Y 84 y las barras 57 y 142

2. GeometríaPropiedades: La estructura está compuesta por columnas y vigas que se unen conformando pórticos rígidos y le dan la forma al edificio. El primer piso tiene una altura de 7m mientras el resto de pisos tienen 4m de alto. Por otra parte, la luz que vencen la vigas es de 6 m. Aunque las características de los elementos varían, la simetría permanece en toda la estructura.

Como se puede ver, las columnas de la mitad inferior de la estructura son los perfiles de mayor dimensión (HE800B). Así mismo los perfiles de dimensión intermedia (HE500B) son usados como vigas en la parte inferior y 2/3 de la mitad superior como columnas. Finalmente, los elementos de menor dimensión (HE450A) son usados como vigas en la mitad superior de la estructura y en un tercio de la mitad superior también se usan como columnas. En resumen, los elementos van disminuyendo su tamaño a medida que se van ubicando a mayor altura, causando una disminución en el peso de la estructura. Esto se debe a que en la parte inferior el edificio necesita ser más rígido para no fallar por cortante basal y también porque al ser más ligero arriba, la deformación disminuye y por consiguiente la deriva se controla mejor.

Perfil HE500B Perfil HE450A Perfil HE800B

Distribución perfiles dentro de la estructura

Grandes Medianos Pequeños

3. Análisis de cargas

El edificio se ve afectado por cargas lineales, impuestas a los elementos horizontales de cada piso. Por otro lado, en los nodos del lado izquierdo de cada piso recibe cargas puntuales, las cuales generan la deformada obtenida y explican la tendencia de la deriva a aumentar en ciertos pisos, debido a que en algunos pisos superiores dichas cargas puntuales son mayores. Por último, se encuentra el peso propio de la estructura, que contribuye al aumento del desplazamiento por parte de la estructura.

Cargas lineales (CVERT)

Cargas puntuales (EQX) Peso propio (SELFW)

En los gráficos anteriores es posible apreciar cómo se encuentran distribuidas las cargas a lo largo de la estructura.

4. Análisis de deriva

Mínimo Medio Máximo

De acuerdo a la siguiente tabla, se puede observar que la estructura no supera la deriva máxima admisible según la NSR-10 (es equivalente al 1% de la altura). Sin embargo, existen pisos críticos (Señalados en morado), que se encuentran muy próximos al límite. Estos pisos se encuentran en la base de la estructura (Pisos 2 y 3), por lo cual deben soportar la cortante basal, haciendo que su desplazamiento tienda a ser mucho mayor, ya que reciben la mayor parte de la carga y debido a esto la sección de sus elementos aumenta, dándole mucho más peso a dichos pisos.

Adicionalmente, existen otros dos pisos (6 y 7), que también presentan una deriva alta, debido a que en estos pisos es donde ocurre la transición en la dimensión de los perfiles, lo cual genera una distorsión en la estructura, provocando que en estos pisos se de una situación similar a la de los primeros pisos; es decir, que la cortante aumenta en dichos puntos.

En cuanto a los pisos señalados con color verde, actúan como una transición, por lo cual la deriva empieza a disminuir, hasta llegar a los puntos mínimos, donde ésta se reduce drásticamente respecto a los pisos explicados con anterioridad. Esta deriva mínima se presenta en el primer piso, debido a su apoyo empotrado y en pisos superiores, ya que la estructura se empieza a volver más ligera, provocando que el peso propio se reduzca y que el desplazamiento también, debido a la relación de proporcionalidad directa entre ambas variables.

5. Deformaciones, momento, cortante, axial.

DEFORMADA:La deformación de la estructura se da de forma gradual, siendo mínima en los apoyos (debido a que están empotrados) y alcanzando su desplazamiento máximo en cubierta (Desplazamiento= 356,13 mm). Adicionalmente, de acuerdo al gráfico es posible determinar que el área más crítica se encuentra en las columnas del primer piso, por lo cual en esta parte la sección de los elementos es mucho mayor (Perfil HE800B), con respecto a los elementos superiores (Perfiles HE450A).

MOMENTO:Aunque el momento no presenta rangos tan amplios de diferencia según la gráfica, a la hora de analizar elementos puntuales se puede apreciar que existen algunos elementos que presentan un momento mucho mayor con respecto a otros, evidenciando un rango de diferencia considerable (-72,4 – 535 KN-m). De esta manera, los elementos que más se ven afectados son las columnas de primer piso con un momento equivalente a 68,7 KN – m. Por otra parte, el momento es mayor en los elementos de los primeros pisos y conforme se van ubicando hacia el lado derecho de la estructura su magnitud aumenta. Por dicha razón, la sección de los elementos va aumentando conforme se van acercando a los apoyos.

CORTANTE:La cortante es mucho más homogénea con respecto al momento, presentando una graduación de magnitud. Así, la cortante mayor se encuentra en la base (14,9 KN) y a medida que aumenta el número de pisos, la cortante se va reduciendo. Oscila entre un rango de -276 a 107 KN. Por otra parte, se puede ver que los elementos que presentan mayor cortante son las columnas. Debido a que estos elementos son los que más se deforman a lo largo de toda la estructura.

AXIAL:En general, la mayoría de la estructura se encuentra sometida a esfuerzos de compresión. Sin embargo, como la estructura tiende a deformarse hacia el lado derecho, las columnas ubicadas en el lado izquierdo se encuentran a tracción, con el fin de contrarrestar dicha deformación. Al igual que la cortante, los esfuerzos axiales disminuyen a medida que se aumenta de piso. No obstante, los mayores esfuerzos se presentan en los elementos verticales de borde, específicamente los que se encuentran en los primeros pisos.

5.1 Análisis elementos específicosBarra 57:

Barra 142:

GRÁFICA MOMENTO: GRÁFICA CORTANTE:


En cuanto a deformación, esta barra es una de las que menos sufre, sin embargo, al encontrarse en la base de la estructura, su cortante y su momento (según la gráfica general) es de los mayores. No obstante, si se compara con la barra 142, se puede ver que el rango de ambas es similar e incluso en la barra 142 los rangos son aún más amplios. Por otra parte, ambas barras difieren en el momento, ya que la barra 57 presenta dos puntos positivos, mientras que la 142 solo tiene 1.

La barra 142, se desplaza más con respecto a la barra 57 (52,56 mm).A pesar de esto, el momento y cortante entre ambas barras es similar. Por otra parte, la barra 142 presenta un momento que tiende a ser más positivo que negativo (-24,24 KN-m frente a 535 KN); pero la cortante se comporta de forma opuesta, ya que tiende hacia los valores negativos (17,8 KN frente a -276 KN). Este comportamiento en la cortante se debe a que la barra tiende a fallar hacia el apoyo que se desplaza más (en este caso el nodo 84), ya que al ser el nodo de la parte superior derecha, ejerce un esfuerzo de cortante mucho mayor sobre la barra debido a que se desplaza 356,13 mm con respecto al apoyo (Mayor desplazamiento de toda la estructura.)

6. Unity Check y Peso propio

En esta estructura todos los elementos están trabajando de forma adecuada y al encontrarse por debajo de 1 reflejan que su resistencia es adecuada para soportar las cargas impuestas. Por otra parte, se ve que los elementos más próximos a fallar son los de la base, ya que es allí donde se concentra la mayor cantidad de momento, cortante y esfuerzos axiales.Por dicha razón, conforme los elementos se ubican en los pisos superiores, el valor de resistencia se aleja del 1, por lo cual dicha característica mejora.En cuanto al peso propio de la estructura (134,71 Ton), este se logra reducir debido a que las dimensiones de los perfiles disminuye en los puntos donde la estructura ya no debe soportar grandes esfuerzos. Esta decisión permite volver más eficiente la estructura, ya que los elementos trabajan con las dimensiones necesarias para garantizar un comportamiento adecuado. Por otra parte, el peso propio de la estructura no se eleva demasiado, ya que ésta se rigidiza mediante la sección de los elementos, lo cual evita que sea necesario el uso de diagonales o de otros elementos adicionales.

7. Conclusiones caso I

● A pesar de que los elementos tienen distintas características, la estructura trabaja bien debido a que funcionan como una unidad. La continuidad permite que los esfuerzos aplicados sean correctamente transmitidos al suelo.

● Los elementos de la base son de mayor dimensión, pues de esta forma se reducen las posibilidades de falla en la parte inferior de la estructura (debido a la cortante basal). El centro de gravedad del edificio baja y le brinda mayor estabilidad. Así mismo, los elementos superiores disminuyen su dimensión y de esa forma el peso propio disminuye. Esto se debe a que estos elementos no sufren tantos riesgos de romperse como aquellos ubicados en la base.

● Las columnas son las encargadas de mantener el edificio de pie ya que transmiten los esfuerzos al suelo, por eso sus dimensiones suelen ser mayores que las de las vigas. Por ende, deben ser continuas hasta el suelo y así no interrumpir el trayecto de transmisión de cargas, garantizando redundancia en la estructura.

CASO 2

2. Geometría

Propiedades: La estructura se forma a partir de vigas y columnas metálicas, las cuales conforman pórticos rígidos. En el primer piso se plantea una altura de 7m, mientras que en el resto de pisos, la altura es de 4 m. Así mismo, las vigas vencen una luz equivalente a 6 m. A diferencia del caso 1, en esta estructura se eliminan tres columnas centrales en el primer piso, con el fin de generar un primer piso con una planta mucho más libre con respecto al caso anterior.



La distribución de los diferentes perfiles metálicos se mantiene igual al caso anterior, con la única diferencia de que para el caso 2 se eliminan las columnas centrales del primer piso. Esta modificación puede llegar a afectar la rigidez de la estructura, debido a que las columnas presentes en primer piso ahora soportan más carga y siguen con el mismo tipo de perfil que el caso 1. Sin embargo, al prescindir de dichos elementos en primer piso, el peso propio de la estructura debería disminuir, haciendo que la deformación no se aumente demasiado por la falta de elementos en la base.





Mínimo Medio Máximo No cumple

En este caso, los pisos que eran críticos en la situación 1 sobrepasan el límite admisible de deriva según la norma. Esto se debe a la falta de los elementos en primer piso y por consiguiente a la falta de rigidez por parte de la estructura. De esta manera se ve que los pisos que más sufren son los dos primeros (ya que en estos pisos es donde se encuentra la mayor cortante basal) y el 6, que es donde ocurre el cambio de sección en las columnas.

Por otra parte, se mantiene la misma tendencia que en el caso 1, en la cual la deriva va disminuyendo conforme aumenta el piso. Así, la segunda deriva mínima (0,18%) se encuentra en el último piso. (la deriva mínima se encuentra en los apoyos, ya que estos son empotrados). Debido a que en este piso ya no se tienen cargas provenientes de los otros pisos y también porque en este punto los elementos presentan el perfil más pequeño usado en la estructura (HE450A), lo que permite que en ese piso el peso de la estructura sea el mínimo necesario para resistir las cargas y esfuerzos.En conclusión, la eliminación de elementos en primer piso, ocasiona que toda la estructura pierda rigidez, lo cual genera que los demás elementos tengan que trabajar aún más y al no realizar un aumento de la sección de éstos o proveerles otros elementos que les aporten rigidez, el edificio empieza a fallar en términos de deriva, causando grandes deformaciones que conllevan a la falla por resistencia de algunos elementos del sistema.

5. Deformaciones, momento, cortante, axial.DEFORMADA:Los elementos horizontales del medio sufren de un gran desplazamiento en el eje Y (127,73 mm). Debido a que se eliminaron las tres columnas centrales las cargas transmitidas no llegan al suelo y genera que las vigas se flexionen. Ya que las dimensiones de los elementos en el área central se mantuvieron igual al caso 1, los perfiles de la zona inferior (Perfil HE800B) son más grandes que los de la superior (Perfil HE450A). En consecuencia el peso propio de la estructura en esta zona aumenta innecesariamente, causando un mayor desplazamiento vertical de los elementos.

MOMENTO:Se percibe que el momento es mayor en los elementos centrales de la estructura, tanto horizontales como verticales, a diferencia de los elementos en los bordes. Aquellos elementos horizontales que presentan mayor momento son los que están incorporados a los elementos verticales que llegan hasta el suelo (entre 705 KN-m y 2106 KN-m), mientras que los elementos horizontales del medio, que no llegan a ningún elemento vertical continuo, presentan menor momento (entre 197 KN-m y 453 KN-m). A medida que las vigas se encuentran a mayor altura el momento disminuye. También se puede ver que las columnas que reciben el peso central del edificio tienen mayor momento que las de los bordes, dejando claro que éstas soportan gran parte del edificio.CORTANTE:En este caso, los elementos que presentan mayor cortante se encuentran en la zona indicada con azul. Las vigas de esta zona presentan mayor cortante debido a que están sujetas por uno de sus costados, a un elemento vertical continuo hasta el suelo. Por esta razón, los elementos verticales no continuos que se unen a estas vigas se ven afectados , generando mayores cortantes en ellos(entre 291 KN y 867 KN). Del mismo modo, las columnas interiores presentan mayor cortante que las de los bordes. La cortante va disminuyendo a medida que el elemento se encuentra en un piso más elevado.

AXIAL:En este caso se puede ver que la mayoría de los elementos se ven sometidos a compresión, principalmente los verticales. Las columnas interiores se ven sometidas, en su base, a mayor esfuerzo de compresión y este va disminuyendo a medida que aumenta la altura. Como la gráfica muestra, al retirar las columnas centrales los esfuerzos en las columnas posteriores aumenta y así gran parte de las cargas recaen sobre ellas. Mientras que las columnas esquineras presentan un esfuerzo a compresión menor y más constante. Algunos elementos horizontales, ubicados en la parte inferior central, se encuentran sometidos a tracción porque las cargas no se transmiten bien y llegan a estos causando que se flexionen.


Barra 142:



Con respecto a la deformación, ésta barra es de las que sufre de mayor flexión. Por consiguiente, a diferencia de la barra 142, su momento es mucho más grande, obteniendo el valor más grande hacia el nodo 38; a comparación con la barra 142 el momento en este caso es una curva que aumenta positivamente. Con respecto a la diferencia entre los momentos más grandes de las dos barras es de 2351 KN-m. Por otro lado, la cortante también demuestra ser mayor hacia el nodo 38, y a diferencia de la barra 142 esta se mantiene negativa.

En esta barra predomina el desplazamiento horizontal, debido a su ubicación en la esquina superior derecha. Sin embargo su momento y cortante son menores que la barra 57. En este caso la gráfica de momento es una parábola positiva y su vértice tiene un valor negativo (-38,4) mientras sus extremos son positivos y su mayor valor se encuentra hacia el nodo 84. Por otro lado, la cortante presenta valores menores que la barra anterior, y esta vez presenta un valor positivo y otro negativo, que resulta ser el de mayor valor hacia el nodo 84. Sin embargo, a diferencia de los valores de la barra 57 estos son mucho más pequeños con una diferencia de 38.9 KN

6. Unity Check y Peso propioEn este caso, 25 de los elementos no están trabajando adecuadamente, pues sus valores superan el 1, sobrepasando su resistencia a los esfuerzos aplicados. La mayoría de estos se encuentran en las zonas inmediatas a las columnas continuas; específicamente las vigas que por uno de sus extremos se unen a éstas son aquellas que sufren mayor riesgo de falla. 7 de estos elementos se encuentran de color rojo, lo que indica que ya han alcanzado el límite y han llegado a quebrarse. Estas se encuentran principalmente al costado derecho inferior de forma horizontal, debido a que la fuerza de sismo es aplicada desde el costado izquierdo y por eso estas barras reciben el sismo junto con la fuerza de desplazamiento de otros elementos. Igualmente, las dos columnas interiores también se encuentran en rojo, pues estas están soportando el peso de la estructura central.

Con respecto al peso propio la diferencia con el peso del caso anterior es de -5,4943 Ton. A pesar de tener menos peso, las dimensiones de los elementos centrales generan una mayor carga que no es transmitida correctamente.

7. Conclusiones caso II

● En este caso las tres columnas centrales fueron retiradas, por esta razón la distribución de las cargas genera que las dos columnas interiores soporten el peso de los elementos centrales. La continuidad es importante para que las cargas se transmitan correctamente al suelo, por ello es necesario que existan elementos que distribuyan las cargas hasta las columnas. Las vigas del medio no sufren tanto como las que se encuentran unidas a uno de sus costados con las columnas. Éstas se ven mayormente afectadas porque uno de sus lados no se desplaza mientras el otro si, recibiendo por ese costado el peso de la estructura central.

● Los elementos del lado derecho se ven más afectados por la carga sísmica aplicada, puesto que la reciben con la fuerza adicional de los elementos que fueron impactados primero. En este orden las vigas que superan su límite de resistencia son las que solo se apoyan en un lado a la columna.

CASO 3 (Proceso)

MODELO 1

Las diagonales se proponen en los extremos

con la intención de transmitir las cargas a las

columnas esquineras.

MODELO 2

Se le adiciona una riostra en las columnas

de la base para distribuir las cargas en ambos

elementos.

MODELO 3

Se implementa otra diagonal en la base para distribuir las

cargas concentradas en las barras del centro

a los apoyos.

UNITY CHECK

MODELOS

MODELO 1 MODELO 2 MODELO 3 MODELO 4

MODELO 5 MODELO 6 MODELO 7 MODELO FINAL

MODELO 7

Conformar un gran pórtico a partir de rombos que amarre todo el sistema y que cuente con una rigidización en la parte media.

MODELO FINAL

Se toma la solución implementada en el modelo 7 y

se modifican las secciones y perfiles de los elementos con el fin de optimizar la estructura y

reducir su peso propio.

MODELO 4

Se proponen estas diagonales que amarran toda a estructura con el fin de emplear el mínimo

de elementos.

MODELO 5

Se proponen todas las diagonales a tracción para contrarrestar la tendencia de la deformada hacia la

derecha.

MODELO 6

Se adicionan otras diagonales en la base

para transmitir las cargas de los elementos del centro a los apoyos.

CASO 3 (Modelo final)

2. Geometría

Propiedades:Al igual que los casos anteriores, la estructura está conformada por pórticos rígidos. Sin embargo, para este caso se adicionan barras diagonales que ayudan a aumentar la rigidez del sistema, transmitiendo las cargas a los elementos verticales que llegan hasta el suelo. Se mantiene la altura libre en primer piso de 7 m y en los otros pisos dicha altura es equivalente a 4 m. Finalmente, se disponen las diagonales no solo con un fin estructural, sino también como parte de la fachada, permitiendo generar un ritmo que da unidad compositiva a todo este elemento.



Perfil HE260B Perfil HE100A Perfil HE650A

Perfil HE1000B Perfil tubular cuadrado de 30 cm

La distribución de los perfiles metálicos mantiene una lógica similar a los casos anteriores, debido a que se emplean los perfiles de mayor sección en la base de la estructura y a medida que va aumentando en pisos, los elementos se reducen en sección, con el fin de aligerar la parte superior, la cual no tiene un compromiso estructural tan importante como la parte inferior. Debido a la eliminación de las columnas centrales se proponen diagonales en la base que ayuden a suplir las falencias generadas por dichos elementos faltantes, con el fin de lograr una mejor distribución de cargas con respecto al caso 2. Sin embargo, dichas diagonales se plantean hasta la cubierta para poder amarrar toda la estructura, mejorando su comportamiento y guiandolo hacia la tendencia de funcionar como una unidad.


Para los tres casos las cargas se mantienen iguales, sin embargo, a continuación se muestra la distribución de las mismas en la nueva estructura propuesta y el impacto que generan en el sistema, debido a las ya mencionadas cargas lineales y puntuales.


En este caso, todas las derivas se mantienen en un rango mínimo. Las cuales, si son comparadas con los casos 1 y 2 mantienen una diferencia considerable, ya que en los casos anteriores se podía observar que algunas derivas estaban muy próximas al límite y otras lo sobrepasaban (Caso 2). Esta diferencia se debe a que la estructura propuesta en este caso ha sido rigidizada con elementos diagonales, ocasionando que los desplazamientos se reduzcan,

ya que las diagonales en su mayoría trabajan a tracción, compensando la tendencia de la deformada de moverse hacia la derecha. Por otra parte, al mirar el desplazamiento entre el nodo piso 0 y el 11, el desplazamiento no alcanza a superar el movimiento en x que se daba en los casos 1 y 2 entre los pisos 0 y 1 (59,85 y 94,712 mm respectivamente), lo cual evidencia que la reducción en el desplazamiento al incluir elementos al interior de los pórticos es notable.

Mínimo Medio Máximo No cumple

5. Deformaciones, momento, cortante, axial.

DEFORMADA:La tendencia de la deformada se conserva, por lo cual se desplaza a la derecha. Sin embargo, dicho desplazamiento no es muy alto ya que equivale a 35,236 mm. No obstante las vigas centrales inferiores se flectan, debido a que no cuentan con unas diagonales que las amarren (aunque esta deformación no es tan radical como para hacer fallar el sistema). Por último se puede ver que en este caso las columnas ya no presentan un pandeo tan excesivo como en los casos 1 y 2. Esto se debe a la triangulación en el área de apoyo, lo que permite una mejor distribución de las cargas.

MOMENTO:A causa de las cargas puntuales impuestas al lado izquierdo de la estructura, el momento se concentra en las barras de la parte derecha inferior. Para el caso de las vigas también influye la ausencia de diagonales en estos puntos. Sin embargo, el momento también se reduce considerablemente para esta solución con respecto al caso 2, llegando a un máximo de 658 KN-m, es decir la mitad del momento que se presentaba en la situación 2. Finalmente, se sigue observando que las columnas que más sufren son aquellas que se encuentran en la parte derecha, específicamente en la base de la estructura.

CORTANTE:Al igual que el momento, la cortante máxima se concentra en la parte central inferior derecha del sistema, ya que al estar apoyadas prácticamente en un solo extremo, el elemento empieza a trabajar como un voladizo, generando que la cortante se concentre en el apoyo (dicha cortante es equivalente a -285 KN). Por otro lado, la columna esquinera derecha es la que más sufre, debido al empuje del sismo, lo que provoca que la columna trabaje a compresión y se vea afectada por la cortante basal (es por esto que se decide implementar un elemento diagonal que distribuya la carga tanto para esta columna como para la que se encuentra paralela a ella).AXIAL:En este caso se logra alcanzar un equilibrio entre los elementos que trabajan a tracción y compresión. Adicionalmente, los elementos que se ven más afectados siguen siendo las columnas del lado derecho y por consiguiente los elementos diagonales que las amarran. Sin embargo, esto se reduce debido a la diagonal principal que amarra el extremo izquierdo con la parte derecha de la estructura.Igualmente, la gráfica permite observar que las columnas son los elementos que más reciben carga a lo largo del sistema, por lo cual se ven afectadas por esfuerzos mayores que las vigas.


Barra 142:



Debido a la falta de apoyos en la parte central de la estructura, la barra 57 presenta los momentos y cortantes más notables de todo el conjunto. Sin embargo, si es comparada con el caso 2, la reducción de ambas reacciones en notable ya que al tener una estructura más rígida el desplazamiento es menor y por lo tanto las deformaciones que se presentan no son tan perjudiciales.

Con respecto a la barra 142 se puede evidenciar, comparándolo con el caso 2, una gran disminución en el momento. Esto se debe a que la rigidización del edificio restringe el movimiento de la barra, y adicionalmente esta no debe soportar cargas adicionales provenientes de pisos superiores (sólo debe soportar su propio peso). Sin embargo, esta rigidización no genera cambios positivos en la cortante, ya que de ese modo el movimiento de la viga se restringe y tiende a romperse con mayor facilidad hacia los puntos de apoyo.

6. Unity Check y Peso propioDurante el proceso de experimentación, las partes críticas siempre se encontraban en la base de la estructura, por esta razón se busco triangular estos puntos con el fin de reducir la deformación de la estructura y garantizar una distribución de cargas eficiente. Sin embargo, la adición de estos elementos no fue suficiente, por lo cual fue necesario explorar el tema de las secciones y perfiles, buscando no solo la resistencia d los elementos ante los esfuerzos impuestos sino también la reducción de peso propio de toda la estructura.Adicionalmente, si se compara la resistencia entre el caso 2 y el caso 3 se puede observar que en este último ningún elemento está próximo a 1 (límite de resistencia). Esto garantiza que la estructura responda adecuadamente ante las cargas sin llegar a fallar.Por último en cuanto al peso propio, se logró una cantidad equivalente a 190.7012 Ton, mediante la reducción del tamaño del perfil a medida que se iba aumentando la cantidad de pisos (esta estrategia se implementó tanto en elementos horizontales, verticales y diagonales).

7. Conclusiones caso III

● Al experimentar con los tipos de perfiles, pudimos concluir que los elementos tubulares se comportan mucho mejor en estos tipos de situaciones. Sin embargo estos elementos no fueron implementados a los largo de todo el sistema, debido a que su peso es mucho mayor con respecto a perfiles en H o en I, llegando incluso a duplicarlo.

● La correcta distribución de cargas hacia los elementos que están en contacto directo con el terreno permiten el funcionamiento adecuado de la estructura: Por esta razón siempre se busco amarrar todo el sistema para que trabajara como una unidad, a partir del planteamiento de un pórtico perimetral principal que conectaba todos los elementos.

● Al prescindir del elemento de apoyo central, se debe buscar una estrategia que permita suplir dicha falencia; para este caso se emplearon diagonales que transmitían esa carga concentrada a los apoyos ubicados en los extremos

7. Conclusiones caso III

● Al eliminar la continuidad vertical en los elementos del centro, genera un punto de concentración de cargas que no puede ser transmitida fácilmente a los apoyos. Por estos motivos, se busca reducir el peso de estos elementos tratando de minimizar las cargas que se transmiten al centro de la estructura (donde no existe elemento que reciba la carga y la transmita al terreno)

8. Conclusiones generales

● Interrumpir la continuidad vertical en el punto central de una estructura genera consecuencias negativas en la misma, ya que las cargas que venían por este punto no tienen forma de ser transmitidas al suelo ocasionando una acumulación de esfuerzo cortante en un único punto.

● La redundancia en la estructura es importante, debido a que esta permite que los elementos no estén sobrecargados y tengan que soportar más carga de la necesaria. Por esta razón, al eliminar los apoyos del centro se busca amarrar todo a través de diagonales que ayuden a los otros elementos a dirigir las cargas hacia aquellas barras que estén en contacto con el suelo.

● El peso propio de la estructura es un factor muy importante que incide en el desplazamiento de la misma, por esta razón la estructura debe ser lo má ligera posible. Así, se utilizan los elementos de mayor sección en la base, ya que esta zona es la encargada de recibir todos los elementos superiores y por consiguiente debe resistir la totalidad del edificio. De esta manera, conforme la estructura va aumentando en pisos la sección se puede reducir, ya que estos niveles no deben resistir tanta carga como los inferiores.

● Los elementos que conforman la estructura no deben ser muy rígidos, pues debido a esto ellos se encuentran más vulnerables a romperse. Por ende, la estructura debe ser flexible para soportar las fuerzas sísmicas horizontales. Sin embargo, debe hallarse un equilibrio entre la flexibilidad y rigidez en la estructura y de ese modo no superar el límite de desplazamiento horizontal permitido. Para lograrlo se debe considerar cuales son los elementos que deben presentar mayor rigidez con respecto a otros.

estructura vertical - deriva

Engineering