Estimación de la densidad óptima del área de muros estructurales, de acuerdo a la altura, en edificios de concreto reforzado como parámetro de predimensionamiento para el cumplimiento de derivas (2020)
RESUMEN: El presente trabajo de pregrado tiene como objetivo estimar el área necesaria de muros estructurales en cada dirección ortogonal, según la altura de la edificación y relacionado con el área de la losa típica de la misma, para el cumplimiento de derivas máximas en suelos tipo C y D bajo zonas de amenaza sísmica intermedia, con el fin de determinar un parámetro de predimensionamiento más acoplado para este tipo de estructuras. Para ello, se estudiaron las características dinámicas y configuraciones estructurales de varios proyectos de edificios de muros vaciados pertenecientes al Valle de Aburrá, tales como el índice de rigidez, el índice de acoplamiento dinámico y la relación de aspecto y relación de esbeltez respectivamente. De acuerdo con el estudio preliminar de dichos edificios y a las recomendaciones encontradas para este tipo de estructuras presentadas por Aguilera (2013), Briceño (2015), Marín (2018) y Monsalve (2005), se escogieron 2 plantas de 6 y 8 apartamentos por nivel y con ellas se realizaron modelos estructurales empleando el software CYPECAD, para 10, 15, 20, 25, 30 y 35 pisos, en los que se varió el espesor de los muros de manera que cumplieran los requisitos de deriva en suelos tipo C y D. Se realizaron gráficas paramétricas con los resultados obtenidos para así mostrar las tendencias de las diferentes variables analizadas y se obtuvieron ecuaciones polinómicas de tercer y cuarto orden que sirven para estimar, a modo de predimensionamiento, la densidad de muros estructurales necesaria para el cumplimento de derivas de acuerdo con el número de apartamentos por piso, la cantidad de niveles y el tipo de suelo donde se apoya la estructura. Los resultados de este trabajo permiten afirmar que las configuraciones de 6 apartamentos por piso logran ser funcionales y tener un comportamiento dinámico aceptable, con densidades de muros en cada dirección ortogonal menores a 6%, hasta 35 pisos para suelo tipo C y hasta 30 pisos para suelo tipo D, contrario a las configuraciones de 8 apartamentos por piso, en el cual las densidades requeridas para cada dirección ortogonal pasan a ser de más del 9% para más de 25 pisos en suelo tipo C y 20 pisos en suelo tipo D; dichas configuraciones resultan en espesores de muros de más de 40 cm, lo que hace que edificios de este tipo se vuelvan inviables constructiva y económicamente, funcionando mejor el sistema tradicional de pórticos de concreto reforzado resistente a momentos para estos casos.