Análisis Comparativo de Edificios con Sistemas Estructurales de Concreto Armado: Duales Versus Diagrid

Abstract

En la búsqueda de sistemas estructurales que no tengan tantas limitaciones como los sistemas tradicionales, damos una vista a los países desarrollados que se encuentra en Asia, Europa y américa del Norte y vemos como emergen formas a veces aerodinámicas, otras que desafían la gravedad y en casi todos los casos con fachadas sin obstrucciones a la vista, este innovador sistema se denomina “Diagrid”. Según Sepideh Korsavi et al. Del año 2000 al 2016 se ha incrementado en 5.5 veces la cantidad de estructura Diagrid en el mundo, esta popularidad no solo se debe a sus atractivas formas, espacios abiertos, ahorro energético con mayor luz natural, sino también por su eficiencia estructural, Muchos trabajos de investigación han demostrado las ventajas del sistema Diagrid de acero versus el sistema convencional, pero existen muy pocos estudios del sistema Diagrid de concreto, esto es concordante con la cantidad de edificaciones existentes donde el 84% de los edificios altos son de Diagrid de acero y el 16% de edificios de menor altura son de Diagrid de concreto armado. El sistema Diagrid se caracteriza por que sus elementos diagonales trabajan a tracción y compresión para absorber tanto las fuerzas laterales de sismo y/o viento como las cargas gravitatorias. En el sistema convencional los elementos verticales trabajan a flexo compresión y las fuerzas de sismo son asumidas por las fuerzas cortantes. Con la finalidad de investigar el comportamiento sísmico, de las estructuras Diagrid de concreto, para ello se plantea 03 modelos de edificios de 06 niveles con una planta típica de 30 m x 37.5m ubicado en una zona de alta sismicidad en el Perú, se ha realizado un análisis comparativo entre dos sistemas estructurales por un lado el Sistema Convencional u ortogonal y por el otro el sistema de Diagrid de Concreto armado, para este último se analizarán dos tipologías o modelos que denominaremos tipo A y tipo B, cuya modulación será cada 02 y 04 pisos respectivamente. Los tres modelos tendrán las mismas características; área techada, dimensiones en planta y elevación, materiales de construcción y solicitaciones de cargas, de ubicación geográfica, tipo de suelo, uso e importancia, Coeficiente Básico de Reducción de la Fuerza Sísmica (Ro), estas características generan los factores que están normados por la E.030.2016 que define el procedimiento para el análisis sísmico. En esta Investigación se ha demostrado que de los Edificios estudiado (03 modelos) los que son con el Sistema estructural Diagrid de concreto armado (Diagrid tipo A y Diagrid tipo B) son más eficiente que el Sistema convencional (pórticos con muros estructurales), El peso de la estructura redunda en menores costos y menores demandas de estructuras de cimentación de los tres modelos, el más liviano es el Sistema Diagrid tipo B, ambos sistemas Diagrid son el 30% más livianos que el sistema convencional, La cantidad de acero necesaria para las diagonales de los sistemas Diagrid tipo A es 29% menos que el acero longitudinal necesarios para los muros estructurales del sistema convencional, mientras que Diagrid tipo B, requiere 40% menos que el sistema convencional.