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¿COMO AFECTA EL COSTO POR DISENO SISMO RESISTENTE?
–
LA EXPERIENCIA COLOMBIANA
Luis E. GarcíaProyectos y Diseños Ltda. (Ingenieros consultores)
Profesor de Ingeniería Civil , Universidad de los Andes (Bogotá, Colombia)
Expresidente del American Concrete Institute - ACI
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ESTUDIOS DE COSTOS REALIZADOS
nEfecto del sistema estructuralnEfecto de la irregularidad de la
estructuranEfecto de la zona de amenaza sísmica nEfecto del límite de la derivanEfecto de los requisitos de detalladonEfecto de la luz y la relación entre
lucesnEfecto de la altura del edificio
![Page 3: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/3.jpg)
SISTEMAS ESTRUCTURALES
nPórtico de concreto reforzado resistente a momentos
nPórtico y muros de concretonDual + Muros de concretonDual + Muros de mamposteríanMampostería estructural nMampostería confinada
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PLANTA ARQUITECTÓNICA
3.10
.60
2.50
1.40
1.20
3.02 3.02 .41 2.20 .41 3.02 3.02
3.02 3.02 .41 2.20 .41 3.02 3.02
1 2 7 86543
1 2
3 4 5 6
7 8
A
B
C
D
E
F
A
B
C
D
E
F
3.10
.60
2.50
1.40
1.20
.15
.05.05
.05
.05
.85
.60
.05
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ALTERNATIVA APORTICO RESISTENTE A MOMENTO – VIGUETAS
![Page 6: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/6.jpg)
SISTEMA VIGA Y PLACAPORTICO RESISTENTE A MOMENTO
![Page 7: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/7.jpg)
VIGUETASDUAL CON MUROS DE CONCRETO O MAMPOSTERIA
![Page 8: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/8.jpg)
VIGUETERIA PREFABRICADAMAMPOSTERIA CONFINADA
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MAMPOSTERIA ESTRUCTURALLOSA MACIZA
![Page 10: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/10.jpg)
CONCRETO USADO
00.020.040.060.080.100.120.140.160.180.20
m³/m²
Sistema estructural
Pórtico Alt. APórtico Alt. BPórtico + Muros
Dual Muros de
Dual Muros de
MamposteríaEstructuralMamposteríaConfinada
Mampostería
Concreto
Concreto
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ACERO DE REFUERZO USADO
0
5
10
15
20
25
kg/m²
Sistema Estructural
Pórtico Alt. APórtico Alt. BPórtico + Muros
Dual Muros de
Dual Muros de
MamposteríaEstructuralMamposteríaConfinada
Mampostería
Concreto
Concreto
![Page 12: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/12.jpg)
¿SON LOS EDIFICIOS DE LA
PRÁCTICA ACTUAL
DEMASIADO IRREGULARES?
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EDIFICIO A
WALLwALL WALL
5.00 m
![Page 14: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/14.jpg)
EDIFICIO B 5.00 m
![Page 15: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/15.jpg)
EDIFICIO C5.00 m
![Page 16: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/16.jpg)
EDIFICIO D
MURO
MURO
5.00 m
![Page 17: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/17.jpg)
EDIFICIO E
5.00 m
![Page 18: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/18.jpg)
EDIFICIO F5.00 m
![Page 19: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/19.jpg)
EDIFICIO G
WALL
5.00 m
WALL
![Page 20: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/20.jpg)
EDIFICIO H
WALLWALL
5.00 m
![Page 21: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/21.jpg)
EDIFICIO I5.00 m
![Page 22: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/22.jpg)
EDIFICIO J
5.00 m
![Page 23: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/23.jpg)
EDIFICIO K
WALL WALL
WALL WALL
5.00 m
![Page 24: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/24.jpg)
EDIFICIO L5.00 m
![Page 25: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/25.jpg)
REFUERZO UTILIZADO
EDIFICIO
kg/m²
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
A B C D E F G H I J K L
COLUMNAS YMUROSVIGASTOTAL
![Page 26: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/26.jpg)
EDIFICIO
m³/m²
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
A C E G I K
COLUMNAS YMUROSVIGASTOTAL
CONCRETO UTILIZADO
![Page 27: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/27.jpg)
COSTO ASOCIADO CON LA ZONIFICACION SISMICA
n24 edificios estudiados:– 3, 5, 8, 12 pisos
–Edificios de apartamentos
–Suelo tipo S2
6.00 m 6.00 m 6.00 m 6.00 m
5.00 m
5.00 m
5.00 m
![Page 28: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/28.jpg)
INDICE DEL COSTOTOTAL DE LA ESTRUCTURA
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
2.20
2.40
0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30Aa - Av
IND
ICE
DE
CO
ST
O
12 PISOS8 PISOS5 PISOS3 PISOS
![Page 29: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/29.jpg)
COSTO vs. ALTURA
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
2.2
2.4
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12No DE PISOS
IND
ICE
DE
CO
ST
O
Baja- 0.05Baja- 0.10Intermedia - 0.10Intermedia - 0.15Intermedia - 0.20Alta - 0.20Alta - 0.25Alta - 0.30
![Page 30: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/30.jpg)
CONCRETO COLUMNAS
0.00
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30Aa - Av
CO
NC
RE
TO
(m3
/m2)
12 PISOS8 PISOS5 PISOS3 PISOS
![Page 31: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/31.jpg)
REFUERZO COLUMNAS
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30Aa - Av
AC
ER
O (
kg/m
2)
12 PISOS8 PISOS5 PISOS3 PISOS
![Page 32: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/32.jpg)
CONCRETO LOSA Y VIGAS
0.10
0.11
0.11
0.12
0.12
0.13
0.13
0.14
0.14
0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30Aa - Av
CO
NC
RE
TO
(m
3/m
2)
12 PISOS
8 PISOS
5 PISOS
3 PISOS
![Page 33: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/33.jpg)
REFUERZO LOSA Y VIGAS
8
9
10
11
12
13
14
0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30Aa - Av
AC
ER
O (
kg/m
2)
12 PISOS8 PISOS5 PISOS3 PISOS
![Page 34: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/34.jpg)
ALGUNOS CASOS DISEÑADOS CUMPLIENDO
CON LA MICROZONIFICACIÓN
SÍSMICA DE LA CIUDAD DE BOGOTÁ
![Page 35: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/35.jpg)
Bogota, Colombia
![Page 36: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/36.jpg)
ESPECTROS MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA DE BOGOTÁ
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
0.65
0.70
0.75
0.80
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Sa
(g)
T (s)
Zona 1 - Cerros
Zona 2 - Piedemonte
Zona 3 - Lacustre A
Zona 4 - Lacustre B
Zona 5 - Terrazas y Conos
NSR-98 S4
![Page 37: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/37.jpg)
LOS CASOS
n26 edificios que en total suman un área de 243 000 m2
–19 edificios de apartamentos
–5 edificios de oficinas
–2 edificios de aulas
nAlturas de 7 a 20 pisos –12 pisos en promedio
nÁreas de 1 200 a 50 000 m2
–9 400 m2 en promedio
![Page 38: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/38.jpg)
Localización de los edificios
n 6 Edificios en Zona 1
n 4 Edificios en la transición entre Zonas 1 y 2
n 2 Edificios en Zona 2
n 12 Edificios en Zona 3
n 2 Edificios en Zona 4
Zona 1
Zona 2
Zona 3
Zona 4
Zona 5A
Zona 5B
N
20 4 6 8 10 kmEscala
Zona 1 - Cerros
Zona 2 - Piedemonte
Zona 4 - Lacustre B
Zona 5A - Terrazas y Conos
Zona 5B - Terrazas y Conos
Zona 3 - Lacustre A
Potencialmente Licuables
![Page 39: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/39.jpg)
AHORA MIREMOS LOS SIGUIENTES PARÁMETROS
n Período de vibración fundamental calculado por el método de Rayleigh
n Estimativo del período fundamental con base en el número de pisos
n Deflexión horizontal al nivel de cubierta
n Área de muros estructurales en función del número de pisos
n Corte basal resistente obtenido por medio de mecanismos de colapso
n Relación capacidad/demanda para fuerzas horizontales sísmica
![Page 40: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/40.jpg)
Período de vibración T (s)
0.00
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50
Período Dirección x (s)
Per
íod
o D
irec
ció
n y
(s)
Zona 1Trans 1-2Zona 2Zona 3Zona 4
![Page 41: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/41.jpg)
0
5
10
15
20
25
30
0 5 10 15 20 25 30
# pisos/Tx
# pi
sos/
Ty
Zona 1Trans 1-2Zona 2Zona 3Zona 4
Estimativo del Período Fundamental
Media = 16
Media = 14
1115
M
SEAOCT=N/10
![Page 42: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/42.jpg)
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Deflexión Cubierta X (%hn)
Def
lexi
ón C
ubie
rta
Y (%
hn)
Zona 1Trans 1-2Zona 2Zona 3Zona 4
Deflexión Cubierta dn como % de hn
6
Media = 0.47%
Media = 0.63%
Der
iva d
e pis
o m
áxi
ma
Der
iva p
rom
edio
a=
1.5
5 (
pro
med
io)
![Page 43: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/43.jpg)
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
Área muros direcc. X/Área del piso
Áre
a m
uros
dir
ecc.
Y/Á
rea
del p
iso
Zona 1Trans 1-2Zona 2Zona 3Zona 4
p = Área de muros estructurales / Área piso
Media = 1.23%
Media = 0.72%
![Page 44: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/44.jpg)
Corte Basal Resistente
MECANISMO DE PISO MECANISMO DE VIGAS MECANISMO DE PISOS INTERM.
![Page 45: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/45.jpg)
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30 40 50 60
Corte Basal Resistente X (%W)
Cor
te B
asal
Res
iste
nte
Y (%
W)
Zona 1Trans 1-2Zona 2Zona 3Zona 4
Corte Basal Resistente Vn (%W)
Media = 21%
Media = 20%
2000000
![Page 46: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/46.jpg)
Capacidad/Demanda
Media = 2.2
Media = 2.0
Meeedia = 2.2
Mediaaa = 2.000
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Vnx/(SaxW)
Vny
/(Say
W) Zona 1
Trans 1-2Zona 2Zona 3Zona 4
![Page 47: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/47.jpg)
CONTROL DE LA DERIVA
![Page 48: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/48.jpg)
DERIVA!
![Page 49: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/49.jpg)
DerivaD
D
D
D
D
h
h
h
h
h
f
f
f
f
f
5
4
3
2
1
5
4
3
2
1
5
4
3
2
1
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¡12 km del epicentro!
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Metodología del estudion Definición de la planta del edificio
n Producción de grupos de dimensiones razonables para diferentes números de pisos
n Análisis estructural de todas las soluciones
n Diseño de vigas y columnas incluyendo todos los detalles de las armaduras, siguiendo los requisitos del grado de capacidad de disipación de energía apropiado para la zona de amenaza sísmica
n Estudio de las diferentes soluciones con respecto al cumplimiento de los requisitos de deriva, nuevos y viejos
n Evaluación del costo en todas las soluciones
n Estudio de las variaciones entre costo y los parámetros relevantes de diseño
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MetodologíaEl procedimiento empleado puede describirse como:
1 - dejar que la estructura responda ante las fuerzas sísmicas que le corresponda, obteniendo la deriva que resulte de las dimensiones y las fuerzas sísmicas impuestas
2 - determinar el costo comparativo con otras soluciones con diferentes dimensiones de los elementos
3 - calcular las implicaciones de restringir la deriva a valores menores
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Edificio de apartamentos estudiado
n Pórtico resistente a momentos de concreto reforzado
n 4, 8, 12, y 20 pisos
n Zonas de amenaza sísmica intermedia y alta
Z A S Intermedia (Aa = 0.20)
Z A S Alta (Aa = 0.25)
n Perfil de suelo S1 (roca)
n Columnas cuadradas con la misma dimensión en toda la altura del edificio
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Planta del Edificio Estudiado
9.0 9.0 9.0 9.0
36.0
7.5
7.5
7.5
22.5
all dimensions in meters
N
dimensiones en m
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Un caso en detalle
n Edificio de 8 pisos
n Zona de Amenaza Sísmica Intermedia (Aa=0.20)
n Perfil de suelo S1 (Roca)
n Columnas cuadradas de 0.4, 0.6, 0.8, 1.0 m
n Vigas de b=0.4 m x h=0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8 m
n En total 20 combinaciones de dimensiones de columnas y vigas
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Refuerzo vigas
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
columnas de 1.0 m
columnas de 0.8 mcolumnas de 0.6 m
columnas de 0.4 m(kg/m²)acero
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
columnas de 1.0 m
columnas de 0.8 mcolumnas de 0.6 m
columnas de 0.4 m(kg/m²)acero
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Refuerzo columnas
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
columnas de 1.0 m
columnas de 0.8 mcolumnas de 0.6 m
columnas de 0.4 m(kg/m²)acero
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
columnas de 1.0 m
columnas de 0.8 mcolumnas de 0.6 m
columnas de 0.4 m(kg/m²)acero
![Page 65: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/65.jpg)
Consumo total de concreto y acero(columnas y vigas únicamente)
acero(kg/m²)
altura viga (m)
(m³/m²)concreto
concreto
acero
0
5
10
15
20
25
30
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
00.4 0.5 0.6 0.7
0.00.8
columnas de 1.0 mcolumnas de 0.8 m
columnas de 0.6 mcolumnas de 0.4 m
![Page 66: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/66.jpg)
Deriva(edificio 8 pisos - dirección EW - amenaza sísmica intermedia)
0.4x0.7
0.4x0.6
0.4x0.5
0.4x0.4
3.00 - 3.50
2.50 - 3.00
2.00 - 2.50
1.50 - 2.00
1.00 - 1.50
0.50 - 1.00
secciónvigas(m)
Deriva = 1.0%h
Deriva = 1.5%h
Deriva = 2.0%h
Deriva = 2.5%h
Deriva = 3.0%h
0.4x0.7
0.4x0.6
0.4x0.5
0.4x0.4
3.00 - 3.50
2.50 - 3.00
2.00 - 2.50
1.50 - 2.00
1.00 - 1.50
0.50 - 1.00
secciónvigas(m)
Deriva = 1.0%h
Deriva = 1.5%h
Deriva = 2.0%h
Deriva = 2.5%h
Deriva = 3.0%h
![Page 67: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/67.jpg)
Procedimiento para reducir la deriva
0.4x0.4 0.6x0.6 0.8x0.8 1.0x1.00.4x0.8
0.4x0.7
0.4x0.6
0.4x0.5
0.4x0.4
sección columnas (m)
secciónvigas(m)
Deriva = 0.5%h
Deriva = 1.0%h
Deriva = 1.5%h
Deriva = 2.0%h
Deriva = 2.5%h
Deriva = 3.0%h
![Page 68: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/68.jpg)
Índice de costos(edificio de 8 pisos - dirección EW - amenaza sísmica intermedia)
0.4x0.8
0.4x0.7
0.4x0.6
0.4x0.5
0.4x0.4
0.4x0.4 0.6x0.6 0.8x0.8 1.0x1.0
1.70 - 1.80
1.60 - 1.70
1.50 - 1.60
1.40 - 1.50
1.30 - 1.40
1.20 - 1.30
1.10 - 1.20
1.00 - 1.10
índice costos (ic)
secciónvigas(m)
sección columnas (m)
ic = 1.1
ic = 1.0 ic = 1.3
ic = 1.2
ic = 1.4
ic = 1.5
ic = 1.7
ic = 1.6
![Page 69: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/69.jpg)
Índice costo vs. deriva(edificio 8 pisos - dirección EW - amenaza sísmica intermedia)
1.70 - 1.80
1.60 - 1.70
1.50 - 1.60
1.40 - 1.50
1.30 - 1.40
1.20 - 1.30
1.10 - 1.20
1.00 - 1.10
0.4x0.4 0.6x0.6 0.8x0.8 1.0x1.00.4x0.8
0.4x0.7
0.4x0.6
0.4x0.5
0.4x0.4
índice costos (ci)
sección columnas (m)
secciónvigas(m)
Deriva = 0.5%h
Deriva = 1.0%h
Deriva = 1.5%h
Deriva = 2.0%h
Deriva = 2.5%h
Deriva = 3.0%h
ic = 1.0 ic = 1.1 ic = 1.2 ic = 1.3ic = 1.4
ic = 1.5
ic = 1.6
ic = 1.7
![Page 70: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/70.jpg)
Índice de costo vs. deriva(amenaza sísmica intermedia)
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
0 1 2 3 4 5
deriva (%h)
índice
costo
4 pisos 8 pisos
12 pisos
20 pisos
dimensiones vigas constantes
dimensiones columnas constantes
ic = 1.0
![Page 71: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/71.jpg)
Índice costo vs. deriva(amenaza sísmica alta)
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
0 1 2 3 4 5
deriva (%h)
índicecosto
4 pisos 8 pisos
12 pisos
20 pisos
dimensiones vigas constantes
dimensiones columna constantes
ic = 1.0
![Page 72: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/72.jpg)
Pórticosn El índice de costo mínimo (ic = 1.0) es el de la solución
de menor costo para el edificio de 4 pisos, la cual corresponde a la de dimensiones mínimas
n Pueden obtenerse reducciones importantes de la deriva con aumentos de costo marginales. Por lo tanto, reducciones de la deriva del 1.5%h al 1.0%h, como exigen las NSR-98 son ampliamente factibles desde el punto de vista económico.
n Reducciones aún mayores de la deriva tienen un impacto económico proporcionalmente mayor debido al aumento de pendiente de las dimensiones constantes de columna al reducir la deriva, lo cual significa proporcionalmente un mayor costo.
![Page 73: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/73.jpg)
Definición del índice de área de muros
p =
área aferente al muro
área sección del muro
área del piso aferente al muro
D
Hh
Dt
![Page 74: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/74.jpg)
Relación teórica entre p y la deriva(Amenaza sísmica intermedia)
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
0 1 2 3 4 5 6 7
= área total de muros / área del piso (%)
deriva(%h)
p
H/D = 7
H/D = 6H/D = 5H/D = 4H/D = 3H/D = 2H/D = 1
![Page 75: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/75.jpg)
Esquema de muros con una luz
9.0 9.0 9.0 9.0
36.0
7.5
7.5
7.5
22.5
dimensiones en metros
N
![Page 76: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/76.jpg)
Esquema de muros con dos luces
9.0 9.0 9.0 9.0
36.0
7.5
7.5
7.5
22.5
dimensiones en metros
N
![Page 77: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/77.jpg)
Cantidades totales de concreto y acero(columnas, muros y vigas solamente)
H/D=1.42
H/D=1.71
H/D=2.84
H/D=3.41
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45454450.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
88(kg/m²)kg/g m²)1
(1
(kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkgggggggggggg//////////////////ggg m²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²)))))acero
espesor muro (m)
(m³/m²)(m³/m²)8
(((((((((((((((m³³³////////m²²²)))))))))))))))))concreto
acero
concreto
![Page 78: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/78.jpg)
Deriva - Edificios con muros(Amenaza sísmica intermedia)
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00
p (%)
H/D=3.41
H/D=2.84
H/D=1.71
H/D=1.42
deriva(%h)
![Page 79: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/79.jpg)
Índice de costo(edificio de 8 pisos - amenaza sísmica intermedia)
H/D=3.41H/D=2.84
H/D=1.71H/D=1.42
t=0.15
t=0.30
t=0.451.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.51.4 - 1.5
1.3 - 1.4
1.2 - 1.3
1.1 - 1.2
1.0 - 1.1
espesordel muro
(m)relación de esbeltez del muro
índice de costo
índice costo
![Page 80: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/80.jpg)
Índice de costo vs. Deriva(edificio 8 pisos - zona de amenaza sísmica intermedia)
1.4 - 1.5
1.3 - 1.4
1.2 - 1.3
1.1 - 1.2
1.0 - 1.1
t=0.15
t=0.30
t=0.45
H/D=3.41 H/D=2.84 H/D=1.71 H/D=1.42
Deriva=0.05%hDeriva=0.10%hDeriva=0.15%h
Deriva=0.20%h
Deriva=0.25%h índice costo
espesor
del muro(m)
relación de esbeltez del muro
![Page 81: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/81.jpg)
Índice de costo vs. Deriva(edificio 8 pisos - amenaza sísmica alta)
índice costo
1.4 - 1.5
1.3 - 1.4
1.2 - 1.3
1.1 - 1.2
1.0 - 1.1
H/D=3.41 H/D=2.84 H/D=1.71 H/D=1.42t=0.15
t=0.30
t=0.45Deriva=0.05%hDeriva=0.10%hDeriva=0.15%hDeriva=0.20%h
Deriva=0.25%h
espesor
del muro(m)
relación de esbeltez del muro
![Page 82: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/82.jpg)
Muros vs. Pórtico
nPara zonas de amenaza sísmica intermedia:–El pórtico más económico, sin muros, emplea 14
kg/m2 of acero, y 0.07 m3/m2 de concreto, y reporta una deriva máxima de 2.4%h.
–Usando muros la deriva se puede reducir a 0.05%h con un incremento de costo de menos de 10%.
nPara zonas de amenaza sísmica alta:–Las derivas son mayores y los incrementos de
costo también, pero las tendencias generales se mantienen.
![Page 83: Como afectan el costo el diseño sismoresistente Ing Luis Garcia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020714/55721232497959fc0b903310/html5/thumbnails/83.jpg)
Conclusiones
n Reducciones del límite de deriva hasta valores del orden de 0.75%h, empleando pórticos es factible económicamente.
n Definir las dimensiones de la sección de la columna antes de las de la viga, permite encontrar más rápidamente una estructura que cumpla con un límite de deriva preestablecido.
n Para límites de deriva menores de 0.75%h, debe investigarse el uso de muros estructurales.
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Comentarios finales
Este es solo un ejemplo del tipo de estudios que deben llevarse a cabo cuando se desea investigar la relación entre las diferentes variables que intervienen en el costo y comportamiento de las estructuras de edificios.
Debe tenerse cuidado con las numerosas variables que no se estudiaron a pesar de la cantidad de casos empleados, especialmente las variaciones locales.
El dilema de comportamiento óptimo contra el menor costo real solo puede resolverse empleando el mejor criterio y la mayor experiencia por parte de los diseñadores.