Evaluación analítica y económica del diseño de un edificio de mediana altura entre pórticos especiales sismorresistentes y un sistema dual con muros estructurales

Abstract

Este trabajo representa una evaluación analítica y económica del diseño de un edificio de mediana altura entre pórticos especiales sismorresistentes y un sistema dual con muros estructurales, en el cual se compararon dos edificios iguales de cinco pisos de altura cada uno. El primer edificio fue diseñado usando el sistema estructural de pórticos especiales sismorresistentes y el segundo con un sistema dual que combina pórticos especiales y muros estructurales, ambos con la misma área y distribución arquitectónica. Para dicha evaluación se utilizó el programa ETABS 22 para ingresar cargas, elementos estructurales y dimensiones. Asimismo, se realizó el análisis sísmico mediante el espectro de respuesta inelástico de la NEC 2015, el cortante basal estático y demás factores normativos. El diseño de ambas edificaciones cumple con los requisitos de la norma en cuanto a modos de vibración con una participación modal superior al 90% y derivas máximas de piso. Las derivas máximas en el sistema de pórticos: 1,72% en dirección Y y dual: 0,78% en dirección X. El sistema dual presentó derivas un 55% menores en promedio, pero un cortante basal estático un 38% mayor debido a su mayor rigidez. En términos económicos, el sistema dual resultó 8,75% más costoso (164.674USD) frente a (151.417 USD) del sistema pórticos especiales, con una diferencia de $13.257 USD. Dicho incremento se debe principalmente al mayor volumen de hormigón en muros y a la mayor superficie de encofrado y acero de refuerzo requeridos. Por consecuente, para que los edificios de mediana altura en Cuenca, es necesario evaluar si el incremento del 8.75% en el costo de los elementos estructurales se justifica por el mejor desempeño sísmico que ofrece el sistema dual.