Diseño estructural en concreto armado de un edificio de forma irregular para vivienda

Abstract

La presente tesis consiste en realizar el diseño estructural en concreto armado de un edificio de forma irregular en planta para vivienda multifamiliar de 6 niveles, ubicado en el distrito de San Borja, en la ciudad de Lima. El área del lote donde se construirá la edificación es de 678 m2 y tendrá un área techada de 2771 m2. El terreno presenta una resistencia portante de 4 kg/cm2. El sistema estructural del edificio está conformado por muros de corte (placas), columnas y vigas. Los techos constan de losas aligeradas armadas en una y dos direcciones y losas macizas armadas en dos direcciones. Para la cimentación se emplean zapatas aisladas, zapatas conectadas y cimientos reforzados. Para realizar el modelaje de la estructura, se aplican criterios de estructuración y predimensionamiento en los que se plantea la ubicación, distribución en planta y altura y las dimensiones tentativas de los elementos estructurales. Las secciones determinadas en este proceso son verificadas en los siguientes procesos de análisis y diseño. Para el análisis de cargas por gravedad se realiza previamente un metrado de cargas de los elementos estructurales y se aplican a modelos, tipo líneas o áreas, que representen mejor su comportamiento. Para el análisis sísmico, se determinan los parámetros sísmicos que representan la acción del sismo de diseño en la estructura y se aplican a un modelo tridimensional. Del análisis sísmico se determina si la rigidez lateral de la estructura es suficiente para controlar los desplazamientos relativos de entrepisos (derivas) exigidos por la Norma E.030, asimismo, se verifica el tipo de irregularidades, como torsión, que puede presentar la estructura. Las derivas máximas que presenta la estructura a diseñar son 1.3‰ en la dirección “X” y 4.24‰ en la dirección “Y”. De ser posible y en la medida que la arquitectura lo permita, se busca eliminar las irregularidades que presenta la estructura, para ello, se modifica las dimensiones de las secciones de algunos elementos estructurales. Determinadas las fuerzas internas que actúan en los elementos estructurales, se realiza el diseño en concreto armado empleando el Método por Resistencia y por Capacidad de la Norma E.060. Se determina el área de acero de refuerzo necesario en las secciones de los elementos estructurales de manera que cada sección tengan mayor resistencia de diseño que el efecto de las solicitaciones amplificadas. Asimismo, se busca que cada elemento estructural tenga suficiente ductilidad, dándole mayor resistencia por corte que por flexión. Finalmente, el diseño en concreto armado de los elementos estructurales es plasmado en planos con detalles de los arreglos del refuerzo. Asimismo, se calcula el metrado y los ratios de concreto, encofrado y acero por área techada. Se verifican que estos ratios estén dentro de los rangos objetivos que se manejan en el ámbito de la construcción.