Comparación de parámetros de respuesta sísmica y de diseño para elementos estructurales principales de edificios en altura de hormigón armado, frente a los requerimientos de los decretos supremos 60 y 61

El objetivo principal de este trabajo de título es realizar un estudio comparativo de parámetros generales de respuesta sísmica y del diseño de elementos estructurales principales, a través de un análisis modal espectral, de 18 edificios en altura de hormigón armado, identificando las diferencias que resultan de aplicar el nuevo código. Los principales requerimientos relevantes establecidos en los decretos supremos 60 y 61 que fueron considerados en este trabajo son el espectro de diseño que depende de una nueva clasificación de suelos, las limitaciones al corte basal, carga axial en muros menor o igual a 0.35*f'c*Ag, y el confinamiento en muro, sumado a los ya establecido en las normas Nch433 of.1996 y Nch430 of.2008, como limitaciones al esfuerzo de corte en muros y a las deformaciones sísmicas. Una vez recopilada la información de interés del diseño original de un edificio, este se modificó incorporando los nuevos requerimientos de los decretos 60 y 61 para generar un nuevo diseño. Estos dos fueron comparados para así obtener la variación de algunos parámetros de respuesta sísmica, de los volúmenes de hormigón y el tonelaje de acero requerido. De acuerdo a los resultados, el requerimiento de confinamiento normativo es responsable de modificaciones en el 100% de los edificios estudiados tanto por el incremento de acero requerido como en el volumen de muros, generando incluso variaciones superiores al 10% en volúmenes de hormigón y/o toneladas de acero. Esto último debido a que en edificios habitacionales, la gran mayoría de los muros tienen espesores menores a los 30 cms, por lo que para realizar el confinamiento fue necesario modificar su sección. Los resultados obtenidos muestran variaciones en cuanto a volúmenes de hormigón de hasta sobre 15%, mientras que la variación de toneladas de acero alcanza en algunos casos cerca del 10% llegando en un caso a superar el 38% de aumento, siendo los edificios ubicados en suelos tipo D, los que muestran mayores diferencias. Los edificios ubicados en suelo tipo A requieren una menor cantidad de acero en muros debido a las menores solicitaciones sísmicas, mientras que los edificio sobre suelo tipo B sufren menores al 5% en cuanto a volúmenes de hormigón en muros y menores al 10% en toneladas de acero. Se observaron cambios en los desplazamientos relativos de los centros de masas y de los puntos de máximo desplazamiento proporcionales al factor S que acompaña al nuevo espectro de diseño. Sin embargo, como se ve en los casos de edificios en tipo de suelo B, la modificación de algunas secciones genera un cambio en la rigidez del edificio en una o ambas direcciones, por lo que los desplazamientos en estos edificios disminuyen. Adicionalmente, se tomaron los edificios que presenta mayores cambios en volúmenes de hormigón y toneladas de acero debido al nuevo código, correspondiente a dos edificios diseñados sobre suelo tipo D, y se realizó el mismo análisis considerando un nuevo diseño sobre suelos tipo B y C, obteniendo como resultados variaciones que muestran importantes reducciones en los materiales necesarios, principalmente en el acero requerido en muros. De la misma manera, se escogió un edificio cuyo suelo de fundación se consideró de tipo B y se realizó el mismo análisis sobre suelos tipo C y D, con lo que se observó una variación de más del 6% en el caso del volumen de hormigón requerido y superior al 40% en el caso del acero necesario en muros.