Diseño por desempeño en edificios de hormigón armado, de acero estructural, y mixtos

Abstract

Este estudio compara el comportamiento de tres edificios tipo de 12 plantas, supuestos en la ciudad de Quito, cada uno diseñado con los siguientes materiales: hormigón armado, acero estructural, y una combinación de acero estructural y hormigón simple. El sistema de pórticos resistentes a fuerzas transversales elegido para los edificios fue el de pórticos especiales resistentes a momento. Se partió de un diseño de fuerzas laterales equivalentes para proceder con un análisis estático no lineal utilizando el software estructural ETABS. La normativa utilizada para el diseño de secciones de hormigón armado fue la ACI-318 incluyendo el capítulo 21, y para las secciones de acero fue la norma AISC 360 así como la AISC 341. El diseño por el método de fuerzas equivalentes se realizó utilizando la norma NEC- 11 capítulo 2, los datos de investigaciones que presenta esta norma fueron utilizados para todos los requisitos de diseño sísmico. El diseño por desempeño fue realizado de acuerdo al procedimiento y análisis de resultados presentado por la norma FEMA 273. Analizando el requisito de seguridad básico presentado por la norma FEMA 273, los resultados mostraron la incapacidad de la estructura de hormigón para cumplir con el este nivel de seguridad, debido en parte al sistema estructural elegido y la relación de aspecto del mismo. Los edificios de acero y mixto se comportaron de forma similar, cumplieron con holgura el nivel de seguridad básico establecido, convirtiendo al acero estructural en el más recomendable para construcciones de pórticos especiales resistentes a momento. El análisis económico resultó en que el edificio de hormigón es el más económico, tomando el precio de este edificio como base el costo de la estructura de acero resultó aproximadamente 30% mayor.