Análisis comparativo de comportamientos sísmicos entre sistemas estructurales aporticados configurados con acartelamientos de secciones cónicas, y los sistemas estructurales aporticado y dual convencionales; caso edificación “Residencial Kala”, Cusco 2021 - Mejía Cuéllar, Julio César (2022)
En el presente trabajo de investigación se llevaron a cabo análisis paramétricos comparativos, en materia de comportamiento sísmico, para evaluar la incidencia que tiene la incorporación de Vigas Acarteladas de Sección Cónica dentro de los sistemas estructurales convencionales Aporticado y Dual en concreto armado dispuestos por la norma peruana E.030 (2020). Estudio que tuvo como excusa de probeta, una edificación multinivel de ocho plantas con fines de vivienda, ubicada en la ciudad del Cusco y denominada “Residencial Kala”. Para lo cual, 90 diferentes casos de prueba hipotéticos fueron inscritos, en los cuales la estructuración de cada propuesta de diferenciaba por si 1) los perfiles de acartelamiento de sus vigas fuesen Circulares, Elípticas o Parabólicas; 2) los peraltes de acartelamiento de estas; 3) las localizaciones que tuvieran dentro del sistema; y 4) la existencia (o no) de muros estructurales. Por otro lado, los 2 casos de control para los sistemas convencionales fueron también modelados. Posteriormente, los especímenes fueron sometidos a Análisis Estructurales Modales Espectrales por el Método de los Elementos Finitos a cargo del paquete computacional ARSAP 2022. Análisis que fueron ajustados a los procedimientos y propiedades dictadas por normas peruanas E.020: Cargas; E.030: Diseño sismorresistente; y E.060: Concreto armado. Llegándose legítimamente a formular cálculos restringidos a comportamientos lineales y elásticos tanto mecánica como geométricamente, siendo luego aproximados a comportamientos plásticos según lo requerido. Consecuentemente, los resultados mostraron que la incorporación de estos tipos de Vigas no Prismáticas dentro de ambos sistemas, inducen a incrementos de Cortantes, Momentos de Volteo y Torsiones Basales del orden de hasta 133.7%, 134.8% y 95.0%; respectivamente, en la dirección de análisis más crítica. No obstante, en esa misma dirección sísmica (X) se documentaron importantes ganancias de rigidez, en función a reducciones de Derivas y Máximos Desplazamientos Pseudo-plásticos, de hasta 59.8% y 70.6%, respectivamente. En lo que respecta a irregularidades estructurales provocadas por su inclusión, se reportó alzas en los Índices de Irregularidad Torsional de hasta 22.2% en la comparación entre sistemas Duales, y de bajas de hasta 8.1% en la comparación entre sistemas Aporticados. Luego, se detectaron decrementos de Periodos de Vibración de hasta 62.0% para casos Aporticados, y 52.3% para casos Duales. Finalmente, respecto a los Pesos Estructurales, se obtuvo que podían variar desde descuentos de 2.4% para sistemas Duales, hasta aumentos de 16.8% para sistemas Aporticados.