CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
En este trabajo se ha revisado de manera general los temas investigados, relacionados con edificios de hormigón armado en los últimos años en Chile.
La síntesis de cada uno de los temas acá presentados, cumple con el objetivo de orientar acerca de que trata cada trabajo.
A continuación se presentan recomendaciones y conclusiones según los distintos temas tratados en esta memoria.
ENSAYOS DE MUROS:
Se han ensayado varias baterías de muros con diferentes tipos de hormigón armado y cuantías de acero, tipo de carga y conexión a la viga de fundación. En todos estos los momentos de fisuración teóricos, derivados de la fórmula que entrega el código del ACI, son mayores a los momentos de fisuración reales, lo que incide en una mayor cantidad de armadura longitudinal teórica en los muros. Esta diferencia se debe principalmente a la existencia de una concentración de tensiones en la interfaz muro – viga de fundación, lo que genera una distorsión del valor real del momento de fisuración.
El 1% de armadura longitudinal en, es un valor alto, basta con valores sobre el 0,3% para asegurar una respuesta segura, evitando fisuración concentrada en la base inferior del muro. Con el nivel indicado anteriormente la fisuración se distribuye en altura, lo que siempre es deseable en vez de una fisuración concentrada.
MODELOS A ESCALA:
En la UTFSM se ensayaron varios modelos a escala de edificios dañados durante el Terremoto de Marzo de 1985 con cargas monotónicamente crecientes tratando de reproducir su comportamiento, especialmente el estado de daño final.
Los modelos a escala estudiados, corresponden modelos de estructuras afectadas por el sismo “Terremoto Chile Central” del año 1985.
En general es difícil representar las condiciones reales del sismo con un ensayo lento de este tipo. Los modelos a escala presentan capacidades de deformaciones mucho mayor que lo esperado en estructuras reales.
Lo anterior lleva a decir que en general estos ensayos no permitirían deducir claramente los orígenes de las fallas en los edificios reales.
MATERIALES:
En este punto se analizan aspectos referidos a trabajabilidad y resistencia del hormigón.
En lo referente a la resistencia del hormigón, se estudia un sistema para predecir la resistencia del hormigón en el futuro, que entrega resultados positivos, comparado con proceso normal. Esto entrega una nueva herramienta concerniente a este punto.
Con respecto a la trabajabilidad del hormigón, se analiza un proceso que permite medir la trabajabilidad del hormigón en terreno. Esto es de mucha utilidad, en lugares que no disponen de medios tales como laboratorios, para el buen control de la obra. ESTRUCTURACIÓN:
La mayoría de los trabajos revisados se refieren a análisis no lineales de edificios con variadas estructuraciones, analizadas con diferentes softwares computacionales como SAP 2000, RUAMUOKO, LARDZ, etc…
Se ha estudiado la factibilidad de diseñar un edificio de 60 pisos, resultando una estructuración con diagonales de acero rellenas de hormigón como lo más conveniente. La acción que controla el diseño es el sismo por la condición de corte mínimo, lo cual supera los requerimientos del viento de la norma ASCE – 95.
Comparando distintas estructuraciones, tales como marcos y muros se aprecia que las estructuras de marcos se comportan bien frente a registros de sismos nacionales, pero con registros extranjeros, de mayor intensidad, se producen daños de importancia. En el caso de los muros se observa mayor resistencia general, incluso no tienen problemas ante registros extranjeros severos.
También se ha analizado estructuras con rigidez variable en altura y piso blando. En este caso se recomienda mayores densidades de muros en los primeros pisos de manera de limitar los daños.
FUNDACIONES:
Se ha estudiado el tipo de fundaciones requerido en edificios de 60 pisos y el efecto del modelo usado de fundaciones en el comportamiento de los edificios (empotrado v/s fundación flexible). En el caso de un edificio de 60 pisos las fundaciones resultan de grandes dimensiones, tanto que se debe tener cuidado en el proceso constructivo, con el aumento de la temperatura de la masa de hormigón, que pueda producir fisuración en el hormigón (calor de hidratación).
Además es recomendable evaluar el módulo de elasticidad del suelo a una profundidad mayor al sello de fundación, ya que la existencia de bulbos de presión podría aumentar las tensiones que se producen al interior de la masa de suelo. Debido a esto la influencia de las cargas llega a una profundidad mayor.
Al incorporar el sistema de fundaciones dentro del análisis sísmico, se obtienen menos esfuerzos y mayores deformaciones, respecto al modelo empotrado, debido a la mayor flexibilidad de la estructura con fundaciones.
TORSIÓN:
Para evaluar el efecto de la torsión, se desplaza el centro de rigidez de un estructura, de manera de que aparezca el efecto de la torsión. Las variaciones en esta caso se manejan entorno a los límites permitidos por la NCh 433 of 96, y se comprueba que existen aumentos de esfuerzos en elementos extremos, el diseño no sufre variación por efectos de torción accidental.
SISTEMAS ESPECIALES PARA DISIPACIÓN DE ENERGIA:
Se ha estudiado varios sistemas de disipación de energía en edificación de hormigón armado, tales como tipo ADAS en dinteles, o muros mecedores. Del 2º tipo existe construcción en Espacio Riesco.
Teóricamente se traduce este efecto en una disminución del corte distribuido en altura y de los esfuerzos debido a la incorporación de amortiguamiento y rigidez, lo que genera reducciones importantes en desplazamientos absolutos y esfuerzos en vigas.
FILOSOFÍAS COMPLEMENTARIAS DE DISEÑO:
En este ítem se analizan criterios de diseño no tradicionales como diseño por capacidad, desempeño, comportamiento o desplazamientos.
Al aplicar el método basado en comportamiento fijando el nivel de fuerzas, los resultados son similares a los del método tradicional.
El método por desplazamientos no está calibrado para la práctica chilena en edificios altos.
Se debe establecer definiciones para los sismos: frecuentes, ocasionales, rara ocurrencia y máximos, junto con espectros de desplazamientos representativos y afinar los procedimientos para determinar los desplazamientos máximos, altura efectiva, forma, etc.., en una estructura.
En estructuras que presentan grandes diferencias de rigidez en la vertical se requieren de métodos de análisis diferentes a especificados en norma, destacándose posibilidad de análisis incremental, ya que permite determinar de mejor manera la capacidad de deformación y resistencia.
La distribución de desplazamientos inelásticos en altura es creciente. DISPOSICIONES DE CÓDIGOS TRADICIONALES:
Se verifica que el comportamiento de una estructura de hormigón armado, según los requerimientos de la NCh 433 of 96 responde de manera eficiente, frente a los registros nacionales, con daños leves en elementos no estructurales, pero no así frente a registros extranjeros, cuya fuerza destructiva es mayor.
DETALLAMIENTO:
En general se recomienda el confinamiento de los muros por medio de un refuerzo transversal en forma de estribos. Los muros confinados resisten un 25 % más de corte basal y soportan un 146 % más de deformación de techo.
El confinamiento de armaduras juega un rol importante sólo en el caso que la estructura sea sometida durante su vida útil a un sismo mayor al de diseño.
Además se comparan distintos tipos de distribuciones de armadura en muros obteniendo los siguientes resultados:
Secciones con armadura concentrada presentan comportamiento similar que secciones con armadura distribuida.
En secciones con armadura concentrada donde se ha dispuesto armadura a compresión, las diferencias de servicio se reducen drásticamente siendo casi despreciable desde el punto de vista práctico.
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