Estudio de pórticos arriostrados concéntricamente en V, V invertida y arriostramiento en K y su incidencia en el diseño de un edificio en acero de 7 pisos
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Date
2022-03
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica. Maestría en Ingeniería Civil con Mención en Estructuras Metálicas
Abstract
In this research paper, a comparison was made between three types of bracing: in V,
in Inverted V and in K of a 7-story building with the possibility of applying it in our
environment as it is in the city of Ambato and also so that can be used at the national
level since both national and American regulations were used. The pre-designs of the
structural elements were made, both for the columns, main and secondary beams,
collaborating plate, and the bracing elements to then carry out their respective design,
first checking their compactness and slenderness in each of their elements. Through
the use of finite element software, each of the structural elements was modeled,
entering properties and specifications to its elements, a static and dynamic analysis was
carried out, for which the load combinations were defined, and also the load spectrum.
design, as well as the configurations of the structure in plan and elevation, in addition
to the seismic zone according to the project that is being investigated, all this so that
the 7-story structure is earthquake resistant and each of the checks stipulated by the
Ecuadorian Construction Standard (NEC 2015). Comparisons were also made with the
three different types of bracing and the price of the structure was analyzed. Finally, it was concluded that the best type of structure was the inverted V bracing, because it has
a lower drift than the previous two with values less than two percent and has a good
structural behavior compared to the other checks carried out as in the dynamic analysis
that complies with a percentage greater than 80 percent, the rotational analysis less
than 30 percent in both X and Y; and the participation of the mass greater than 90
percent.
Description
En este trabajo de investigación, se realizó una comparativa entre tres tipos de
arriostramientos: en V, en V Invertida y en K de un edificio de 7 pisos con la
posibilidad de aplicar en nuestro medio como es en la ciudad de Ambato y también
para que pueda ser utilizado a nivel nacional ya que se utilizó la normativa tanto
nacional como la americana. Se realizaron los prediseños de los elementos
estructurales, tanto para las columnas, vigas principales y secundarias, placa
colaborante, y los elementos de arriostramientos para luego realizar su respectivo
diseño comprobando antes su compacidad y esbeltez en cada uno de sus elementos.
Mediante la utilización de un software de elementos finitos se procedió al modelado
de cada uno de los elementos estructurales ingresando propiedades y especificaciones
a sus elementos, se realizó un análisis estático y dinámico, para ello se definieron las
combinaciones de carga, y también el espectro de diseño, así como también las
configuraciones de la estructura en planta y en elevación, además la zona sísmica según
el proyecto que se está investigando, todo ello para que la estructura de 7 pisos sea
sismorresistente y se realizó cada uno de los chequeos estipulados por la Norma
Ecuatoriana de la Construcción (NEC 2015). También se realizaron las comparativas
con los tres diferentes tipos de arriostramientos y se analizó el precio de la estructura.
Por último, se concluyó que el mejor tipo de estructura fue el arriostramiento en V
invertida, debido a que presenta una deriva menor que los dos anteriores con valores
menores al dos por ciento y tiene un buen comportamiento estructural frente a los
demás chequeos realizados como en el análisis dinámico que cumple con un porcentaje
mayor al 80 por ciento, los análisis rotacionales menores al 30 por ciento tanto en X
como en Y; y la participación de la masa mayor al 90 por ciento.
Keywords
ACERO, ANÁLISIS, ARRIOSTRAMIENTO, DERIVA DE PISO, ELEMENTOS ESTRUCTURALES, ESPECTRO DE DISEÑO, PARTICIPACIÓN DE MASA, PREDISEÑO, ROTACIONAL, SISMORRESISTENTE