Anlisis estructural y reforzamiento por medio de muros resistentes al corte en el edificio no.27 del instituto de lenguas de la universidad tcnica de Manab

 

Structural analysis and reinforcement by means of shear-resistant walls in building no.27 of the language institute of the technical university of Manab

 

Anlise estrutural e reforo por meio de paredes resistentes ao cisalhamento no edifcio n 27 do instituto de lnguas da universidade tcnica de Manab

Yury Johan Sanclemente-Nuez I
ysanclemente7154@utm.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-2693-3293 

,Juan Jos Sornoza-Zambrano II
jsornoza9585@utm.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-5710-4789
Lincoln Javier Garca-Vinces III
lincoln.garcia@utm.edu.ec
https://orcid.org/0000-0001-8659-3190
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Correspondencia: ysanclemente7154@utm.edu.ec

 

 

Ciencias Tcnicas y Aplicadas

Artculo de Investigacin

 

* Recibido: 23 de septiembre de 2022 *Aceptado: 18 de octubre de 2022 * Publicado: 30 de noviembre de 2022

 

 

        I.            Universidad Tcnica de Manab, Portoviejo, Ecuador.

     II.            Universidad Tcnica de Manab, Portoviejo, Ecuador.

   III.            Mster en Ciencias de la Ingeniera, Mencin Estructura, Profesor de Tiempo Completo de la Escuela de Ingeniera Civil de la Facultad de Ciencias Matemticas, Fsicas y Qumicas de la Universidad Tcnica de Manab, Especialista en Clculos de Hormign, Especialista en Clculos Estructurales, Portoviejo, Ecuador.

 

 

 


 

Resumen

En el presente trabajo se realiz una comparacin del anlisis ssmico al edificio No. 27 del Instituto de lenguas de la Universidad Tcnica de Manab modelado con y sin muros estructurales usando los espectros de diseo que plantea la norma ecuatoriana de construccin (NEC-2015) y el espectro de respuesta del sismo del 16 de abril. El principal objetivo de la investigacin es proponer una alternativa para el reforzamiento de la estructura debido a que se sufrieron afectaciones por el sismo del 16 de abril del 2016. Para cumplir con el objetivo de la investigacin se modelo en el software Etabs y se analizaron las propiedades dinmicas de las estructuras con el fin de evaluar los desplazamientos de piso. Se ejecutaron dos anlisis ssmicos, el esttico y dinmico (modal espectral) se emple el espectro de diseo que plantea la norma correspondiente a un suelo tipo D y adems el espectro del sismo del 16 de abril con el fin de comprobar si el reforzamiento que implementamos nos da un mejor comportamiento al momento de ejecutarlo por medio de las especificaciones tcnicas ya establecidas en las normas actuales. De esta investigacin se puede concluir que: i) La estructura sin reforzamiento en sus modos de vibraciones representa falencias, se evidencio por el anlisis que el segundo modo presenta torsin, el principal indicador que la estructura carece de rigidez. ii) La estructura con los muros de cortes presenta una mayor rigidez, erradicando los problemas de torsin, adicional su cuarto modo de vibracin cumple con el 90% de la distribucin de la masa. iii) El periodo natural de la estructura reforzada con muros presento un valor de 0.18 s, demostrando que se redujo en ms del 50% en comparacin con la estructura sin reforzamiento que presento un valor de 0.46 s. iv) Se establece que el reforzamiento con muros de corte se desempe de manera satisfactoria con los estndares establecidos por la Norma Ecuatoriana de la Construccin en lo relacionado a los porcentajes de participacin de masa y los desplazamientos de piso.

Palabras claves: Espectros de diseo; Desplazamientos de piso; Anlisis ssmico; Anlisis modal espectral; Periodo natural; Rigidez lateral.

 

Abstract

In the present work, a comparison of the seismic analysis of building No. 27 of the Institute of Languages ​​of the Technical University of Manab was made, modeled with and without structural walls using the design spectra proposed by the Ecuadorian construction standard (NEC-2015) and the response spectrum of the April 16 earthquake. The main objective of the investigation is to propose an alternative for the reinforcement of the structure due to the fact that it was affected by the earthquake of April 16, 2016. To meet the objective of the investigation, the model was used in the Etabs software and the dynamic properties of structures in order to evaluate floor displacements. Two seismic analyzes were carried out, the static and dynamic (spectral modal), the design spectrum established by the norm corresponding to a type "D" soil was used, and also the spectrum of the earthquake of April 16 in order to verify if the reinforcement that we implement gives us a better behavior when executing it through the technical specifications already established in the current standards. From this investigation it can be concluded that: i) The structure without reinforcement in its vibration modes represents shortcomings, it was evidenced by the analysis that the second mode presents torsion, the main indicator that the structure lacks rigidity. ii) The structure with the shear walls presents greater rigidity, eradicating torsion problems, additionally its fourth mode of vibration complies with 90% of the mass distribution. iii) The natural period of the structure reinforced with walls presented a value of 0.18 s, demonstrating that it was reduced by more than 50% compared to the structure without reinforcement, which presented a value of 0.46 s. iv) It is established that the reinforcement with shear walls performed satisfactorily with the standards established by the Ecuadorian Construction Standard in relation to percentages of mass participation and floor displacements.

Keywords: Design spectra; floor displacements; seismic analysis; Spectral modal analysis; Calendar period; Lateral stiffness.

 

Resumo

No presente trabalho, foi feita uma comparao da anlise ssmica do edifcio n 27 do Instituto de Lnguas da Universidade Tcnica de Manab, modelado com e sem paredes estruturais usando os espectros de projeto propostos pelo padro de construo equatoriano (NEC -2015) e o espectro de resposta do terremoto de 16 de abril. O principal objetivo da investigao propor uma alternativa para o reforo da estrutura devido ao fato de ter sido afetada pelo terremoto de 16 de abril de 2016. Para atender ao objetivo da investigao, o modelo foi utilizado no software Etabs e as propriedades dinmicas de estruturas para avaliar deslocamentos de piso. Foram realizadas duas anlises ssmicas, a esttica e a dinmica (modal espectral), utilizou-se o espectro de projeto estabelecido pela norma correspondente a um solo tipo "D", e tambm o espectro do terremoto de 16 de abril para verificar se o o reforo que implementamos nos d um melhor comportamento ao execut-lo atravs das especificaes tcnicas j estabelecidas nas normas vigentes. Desta investigao pode-se concluir que: i) A estrutura sem armadura em seus modos de vibrao representa deficincias, ficou evidenciado pela anlise que o segundo modo apresenta toro, principal indicador de que a estrutura carece de rigidez. ii) A estrutura com as paredes de cisalhamento apresenta maior rigidez, erradicando problemas de toro, alm disso seu quarto modo de vibrao atende a 90% da distribuio de massa. iii) O perodo natural da estrutura reforada com paredes apresentou um valor de 0,18 s, demonstrando que foi reduzido em mais de 50% em relao estrutura sem armadura, que apresentou um valor de 0,46 s. iv) Fica estabelecido que a armadura com paredes de cisalhamento atendeu satisfatoriamente aos padres estabelecidos pela Norma Equatoriana de Construo em relao aos percentuais de participao de massa e deslocamentos de piso.

Palavras-chave: Espectros de projeto; deslocamentos de piso; anlise ssmica; Anlise modal espectral; Perodo do calendrio; Rigidez lateral.

 

Introduccin

En nuestro entorno a lo largo de la historia se han visto involucradas u afectadas mltiples edificaciones, debido a la alta peligrosidad ssmica de nuestro pas. La mayora del territorio del Ecuador se encuentra ubicado en una zona de alto peligro ssmico, la vulnerabilidad o susceptibilidad al dao de muchas edificaciones que tienen un alto grado de exposicin por estar en su mayora situadas en ciudades con alta peligrosidad ssmica como las ciudades costeras. (Garca Vinces, Palacios Rodrguez, Mendoza Palacios, & Rodrguez Solrzano, 2021)

A base del sismo producido el 16 de abril del 2016, el terremoto de subduccin con magnitud registrada de Mw 7.8, la ciudad de Portoviejo presento mltiples afectaciones, entre esas afectaciones se vieron involucrados los edificios de la Universidad Tcnica de Manab, entre los edificios de la universidad esta l No. 27 del Instituto de Lenguas, aunque solo se vean afectaciones en elementos de mampostera, cabe recalcar que elementos estructurales no presentaron ninguna afectacin, se debe tener presente que esta edificacin se encuentra ubicada sobre un suelo tipo D correspondiente a un suelo blando siendo este vulnerable a sufrir licuacin, este edificio tambin fue diseado con normas antiguas, pues su construccin fue elaborada antes del 2015.

El propsito de este trabajo es realizar un anlisis ssmico usando los espectros de diseo que plantea la norma ecuatoriana de construccin (NEC-2015) y el espectro de respuesta del sismo del 16 de abril. Para realizar el anlisis se emplear el software Etabs, en el mismo que se modelara la estructura con y sin muros estructurales, se analizara la estructura, se evaluaran los esfuerzos globales, desplazamientos de piso, adems se evaluaran las propiedades dinmicas: periodos, modos y porcentajes de masa participantes, con el objetivo de comparar la variacin de los resultados, para reconocer si es viables y necesaria la implementacin de los muros en el edificio.

Los muros de cortes son elementos estructurales hechos de hormign armado capaces de soportar cargas verticales y horizontales (Garca Vinces et al., 2021). Las estructuras tienen una mayor capacidad para soportar cargas verticales, debido a esto los muros de corte son un implemento muy prctico para soportar cargas horizontales. Estas cargas horizontales producen oscilaciones horizontales en las estructuras que se trasmiten como cargas inerciales. El Ecuador se caracteriza por tener zonas con actividad ssmica alta, por lo tanto, es muy comn y acertada la aplicacin de muros de corte en las estructuras para brindar un reforzamiento adecuado y que sean capaces de soportar la actividad ssmica. (Palacios Rodrguez, Zevallos Loor, Garca Vinces, Villacreses Viteri, & Menndez Menndez, 2019)

Los muros de cortes son elementos que reaccionan de buena forma ya que hacen que la edificacin responda factiblemente ante un sismo moderado debido a que puede absorber mayor cantidad de energa que un sistema convencional de marcos. (Cedeo Avellaneda, 2017)

El muro que se utilizar en la modelacin ser un muro de corte, esto debido a que los muros de corte trabajan para fuerzas gravitatorias al igual que para fuerzas horizontales producidas por viento y sismo; no siendo as el caso de muro de carga que solamente trabaja para cargas gravitatorias. (Patio Serrate, 2018)

 

Marco terico

Anlisis estructural

En Ecuador hay muchos edificios estn ubicados en zonas de alta actividad ssmica que no cumplen con los requerimientos de diseo sismo resistente que exige el cdigo actual de la NEC, tradicionalmente el anlisis de estructuras sismo-resistente se ha basado en el mtodo de diseo basado en fuerzas (DBF) principalmente porque todas las normas del mundo se basan en este mtodo, pero consta con algunas deficiencias en algunos tpicos de diseo. (Supe Camino, 2015)

Al momento de analizar estructuras existen mltiples mtodos que demuestran gran funcionalidad, una herramienta frecuentemente usada para evaluar el comportamiento de las estructuras frente a cargas horizontales es el anlisis esttico no lineal de carga incremental, el as llamado pushover analysis (PA). En este anlisis se consideran dos variables de control que son el desplazamiento en el techo de la estructura, δ, y el contante en la base V, que dependen de las fuerzas aplicadas. (Vargas Alzate, 2013)

 

Rehabilitacin ssmica de construcciones existentes

En la actualidad, existen muchos edificios que son vulnerables y podran resultar daados ante la presencia de un sismo, por eso se acepta generalmente que la denominacin rehabilitacin ssmica se aplica en los casos de construcciones existentes que no cumplen con los criterios modernos de seguridad o desempeo, de modo que se implementan mejoras en forma preventiva. En los casos en que la estructura ha sido daada por un sismo, y su seguridad se ve comprometida, se usa normalmente el trmino reparacin para designar el proceso destinado a recuperar un cierto nivel de seguridad. (Garca Vinces et al., 2021)

Adicionalmente, es muy relevante recalcar que, aunque el proceso de rehabilitacin se basa en gran parte en aspectos estructurales, existen algunos factores que pueden condicionar el proyecto y deben examinarse, estas son el costo de la rehabilitacin, limitaciones funcionales y esttica del edificio, interferencia con algunas instalaciones, entre otro. Es muy factible modificar favorablemente propiedades estructurales tales como resistencia, ductilidad, rigidez, regularidad estructural, entre otro.

 

Estrategia de rehabilitacin

La planificacin de manera adecuada permite cumplir los objetivos planteados, dando solucin a los problemas encontrados mediante un anlisis estructural. Las estrategias de rehabilitacin pueden clasificarse de mltiples formas, como pueden ser: modificacin local de componentes estructurales, reduccin de masa, refuerzo global de la estructura, rigidizacin global de la estructura, ente otros. En esta investigacin se pondr en prctica como estrategia de rehabilitacin la rigidizacin global de la estructura.

En la ilustracin 1 y 2 se puede observar que el edificio ha sufrido mejoras de fachada post terremoto, adicional a esto se puede observar que el mismo presenta grandes problemas de humedad y de continuidad del centroide de sus columnas en su eje principal.

 

Figura 1: Vista frontal del edificio.

 

Figura 2: Vista trasera del edificio, se puede presenciar que el edificio ya presenta algunos saneamientos en la fachada.

 

La rigidizacin global de la estructura, esta solucin es aplicable cuando las deficiencias se originan en desplazamientos laterales excesivos y los componentes crticos no disponen de adecuada ductilidad para resistir las deformaciones as originadas (Garca Vinces et al., 2021). En esta investigacin conviene modificar el sistema estructural, incorporando muros de corte, que ayuden a incrementar la rigidez lateral.

 

Muros de corte

Los muros estructurales de concreto reforzado son sistemas ampliamente utilizados en el proyecto de edificaciones sismo resistentes. Sus caractersticas resaltan de elevada rigidez y ductilidad le permiten resistir de forma muy eficiente las cargas laterales debidas a las acciones ssmicas y de viento, limitando los desplazamientos laterales de la estructura y permitiendo gran disipacin de energa en las zonas diseadas para tal fin. (Briceo & Carreras, 2013)

Por su naturaleza, las estructuras tienen mayor facilidad para soportar cargas verticales, es por eso que los muros de corte son una gran ayuda para soportar cargas horizontales. Su caracterstica radica en que su ancho es mucho menor que las otras dos direcciones. Siendo as, proporcionan una alta rigidez en la direccin paralela a la cara del muro, por lo tanto, son capaces de soportar los esfuerzos cortantes producidos por cargas horizontales como son vientos y sismos. Estas cargas horizontales producen oscilaciones horizontales en las estructuras que se transmiten como fuerzas inerciales. (Maldoado Mora & Durn Fernndez, 2013)

Los modelados adecuados deben disponer de simetra en la colocacin de los muros en planta para evitar efectos de torsin producidos por cambios de rigidez, as como una baja presencia de vanos o aberturas que influyan en la respuesta estructural de la edificacin.

 

Figura 3: Reforzamiento aplicando muros de corte en un edificio de hormign armado

 

 

 

 

 

 

Materiales y mtodos

Anlisis esttico

El anlisis esttico consiste en someter a la estructura ante cargas horizontales distribuidas a lo alto del edificio. Las demandas a las que se somete estn determinadas por una fuerza asociada a la demanda espectral correspondiente al periodo fundamental de la estructura. (Presichi, 2007)

La Norma Ecuatoriana de la Construccin NEC-15 en su seccin 4.5.1. indica que para el clculo de estructuras regulares tanto en planta como en elevacin se podrn aplicar procedimientos estticos que aportan la deduccin de las fuerzas laterales. Para todas las estructuras, la aplicacin del mtodo esttico basado en fuerzas se considerar como un requisito mnimo.

 

Anlisis dinmico

Con el pasar el tiempo los edificios han aumentado su altura e irregularidades, en estos casos mltiples anlisis resultan poco acertados, en este caso se debe aplicar otro tipo de anlisis como el dinmico. El anlisis dinmico da una mejor aproximacin del comportamiento real de las estructuras, pues incorpora informacin ignorada o indirecta considerada en el anlisis esttico. La diferencia entre el mtodo esttico y el dinmico consiste en la manera de considerar el posible comportamiento inelstico y la forma en que se define la excitacin ssmica de diseo. (Presichi, 2007)

Se determinar el espectro de diseo en aceleracin Sa (T) a partir del PGA (aceleracin ssmica mxima del terreno). Este mtodo debe aplicarse de manera obligatoria en todo tipo de estructuras irregulares.

 

Descripcin de la estructura

El edificio que se analiza en esta investigacin se encuentra situado en los previos de la Universidad Tcnica de Manab, este edificio est situado sobre un suelo tipo D. el edificio consta con tres pisos de altura con una superficie de 243.20 m2. La altura de piso tpica y constante es de 3.50 m. La ilustracin 4 muestra una vista en planta del edificio. Se analizarn dos estructuras de las cuales una es el edificio sin elementos rigidizaros extras y otra con reforzamientos de muros de corte, posteriormente se evalan la variacin que presentan los resultados de esfuerzos de cortes, momentos y desplazamientos de piso todo esto aplicando el espectro de respuesta del sismo del 16 de abril y los espectros de diseo de la NEC-15.

 

Figura 4: Elevacin del edificio eje X

 

Los modelos matemticos fueron realizados en el software Etabs, en la ilustracin 5 se muestra una vista tridimensional, las dimensiones de los elementos geomtricos fueron obtenidos in situ, por falta de datos se recurri a trabajar con los valores mnimos establecidos en la NEC-15.

 

Figura 5: Vista en 3D del modelo estructural sin la inclusin de los muros.

 

Figura 6: Vista en 3D del modelo estructural con muros.

En las edificaciones planteadas se aplicaron cargas gravitacionales y cargas ssmicas, en lo que corresponde a las cargas gravitaciones se consideran la carga permanente (peso propio y sobrecarga), en lo que corresponde a cargas ssmicas se trabaja con el espectro de diseo establecido por la NEC-15 y con los espectros de respuesta del sismo del 16 de abril.

Para este caso se escogieron datos establecidos por la NEC-15 teniendo presente que el edificio est ubicado en la regin costa del pas, se considera una zona ssmica VI, el suelo del edificio cumple con las caractersticas de un suelo tipo D, el coeficiente de importancia al tratarse de un instituto educativo es 1.3, en la tabla 1 y 2 se ilustran datos correspondientes al espectro de diseo.

 

Figura 7: Parmetros ssmicos de la estructura.

Zona ssmica

VI

Factor de zona ssmica

0.50

Factor de importancia tipo de uso o destino (Institucin educativa) I

1.30

Provincia de la costa (Manab) h

1.80

Factor de reduccin de resistencia R

5.00

Irregularidad en planta jp

1.00

Irregularidad en elevacin je

1.00

 

Figura 8: Parmetros dependientes del tipo de suelo y la ubicacin geogrfica de la estructura.

Tipo de suelo

D

Fa

1.12

Fd

1.11

Fs

1.40

Altura mxima hn en metros

10.50

 

Diferencia de los modelos a analizar

Estructuralmente se puede observar que un modelo va a presentar un comportamiento ms rgido por la implementacin de los muros de corte, se debe tener presente que compararan los dos modelos en lo que corresponde al cumplimiento de la NEC-15 y adicionalmente se aplicaran los espectros de diseo para el tipo de suelo D establecido en las normas, a su vez se implementara el espectro de diseo del sismo de 16 de abril para realizar el anlisis modal espectral.

Teniendo como resultado dos anlisis modales, las estructuras sern analizadas en el software Etabs, con el objetivo de evaluar los desplazamientos de piso y los esfuerzos globales que presenten las estructuras, con la finalidad de indicar si es necesario y viable el reforzamiento de la edificacin.

 

Resultados

Edificacin sin muros de corte

 

Figura 9: Participacin modal de masas.

 

Figura 10: Desplazamientos y esfuerzos globales.

Part. de masa

Modo 1

Modo 2

Modo 3

Modo 4

Modo 5

Modo 6

Modo 7

Modo 8

Periodo (seg)

0.46

0.41

0.37

0.17

0.17

0.15

0.08

0.08

UX

0

0.23

0.52

0.14

0

0.02

0.08

0

UY

0.76

0

0

0

0.14

0

0

0.09

RZ

0

0.53

0.23

0.02

0

0.13

0.01

0

Suma UX

0

0.23

0.75

0.89

0.89

0.91

0.99

0.99

Suma UY

0.76

0.76

0.76

0.76

0.90

0.90

0.90

1

 

Sismo X e Y

NEC-15

Sismo 16A

Derivas de Piso Max

1.17%

1.61%

 

En la estructura analizada se observ que tiene un periodo natural de 0.46 segundos este valor est reflejado en la tabla 3, se evidencias adems las propiedades dinmicas de la estructura, modos naturales de vibracin y los porcentajes de participacin de masa.

Se pudo evidenciar que la edificacin en su primer modo de vibracin tiende a desplazarse en el sentido Y, el segundo modo de vibracin presenta torsin, lo que representa que la estructura necesita una mayor rigidez. Se puede aadir que la estructura cumple en el quinto modo de vibracin al presentar un porcentaje mayor al 90% segn lo establecido por la NEC-15.

La tabla 4 refleja los resultados de los desplazamientos de piso, estos resultados se obtienen al aplicar el anlisis modal espectral empleando el espectro de diseo establecido por la NEC-15 para el tipo de suelo tipo D y el espectro de diseo del sismo del 16A, se puede observar que el espectro del sismo del 16 de abril arroja valores mayores a los obtenidos por el espectro de la NEC-15, la deriva de piso es un valor muy elevado al tratarse de una institucin educativa, esta deriva refleja que la estructura presentara daos en paredes y losa.

 

(a)               (b)

Figura 11: Deriva de piso elstica, (a) Deriva de piso del espectro NEC-15 (b) Deriva de piso del espectro sismo 16A

La ilustracin 7 refleja de manera ms real los desplazamientos de piso, como se observa el espectro del sismo del 16A arroja un desplazamiento mayor, representando un valor de deriva inelstica de 1.61% < 2%.

 

Estructura con muros de corte

 

Figura 12: Participacin modal de masas.

 

Figura 13: Desplazamientos y esfuerzos globales.

Part. de masa

Modo 1

Modo 2

Modo 3

Modo 4

Modo 5

Modo 6

Periodo (seg)

0.18

0.17

0.12

0.05

0.05

0.03

UX

0.74

0

0

0.21

0

0

UY

0

0.76

0

0

0.20

0

RZ

0

0

0.76

0

0

0.20

Suma UX

0.74

0.74

0.74

0.95

0.95

0.95

Suma UY

0

0.76

0.76

0.76

0.95

0.95

 

Sismo X e Y

NEC-15

Sismo 16A

Derivas de Piso Max

0.17%

0.06%

 

Se obtuvieron los resultados del anlisis dinmico para la estructura reforzada con muros de corte, estos resultados estn reflejados en la tabla 5, al estar reforzada con muros de cortes la estructura presenta mayor rigidez, por eso se obtuvo un periodo de natural de 0.18 segundos, adems se pueden evidenciar los dems modos naturales de vibracin y los porcentajes de participacin de masa.

En diferencia a la estructura sin reforzamiento, esta no presenta torsin en el modo dos de vibracin, en este caso el modo 1 y 2 son de traslacin en los sentidos X, Y. Se evidencia que en el cuarto modo de vibracin la estructura cumple con ms del 90% de distribucin de la masa como lo plantea la NEC-15.

En la tabla 6 se puede ver que la deriva de piso dio un resultado menor en comparacin con las derivas de piso del edificio sin los muros de corte, adicional a esto se puede ver que se obtuvo un resultado mayor con el espectro de diseo de la NEC-15 para suelo tipo D en comparacin con el espectro de diseo del sismo del 16A, en los desplazamientos laterales se puede aportar que ambos cumplen con lo especificado por la NEC-15.

 

(a)               (b)

Figura 14: Deriva de piso elstica edificio rigidizado con muros de corte, (a) Deriva de piso del espectro NEC-15 (b) Deriva de piso del espectro sismo 16

 

La ilustracin 8 demuestra de una forma ms prctica los desplazamientos de piso, se observa la disminucin considerable de las derivas debido al reforzamiento de la edificacin, se puede evidenciar que el espectro de diseo de la NEC-15 arroja un desplazamiento mayor, representando un valor de deriva inelstica de 0.17% < 2%.

 

Presupuesto del reforzamiento

Este literal refleja el gasto de la propuesta de los muros de corte, la tabla 7, muestra detalles de los rubros y el precio total de la propuesta.

 

Presupuesto de obra

 

Figura 15: Presupuesto del reforzamiento con muros de corte

Rubro

Descripcin

Unidad

Cantidad

P/Unitario

P/Total

1

Excavacin manual

m3

32.40

10.39

336.64

2

Picado de pared

m2

168.00

0.50

84.00

3

Hormign simple fc=280 kg/cm2

m3

50.40

283.67

14296.97

4

Acero de refuerzo Fy=4200 kg/cm2

Kg

1870.41

2.08

3890.45

 

Total sin IVA

18608.05

IVA 12%

2232.97

Total con IVA

20841.02

 

La tabla 7 contiene los rubros y valores que referencian la construccin de los 8 muros de corte con los que se refuerza la estructura, esta tabla arroja un valor total aproximado de $20841.02 (dlares de los Estados Unidos de Amrica).

 

Conclusiones

         La estructura sin reforzamiento en sus modos de vibraciones representa falencias, se evidencio por el anlisis que el segundo modo presenta torsin, el principal indicador que la estructura carece de rigidez.

         La estructura con los muros de cortes presenta una mayor rigidez, erradicando los problemas de torsin, adicional su cuarto modo de vibracin cumple con el 90% de la distribucin de la masa.

         El periodo natural de la estructura reforzada con muros presento un valor de 0.18 s, demostrando que se redujo en ms del 50% en comparacin con la estructura sin reforzamiento que presento un valor de 0.46 s.

         Se establece que el reforzamiento con muros de corte se desempe de manera satisfactoria con los estndares establecidos por la Norma Ecuatoriana de la Construccin en lo relacionado a los porcentajes de participacin de masa y los desplazamientos de piso.

 

Recomendaciones

         Se recomienda realizar un anlisis ms completo donde se pueda abarcar datos de la cimentacin para evidenciar si la estructura presenta hundimiento por el incremento del peso de la estructura al agregar los muros de corte.

         En lo referente al reforzamiento con muros de corte es una opcin totalmente viable, debido a que estos aportan la rigidez necesaria que necesita el edificio, adems que esta tcnica ya se ha utilizado antes en otro edificio de la Universidad Tcnica de Manab.

 

Referencias

1.      Briceo, A., & Carreras, N. (2013). Anlisis y diseo de muros estructurales de concreto, considerando las experiencias de los terremotos de Chile 2010 y Nueva Zelanda 2011, 165.

2.      Cedeo Avellaneda, J. O. (2017). Analisis y diseo estructural de muros de corte en una edificacin de 7 niveles modelado en el programa de Etabs bajo las disposiciones de la Nec-15 y ACI 318-14, 1174.

3.      Garca Vinces, L. J., Palacios Rodrguez, J., Mendoza Palacios, A. M., & Rodrguez Solrzano, J. C. (2021). Anlisis de reforzamiento ssmico del edificio de Docentes No1 de la Universidad Tcnica de Manab. Revista de Investigaciones En Energa, Medio Ambiente y Tecnologa: RIEMAT ISSN: 2588-0721, 6(1), 36.

4.      Maldoado Mora, D., & Durn Fernndez, J. (2013). Metodologas para evaluacin y reforzamiento estructural de edificios de hormigon armado mediante muros de corte y fibras de carbono. Pontificia Universidad Catlica Del Ecuador.

5.      Norma Ecuatoriana del la Construccin,. (2015). Peligro Ssmico/Diseo Ssmo Resistente. Cdigo:NEC-SE-DS.

6.      Palacios Rodrguez, J., Zevallos Loor, M., Garca Vinces, L., Villacreses Viteri, C., & Menndez Menndez, E. (2019). Reforzamiento estructural con muros de corte, de edificio de la facultad de Filosofia y Letras de la Unversidad Tcnica de Manab.

7.      Patio Serrate, J. pablo. (2018). Anlisis del comportamiento de muros de corte de hormign armado, 121.

8.      Presichi, D. (2007). Aplicacin de los mtodos esttico y dinmico modal para el diseo ssmico de edificios con disipadores de energa. Universidad Nacional Autnoma de MXico, 96.

9.      Supe Camino, M. I. (2015). Estudio del comportamiento ssmico de estructuras de hormign armado diseados por el metodo de diseo directo basado en desplazamientos (DDBD) para tres, seis y nueve pisos. Repositorio Institucional de La Universidad Tcnica de Ambato, 183. Retrieved from https://repositorio.uta.edu.ec/jspui/handle/123456789/12640

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