Incidencia del agrietamiento de los elementos estructurales en el diseño estructural del edificio multifamiliar residencial san Andrés

Abstract

En el presente trabajo se demostró la incidencia que tiene el agrietamiento de los elementos de concreto armado en el diseño estructurales de un edificio multifamiliar de doce pisos. La primera propuesta fue realizar un análisis elástico lineal considerando la inercia bruta de las secciones. Para lo cual se utilizó las normas E.020 y E.030. Verificando los desplazamientos tanto en X como en Y. Luego se diseñó los elementos de concreto armado como vigas, columnas, placas, etc. Se sabe que durante la acción sísmica se produce una degradación de rigidez y resistencia haciendo que las secciones brutas de los elementos de concreto armado pasen a ser secciones agrietadas, por lo tanto, la segunda propuesta fue realizar un análisis elástico lineal considerando dicha inercia de las secciones. Se utilizaron los factores de reducción de inercia propuestos por la norma E.060, produciéndose una redistribución de momentos para los diferentes elementos de concreto armado. Se logra así obtener elementos con mayor capacidad de deformación y que tienen una respuesta mucho más dúctil frente a sismos. Así mismo se realizó una comparación de axiales, cortante y momentos entre ambos análisis lineales. Frente a cargas sísmicas tanto los elementos como la estructura en si empieza a incursionar en rangos inelásticos, para lo cual los análisis convencionales ya no son una fuente de respuesta confiable para lo cual se deben usar los no lineales, entre ellos el push-over. Se somete el edificio a una carga monotonía incremental con el fin de obtener el punto de desempeño en el que la estructura falla, así mismo se obtienen las nuevas combinaciones de carga para los distintos de cargar. Se obtuvo así que las fuerzas en el diseño con inercia agrietada se reducen a 17% en el caso de vigas y 8 % en columnas y muros. Para el análisis no lineal pushover se verificó dichas fuerzas obteniendo una discrepancia del 50-80% en el caso de inercia bruta y 10-50% para inercia agrietada. Finalmente se propone utilizar en edificios de concreto armado las secciones agrietadas a fin de obtener elementos mucho más dúctiles.

In the present work, the incidence of cracking of reinforced concrete elements in the structural design of a twelve-story multifamily building was demonstrated. The first proposal was to perform a linear elastic analysis considering the gross inertia of the sections. For which the standards E.020 and E.030 were used. Verifying the displacements in both X and Y. Then the reinforced concrete elements were designed as beams, columns, walls, etc. It is known that during the seismic action there is a degradation of rigidity and resistance causing the raw sections of the reinforced concrete elements to become cracked sections, therefore, the second proposal was to perform a linear elastic analysis considering said inertia of the sections. The inertial reduction factors proposed by the E.060 standard were used, producing a redistribution of moments for the different elements of reinforced concrete. It is thus obtained to obtain elements with greater capacity of deformation and that have a much more ductile response to earthquakes. Likewise, a comparison of axial, shear and moments between both linear analyzes was carried out. Faced with seismic loads both the elements and the structure itself begins to venture into inelastic ranges, for which conventional analyzes are no longer a reliable source of response for which non-linear must be used, including the push-over. The building is subjected to an incremental monotonic charge in order to obtain the performance point in which the structure fails, as well as the new load combinations for the different loadings. It was thus obtained that the forces in the design with cracked inertia are reduced to 17% in the case of beams and 8% in columns and walls. For the non-linear pushover analysis, these forces were verified obtaining a discrepancy of 50-80% in the case of gross inertia and 10-50% for cracked inertia. Finally it is proposed to use cracked sections in buildings of reinforced concrete in order to obtain much more ductile elements.