Diseño Estructural de Edificio de Concreto Armado de Diez Pisos

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Diseño Estructural de Edificio de Concreto Armado de Diez Pisos

Diseño Estructural de Edificio de Concreto Armado de Diez Pisos

La Tesis comprende el análisis y el diseño de una estructura de diez (10) pisos de concreto armado; la misma que incluye una comparación del diseño de la estructura sea con o sin aislamiento sísmico en su base. La edificación se encuentra ubicada en la ciudad de Lima sobre un terreno que tiene una buena capacidad portante, y su uso está destinado para oficinas.

El proyecto contempla el uso de aisladores sísmicos para el análisis y el diseño del edificio. Así, para la elección del sistema de aislación más apropiado, se han diseñado dos (2) sistemas: (i) aisladores elastoméricos de alto amortiguamiento (HDR); y, (ii) aisladores elastoméricos con núcleo de plomo (LRB).

Luego de ello, se ha realizado un análisis dinámico modal espectral al edificio en estudio aislado, según el ASCE7-10, con el propósito de evaluar cuál es el sistema de aislación más adecuado. Una vez elegido el sistema, se ha realizado una comparación de respuesta entre la estructura de base fija y aislada mediante el análisis tiempo-historia; así como, una simple valorativa de sus costos directos.

Tabla de Contenidos

Índice de Figuras
Índice de Tablas

Capítulo 01: Introducción

1.1. Resumen
1.2. Revisión de la literatura
1.3. Justificación
1.4. Objetivos
1.5. Metodología

Capítulo 02: Aspectos generales del proyecto y arquitectura del edificio 

2.1. Descripción general y arquitectura del edificio

Capítulo 03: Estructuración, pre-dimensionamiento y modelado del Edificio con Base Fija

3.1. Criterios de estructuración: Generalidades
3.2. Predimensionamiento de Elementos Estructurales
3.2.1. Predimensionamiento de losas
3.2.2. Predimensionamiento de vigas
3.2.3. Predimensionamiento de columnas
3.2.4. Predimensionamiento de muros
3.2.5. Predimensionamiento de otros elementos
3.3. Modelado de la Estructura con base fija

Capítulo 04: Fundamentos, normativa y sistemas de aislación basal

4.1. Antecedentes generales
4.2. Tipos y comportamientos de los aisladores
4.2.1. Aislador Elastomérico Convencional
4.2.1.1. Aislador Elastomérico de Bajo Amortiguamiento (LDB)
4.2.1.2. Aislador Elastomérico de Alto Amortiguamiento (HDR)
4.2.2. Aislador Elastomérico con Núcleo de Plomo (LRB)
4.2.3. Aislador Péndulo Friccional
4.3. Norma Técnicas de Diseño
4.3.1. FEMA

IV

4.3.2. UBC
4.3.3. Norma Chilena Nch-2745
4.3.4. ASCE 7-10, Capítulo 17
4.3.4.1. Definiciones Importantes
4.3.4.2. Consideraciones Generales
4.3.4.3. Procedimiento de diseño

Capítulo 05: Análisis y diseño de la estructura de base fija 

5.1. Análisis de la Estructura de base fija
5.1.1. Modos de Vibración y Periodos Fundamentales
5.1.2. Consideraciones para el Análisis Sísmico
5.1.3. Análisis Lineal Estático
5.1.4. Análisis Lineal Dinámico
5.1.5. Resultados Obtenidos
5.1.5.1. Verificación de la Cortante Dinámica
5.2.5.2. Desplazamientos Relativos entre pisos
5.2 Diseño en Concreto Armado
5.2.1. Diseño de Losas Aligeradas
5.2.1.1. Diseño por Flexión
5.2.1.2. Verificación del Acero Mínimo y Máximo
5.2.1.3. Diseño por Corte
5.2.2. Diseño de Losa Macizas
5.2.2.1. Diseño por Flexión
5.2.2.2. Verificación de Acero Mínimo y Máximo
5.2.3. Diseño de Vigas peraltadas
5.2.3.1. Análisis Estructural
5.2.3.2. Diseño por flexión
5.2.3.3. Acero Máximo y mínimo
5.2.3.4. Corte de Fierro
5.2.3.5. Diseño por Corte
5.2.4. Diseño de Columnas
5.2.6.1. Diseño por flexocompresión
5.2.6.2. Diseño por corte
5.2.5. Diseño de Placas
5.2.5.1. Diseño por flexo compresión
5.2.5.2. Diseño por corte
5.2.5.3. Calculo del Acero Horizontal

V

5.2.5.4. Calculo del Acero Vertical
5.2.6. Diseño de la Cimentación
5.2.6.1. Análisis Estructural
5.2.6.2. Dimensionamiento de la Zapata
5.2.6.3. Diseño por Punzonamiento
5.2.6.4. Diseño por Corte
5.2.6.5. Diseño por Flexión

Capítulo 06: Análisis y diseño de los aisladores sísmicos 

6.1. Estructuración del edificio con sistema Aislado
6.2. Diseño del Aislador Elastomérico de Alto Amortiguamiento (HDR)
6.2.1. Definición de Parámetros Objetivos
6.2.2. Predimensionamiento del Aislador HDR
6.2.2.1. Diámetro
6.2.2.2. Altura Del Caucho
6.2.2.3. Capacidad Axial del Aislador HDR
6.2.2.4. Capacidad por Volteo del Aislador HDR
6.2.3. Propiedades Dinámicas Del Aislador HDR
6.2.3.1. Rigidez Post-Fluencia
6.2.3.2. Rigidez Inicial
6.2.3.3. Fuerza de Histéresis
6.2.3.4. Fuerza de Fluencia
6.2.3.5. Desplazamiento de Fluencia
6.2.3.6. Rigidez Efectiva
6.2.3.7. Amortiguamiento Efectivo
6.2.3.8. Energía Disipada por Ciclo (EDC)
6.2.4. Análisis Dinámico del Aislador HDR
6.3. Diseño Del Aislador Elastomérico De Núcleo de Plomo (LRB)
6.3.1. Definición de Parámetros Objetivos
6.3.2. Predimensionamiento del Aislador LRB
6.3.2.1. Diámetro
6.3.2.2. Altura del Caucho
6.3.2.3. Diámetro de Plomo
6.3.2.4. Capacidad axial del aislador
6.2.3. Propiedades Dinámicas del Aislador LRB
6.2.3.1. Rigidez Post-Fluencia
6.2.3.2. Rigidez Inicial

VI

6.2.3.3. Fuerza de Histéresis
6.2.3.4. Fuerza de Fluencia
6.2.3.5. Desplazamiento de Fluencia
6.2.3.6. Rigidez Efectiva
6.2.3.7. Energía Disipada por Ciclo
6.2.3.8. Amortiguamiento Efectivo
6.2.4. Análisis Dinámico del Aislador LRB
6.3. Comparación y elección del sistema de aislamiento

Capítulo 07: Diseño de la estructura aislada 

7.1. Diseño de la Superestructura
7.1.1. Diseño de viga
7.1.2. Diseño de columna
7.1.2.1. Diseño de columna interior
7.1.2.2. Diseño de columna exterior
7.2. Diseño de la Subestructura
7.2.1. Diseño de pedestal
7.2.2. Diseño de zapata
7.3. Diseño de Muro de Contención
7.4. Diseño del Pórtico del Ascensor

Capítulo 08: Análisis comparativo en la respuesta de ambos modelos

estructurales y costos directos
8.1. Participación Modal
8.2. Aceleración en el piso superior
8.2.1. Comparación de la aceleración del piso superior para el Edificio fijo y el
edificio aislado – dirección X e Y
8.2.2. Promedio de reducción de la aceleración del piso superior del Edificio fijo vs
Edificio Aislado
8.3. Cortante Basal
8.4. Derivas de los modelos
8.5. Desplazamientos Máximos
8.5.1. Comparación del desplazamiento máximo para el edificio fijo vs Edificio
Aislado – dirección X e Y
8.6. Análisis Tiempo-Historia
8.6.1. Aceleraciones en los pisos
8.6.2. Desplazamiento del centro de masa en los pisos y aisladores
8.6.3. Derivas de entrepiso

VII

8.7. Comparación de Costos Directos
8.8. Comparación de Rigidez Lateral

Capítulo 09: Conclusiones y recomendaciones 

Bibliografía

 

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