lecciones ingenieria estructural alfonso larrain

8/19/2019 Lecciones Ingenieria Estructural Alfonso Larrain

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Corporación de Desarrollo Tecnológico

Corporación de Desarrollo

Tecnológico

Encuentro ConstrucciónUniversidad 2011

Alfonso Larraín

www.cdt.cl

13 mayo 2011

“Lecciones para la Ingeniería Estructural”

1 de 116 págs.


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Lecciones del Terremoto27 febrero 2010

CCHC

Alfonso Larraín Vial

Alfonso Larraín V. y Asociados

Abril 2011


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Terremoto por subducción


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Doble falla


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Desplazamientos


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Registro de aceleraciones máximas obtenidas

(valores no corregidos)

[Ref.: Boroschek R., Soto P., Leon R., Comte D. “Terremoto centro sur Chile 27 de febrero 2010Informe Preliminar Nº4” , Departamento de Ingeniería Civil, Facultad de Ciencias Físicas yMatemáticas, Universidad de Chile, Santiago, Chile , 2010]


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Comparación de Espectros

[Ref.: Boroschek R., Soto P., Leon R., Comte D. “Terremoto centro sur Chile 27 de febrero 2010Informe Preliminar Nº4” , Departamento de Ingeniería Civil, Facultad de Ciencias Físicas yMatemáticas, Universidad de Chile, Santiago, Chile , 2010]


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Edificaciones dañadas en el terremoto• Menos del 1% de las construcciones modernas tuvoalgún daño en el terremoto

• En Concepción hay 12 edificios gravemente dañados;en Santiago 11 edificios; en Viña del Mar 14; en Chillán 1y en Talca 2. Menos de 3‰ de las construcciones.

• Sin embargo hay muchos daños en construcciones deadobe y tierra.

• También existen muchos daños en elementos noestructurales que significará poner mayor cuidado ymejorar las normas. Mas del 70% del valor está en estoselementos.


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1960 vs 2010 Comparación de fuerzas ydestrucción


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- Fallas de Compresión en muros

- Fallas por pandeo de muros delgados

- Fallas por falta de confinamiento

- Fallas por aceleraciones verticales altas

Daños


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Colapso edificio

Concepción


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Piso Blando

Concepción


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Pilar sin confinar

Santiago


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Detalle unión viga columna

Santiago


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Pilar sin estribos en todo el alto de la viga


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Falla Columna Corta

Viña del Mar


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Falla Muro por Compresión y Pandeo

Viña del Mar


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Falla Muro por Compresión

Viña del Mar


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Falla Muro por Compresión


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Colapso 1er Piso

Maipú, Santiago.


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Santiago


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Falla Manguitos

Titanium, Santiago


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Torre Titanium

Pisos: 52

Subt: 7

T = 5.64sAño: 2010

Diseño de un edificio de 52 pisos condisipación de energía.

Santiago, Chile.


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Titanium es el edificio más alto construido en Chile en

la actualidad.


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Torre Titanium

Para uso comercial y oficinas conplantas libres de 1350 a 1950 m²


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Torre Titanium


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US $120 MillonesUS $120 MillonesUS $120 MillonesUS $120 Millones

190 METROS190 METROS190 METROS190 METROS

Torre Titanium

SUPERFICIESUPERFICIESUPERFICIESUPERFICIE130.000m²130.000m²130.000m²130.000m²

CONSTRUCCIONCONSTRUCCIONCONSTRUCCIONCONSTRUCCION

Enero’07Enero’07Enero’07Enero’07 –––– Sep’09Sep’09Sep’09Sep’09

52 PISOS52 PISOS52 PISOS52 PISOS

+7 SUBTERRANEOS+7 SUBTERRANEOS+7 SUBTERRANEOS+7 SUBTERRANEOS


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Torre Titanium


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Torre Titanium


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Torre Titanium


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Torre Titanium


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PROPIEDAD: Inmobiliaria Titanium S.A.

ARQUITECTURA: SENARQ S.A. Abraham SenermanCONSTRUCTORA: SENARCO S.A.

CÁLCULO: ALFONSO LARRAIN Y ASOCIADOS

ASESOR INTERNACIONAL DE CÁLCULO

JOSEPH COLACO, CBM ENGINEERS

REVISIÓN DE CÁLCULOTOMAS Y MARIO GUENDELMAN

INGENIERIA DISIPADORES ENERGIA

JUAN CARLOS DE LA LLERA, SIRVE

TUNEL DE VIENTO RDWI ANEMOS (Londres)

MECANICA DE SUELOS HECTOR VENTURA

REV. MEC. DE SUELOS ISSA KORTASESOR SISMOLOGICO RODOLFO SARAGONI

MODELACIÓN ENERGÉTICA INTEGRAL INGENIEURE(Alemania)

ASCENSORES EDGETT WILLIAMS CONSULTING GROUP(USA)

Torre Titanium


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Estructuración Piso Tipo

Torre Titanium


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Materiales

Hormigón de fundaciones, muros, losas H40-90C y H60-90C

Acero para hormigón armado A63-42H

Perfiles Acero A42-27 ES

Perfiles tubulares ASTM A53

Pernos y anclajes A42-23

Soldadura para acero A42-27ES E 70 11

Soldadura para acero A37-24ES E 60 11

Torre Titanium


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Torre Titanium

Torre Titanium


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Torre Titanium


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Torre Titanium

T Ti i


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Torre Titanium


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Torre Titanium: Muros Bajantes


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Torre Titanium: Muros Bajantes

f


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Características

– Espesores de muros fijos(70 cm) y variables

– Dimensiones de pilaresochavados variables segúnpiso y posición

Torre Titanium: Pilares y muros confinados

T Tit i Pil fi d


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Torre Titanium: Ferro concreto


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Torre Titanium: Ferroconcreto


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T Tit i C l


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Columnas de hormigón armado

revestidas de acero

Torre Titanium: Columnas



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Permitieron construir hasta15 metros de altura sinalzaprimas adicionales.



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Torre Titanium: Hall de Acceso


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Torre Titanium: Hall de Acceso

Torre Titanium


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Torre Titanium

Torre Titanium


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Torre Titanium

Torre Titanium: Losa de Trancamiento – e = 30 - 40cm


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Losa de trancamiento(transferencia de corte)

Torre Titanium: Vigas Pretensadas


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Torre Titanium: Vigas Pretensadas


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Torre Titanium


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Losetas prefabricadas

Torre Titanium: Losetas prefabricadas


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Torre Titanium: Losetas prefabricadas


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Torre Titanium: Grúa Trepante


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Torre Titanium: Grúa Trepante


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X JORNADAS ACHISINA 2010


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Modo Periodo UX UY RZ Suma UX Suma UY Suma RZ

1 5.64 0.003 46.71 1.61 0.003 46.71 1.612 4.07 34.09 0.019 6.71 34.09 46.73 8.32

3 3.20 13.73 0.015 18.64 47.02 46.74 26.96

Torre Titanium: Resultado Análisis

Períodos y Masa Modal

Factores de Amplificación

SUB6 R*x 5.624

Rxn R*y 5.289

CP1 R*x 7.838

SS R*y 10.048

Torre Titanium


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Los modelos estructurales sedesarrollaron enETABS 8 de CSI.

VigasDintelesMuros

Muros-MarcoPilaresLosasCargasSolicitaciones

Torre Titanium: Disipadores Sísmicos


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Torre Titanium: Control de Deformaciones


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Reducción de deformaciones

entre un 20% y 45% (Drifts)



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Para la dirección longitudinal sepropuso usar masa sintonizada:

Las masas serían dos bloques de 441Ton(44m² en planta y 3m de altura).

X

X



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Como alternativa al AMS se proponendisipadores metálicos UFP.

X

X



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Sismo Melipilla NS en la dirección X

Disipadores de 72 placas endiagonales .

Se reducen los driftshasta un 30%.

Torre Titanium: Solicitaciones de Viento


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RWDI – Tunel de VientoCaracterísticas

- Empresa: RWDI

- Ubicación: Londres, Inglaterra

- Modelo: Escala 1:400

- Se tomaron datos estadísticos de velocidades de viento, entregados porDirección de Aeronáutica Civil. Aeropuerto Arturo Merino Benitez

- Modelo incluye estructuras a 480 mts. a la redonda

- Resultados incluyen momento torsor no considerado en la NCh. 432 Of. 71

- RWDI entrega 24 combinaciones de estados puros considerando las

direcciones y magnitudes del viento en Santiago

Torre Titanium: Solicitaciones de Viento


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Torre Titanium:Solicitaciones de Viento


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Las presiones en la cara

oeste varían entre 150 y250 kgf/m².

Torre Titanium:Solicitaciones de Viento


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Las succiones en la caraoeste varían entre 150 y400 kgf/m².

Torre Titanium


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Torre Titanium


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Torre Titanium


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Torre Titanium


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Torre Titanium


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Torre Titanium


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Edificio Millenium


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Pisos: 30Subte: 5T = 3.18sAño: 1997

El Bosque 500


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Pisos: 24

Subterráneo: 5

Año: 2001

El Bosque 500: Planta piso 4


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El Bosque 500: Detalles pilares inclinados


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El Bosque 500: Confinamiento muro


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Edificio Condell


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Pisos: 26Subterraneo: 4T = 1.77s

Año: 2004

Edificio Condell: Planta piso 2


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Santiago Downtown 6


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Pisos: 26Subterraneo: 3T =1.61s

Año: 2004

Santiago Downtown 6: Planta


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Edificio José Domingo Cañas

Pisos: 20


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Pisos: 20Subterraneo:1

T =1.68s

Año: 2004

Edificio José Domingo Cañas: Planta piso 2


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Borde Bahía


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Pisos: 30T = 2.56sAño: 2006

Borde Bahía: Planta


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Hospital Militar de la Reina


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Se utilizaron 164 aisladores en 50.000m² (50 nucleos de plomo)

Hospital Militar de la Reina: Disipadores


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Variación Espectro NCh 433

MODIFICACIONES DEBIDAS A SISMO


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Variación Espectro NCh 433


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• Todo el refuerzo transversal, incluyendo las amarras,deberá terminar en gancho de al menos 135º


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• El diámetro de la armadura transversal debe ser


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Ø longitudinal Ø transversal

≤18 ≥8

18< Ø ≤ 28 ≥10

28< ≥12

• Donde se requiera elementos especiales de borde, el refuerzodebe extenderse verticalmente una distancia no menor al mayorvalor entre lw y hw/6.


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• Debe abarcar por lo menos 0.25 lw y su espesor no debe sermenor a 300mm

lw

e≥300mm

0.25 lw

Fuera de Norma NCh 433 y NCh 430, listado normasnuevas

f ó


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• 1. Anclaje y fijación de elementos secundarios (excluidos cielos).

• 2. Reparación Patrimonial.

• 3. Edificaciones Estratégicas y de Servicio Comunitario.

• 4. Proyecto de Ingeniería Estructural.

• 5. Empujes de suelo sísmicos y estáticos sobre subterráneos deedificios.

• 6. Actualización de normas de ascensores

• 7. Norma de diseño estructural para maremotos y zonasinundables.

Cambio en Ordenanza


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• El Revisor estructural pasa a ser corresponsable

• La ITO es responsable

• Arquitecto tiene responsabilidad• Constructor tiene responsabilidad

• El ingeniero estructural tiene responsabilidad

Parque TitaniumPlanta piso tipo

Pisos: 23 ZS: 2Suelo: II


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Corte 1

Corte 2

Corte 3


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Diseño Balanceado y diseñoεs = 0.004 y εc = 0.003

I-090 Diagrama de Interacción Pu Mu

L


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I-090 Diagrama de Interacción Pu - MuMuros con Elementos de Borde

∆ρ∆ρ∆ρ∆ρ = 1%

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0 0,1 0,2 0,3

Mu / (f'c ·Ag·L)

P u / ( f ' c A g

)

f’c = 25 MPa

fy = 420 MPa

γ = 0.9

ρ = 8%

e/L = 0.1 0.2

0.3

0.4

0.5

1.0

2.0

fs = 0

fs = fy

1%

0.003 - 0.004

Lb = (1 – γ )·L longitud. elem. bordeρw = 0,0050 cuantía de reparticiónρ = As / (b · Lb) cuantía elem. borde

Pu

e

bγ ·L

Lb LbLw

Innovaciones a futuro


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• Acero de baja aleación, soldable y sismoresistente.

• C.E. < 0,55%• Esto se refleja en un ensayo de doblado con un mandril de menor diámetro.• Verifique usted siempre que el acero puesto en obra sea el mismo que especificóel calculista.


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Influencia de la Fibra en el f’c


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Resistencia a la Compresión de los

CUAD

400


112/116

0

50

100

150

200

250

300

350

0 0.005 0.010 0.015 0.020

Deformación Unitaria strain, m/m

CUAD sin fibras, confinado

y presfoforzado

CUAD sin fibras, confinado

CUAD con fibrasCAD

Convensional

CUAD con fibras,confinado y presforzado

CUAD con fibras, confinado

E s f u e r z o ,

M P a


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Pasarela Peatonal Sherbrooke


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Puente Sakata Mirai

ConclusionesE S i é i i


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• Estructura Sana, simétrica y sinirregularidades

• Rigidez adecuada

• Alto grado de redundancia estructural

• Detallamiento cuidadoso• Revisión detallada pensando en posibles

problemas

Torre Titanium

Muchas Gracias


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Alfonso Larraín

VialAlfonso Larraín Vial & Asociados

[email protected]

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