Análisis estático y sísmico del efecto de la curvatura en vigas de marcos de fachada en un edificio mixto de hormigón armado

Abstract

El presente trabajo de título plantea como objetivo primordial analizar el efecto de la curvatura de vigas desde el punto de vista local con énfasis en la variación de esfuerzos solicitantes de torsión y flexión en las vigas que componen los marcos perimetrales en distintas curvaturas de fachada bajo acciones gravitatorias y símicas. Para lograr el objetivo se modeló una estructura idealizada de 30 pisos compuesta por dos marcos perimetrales rectos y un núcleo rígido de muros, además de un sistema lateral arriostrado. Estructura de edificio que se designó como Edificio Base, en este se configuró la fachada aumentando su curvatura dando origen a tres casos de estudios denominados como; Edificio 2, Edificio 3 y Edificio 4, con radios de curvatura de 60 metros, 40 metros y 20 metros respectivamente. Los que fueron determinados de tal manera de mantener el área del piso tipo del Edificio Base y la luz de las vigas constantes para todos los casos de estudios.

Las estructuras se modelaron en el software que utiliza el principio de elementos finitos denominado Etabs Nonlinear v16.2.1. en donde se analizó la respuesta global de las estructuras para posteriormente estudiar desde el punto de vista local la variación de esfuerzos solicitantes de torsión y flexión en las vigas de fachada y finalmente aplicar los requerimientos del capítulo de torsión del código ACI 318-14.

Los resultados desde el punto de vista local en cuanto a la variación de esfuerzos solicitantes de torsión reflejan que la curvatura de fachada es directamente proporcional a la magnitud de la torsión para los estados de cargas puros. En cuanto al porcentaje del momento de torsión máximo con respecto al momento de flexión máximo ambos generados en los apoyos de las vigas con las columnas presentaron valores muy cercanos entre el caso estático y sísmico, estableciendo una tendencia entre del comportamiento de la torsión con respecto a la flexión en ambos casos.

Palabras clave: curvatura, edificios regulares, torsión, flexión