Title
Evaluation of the amounts of concrete needed to meet stiffness requirements in portal frame buildings with less than seven storeys located in areas of intermediate seismic hazard in Colombia
Titulo
Avaliação de quantidades de concreto necessárias para cumprir requisitos de rigidez em edificações com pórticos inferiores de sete pisos localizadas em zonas de ameaça sísmica intermediária na Colômbia
Resumen
El sistema estructural de pórticos resistentes a momentos en concreto reforzado ha sido de uso común en las edificaciones que se construyen en Colombia, tanto por aspectos funcionales como técnicos. De estos últimos se resalta el amplio conocimiento en cuanto análisis, diseño y construcción se refiere. A pesar de su extenso uso en el país, dicho sistema se caracteriza por una excesiva flexibilidad ante cargas horizontales, por lo cual, en muchas ocasiones, es necesario contar con elementos estructurales de gran tamaño en aras de cumplir los requisitos de rigidez estipulados por las normas de diseño y construcción sismorresistente. Esto muchas veces hace inviable el uso de este sistema estructural desde el punto de vista económico, estructural y arquitectónico. En esta investigación, mediante la realización de 200 modelos computacionales de edificaciones aporticadas típicas con ocupación catalogada como normal (grupo de uso I), parámetros sísmicos correspondientes a zonas de amenaza sísmica intermedia, variación en altura y tipo de suelo, se obtuvieron las cantidades de concreto por metro cuadrado necesarias para cumplir los requisitos de rigidez estipulados en el reglamento colombiano de construcciones sismorresistentes NSR-10. Dichos resultados permitirán al ingeniero diseñador contar con una herramienta aproximada para evaluar la viabilidad económica y funcional del uso de sistemas aporticados en posibles proyectos para desarrollar, siempre y cuando estos se encuentren dentro del número de niveles evaluado en esta investigación. Por otra parte, si el uso del sistema se considera viable, se obtiene rápidamente un predimensionamiento de la estructura, teniendo en cuenta efectos horizontales, generalmente predominantes en este tipo de edificaciones, para la selección de las secciones para utilizar
Palabras clave
pórticos, zona de amenaza sísmica intermedia, rigidez, derivas, NSR-10
Abstract
The structural system of reinforced concrete moment-resistant portal frames has been commonly used in buildings constructed in Colombia, due to both functional and technical aspects. Of the latter, extensive knowledge regarding analysis, design and construction is highlighted. Despite its widespread use in the country, this system is characterized by excessive flexibility to horizontal loads, so, in many cases, it is necessary to have large structural elements in order to meet the stiffness requirements stipulated by regulations on earthquake resistant design and construction. This often makes it unfeasible to use this structural system from economic, structural, and architectural points of view. This research, by designing 200 computer models of typical portal frame buildings with occupation listed as standard (group of use I), seismic parameters corresponding to intermediate seismic hazard zones, and variation in height and soil type, demonstrated the quantities of concrete needed per square meter to meet the stiffness requirements stipulated in the Colombian regulations on earthquake resistant constructions (NSR-10). These results allow the design engineer to count on a tool to assess the economic and operational feasibility of using portal frame systems in possible projects to develop, as long as they are within the number of storeys evaluated in this research. Moreover, if the use of the system is considered feasible, a pre-sizing of the structure can be rapidly obtained, considering horizontal effects generally predominant in this type of constructions, to select sections to be used
Keywords
portal frame, intermediate seismic hazard zone, stiffness, drifts, NSR-10
Resumo
O sistema estrutural de pórticos resistentes a movimentos em concreto reforçado tornou-se de uso comum nas edificações que se constroem na Colômbia, tanto por aspectos funcionais como técnicos. Destes últimos se destaca o amplo conhecimento no que se refere à análise, desenho e construção. A pesar de seu extenso uso no país, este sistema se caracteriza por uma excessiva flexibilidade perante cargas horizontais, razão pela qual, em muitas ocasiões, se torna necessário contar com elementos estruturais de grande tamanho com a finalidade de cumprir os requisitos de rigidez estipulados pelas normas de desenho e construção sismo-resistente. O anteriormente exposto muitas vezes faz com que seja inviável o uso deste sistema estrutural desde o ponto de vista econômico, estrutural e arquitetônico. Nesta pesquisa, mediante a realização de 200 modelos computacionais de edificações com pórticos típicas com ocupação catalogada como normal (grupo de uso I), parâmetros sísmicos correspondentes a zonas de ameaça sísmica intermedia, variação em altura e tipo de solo, se obtiveram as quantidades de concreto por metro quadrado necessárias para cumprir os requisitos de rigidez estipulados no regulamento colombiano de construções sismo resistentes NSR-10. Estes resultados permitirão ao engenheiro designer contar com uma ferramenta aproximada para avaliar a viabilidade econômica e funcional do uso de sistemas de pórticos em possíveis projetos a ser desenvolvidos, sempre e quando estes se encontrem dentro do número de níveis avaliado nesta pesquisa. Por outra parte, se o uso do sistema se considera viável, se obtém rapidamente um pré-dimensionamento da estrutura, levando em conta os efeitos horizontais, efeitos geralmente predominantes neste tipo de edificações, para a seleção das seções a utilizar
Palavras clave
pórticos, zona de ameaça sísmica intermediária, rigidez, derivas, NSR-10
Fecha de recepción
14 de enero de 2014
Fecha de aceptación
11 de mayo de 2014
Fecha de publicación
2014-12-01
Licencia Creative Commons
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Tipo de documento
Artículos de investigación
Editorial
Universidad de La Salle. Ediciones Unisalle
Citación recomendada
Piscal Arévalo, Carlos Mario; López Yépez, Lucio Guillermo; and Afanador García, Nelson
(2014)
"Evaluación de cantidades de concreto necesarias para cumplir requisitos de rigidez en edificaciones aporticadas menores de siete pisos ubicadas en zonas de amenaza sísmica intermedia en Colombia,"
Épsilon:
No.
23
, Article 8.
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