RESULTADOS OBTENIDOSEl tema de tesis que se viene desarrollando es el Anlisis de distintos edificios con aislamiento ssmico en la base en comparacin con edificios convencionales teniendo como variable principal la altura. Al variar la altura se obtienen diferentes esbelteces dependiendo del rea que se tiene en planta. El tipo de edificio que se ha elegido analizar es el tipo aporticado; es decir, compuesto, bsicamente, por columnas y vigas que le brinden la rigidez lateral necesaria para tener un buen comportamiento. Durante todo el trabajo realizado, se han tenido algunos parmetros fijos como el uso de dos tipos de aisladores para cada edificio; unos colocados debajo de las columnas interiores y; los otros, debajo de las columnas exteriores o perimetrales. Asimismo, la altura de entrepiso utilizada para los modelos estudiados fue de 3 metros en todos los pisos con columnas iguales y de seccin constante, por lo que se tena la misma rigidez en cada nivel.El primer caso analizado consisti en evaluar el comportamiento de un edificio de determinado nmero de pisos, p.e. 4 pisos, en el que se variaba la base en planta para obtener distintas esbelteces. Las esbelteces analizadas fueron 0.67, 0.8, 1, 1.33 y 2 para cada tipo de edificio de 4, 6 y 8 pisos. Para decidir las dimensiones de las columnas, se realiz un clculo simple buscando que la mnima dimensin para cumplir con la carga vertical en servicio. Adems, se consideraron luces de crujas entre 4.5 y 6m. Con esta comparacin, se obtuvo una reduccin de derivas en el edificio aislado, respecto al modelo convencional, entre el 70 y 80% (Tabla 1). Sin embargo no se pudo obtener una tendencia definida debido a la cantidad de variables que intervenan como la diferencia de dimensiones de las columnas y de las dimensiones de las crujas. EDIFICIO DE 8 PISOS

ESBELTEZREDUCCIN MXIMA DE DERIVAS

273%

1.3376%

174%

0.875%

0.6778%

Promedio75%

EDIFICIO DE 4 PISOS

ESBELTEZREDUCCIN MXIMA DE DERIVAS

276%

1.3376%

171%

0.876%

0.6774%

Promedio75%

Tabla 1 - Reducciones mximas de derivas del edificio aislado en comparacin con el convencionalA partir de este punto, se concluy que los edificios a analizar deban tener una planta bsica de 24 x 24 metros con 04 crujas de 6 metros en cada lado y 25 columnas para disminuir las variables involucradas en el estudio. En un segundo caso, lo que se vari fue el nmero de pisos del edificio utilizando 3, 5, 7 y 9 niveles. Al igual que en el primer caso, las columnas del edificio convencional se dimensionaron para que cumplieran la solicitacin por carga vertical. Sin embargo, estos edificios no estaban de acuerdo con lo mnimo que exige la norma E.030 si se tratara de un diseo convencional, ya que tena derivas de entrepiso mayores a 0.007. De este anlisis se obtuvieron algunas conclusiones:- En los edificios aislados, se obtuvo una reduccin de deriva hasta de un 70% aproximadamente en el ltimo piso. Adems, se not una tendencia en la reduccin de derivas: a mayor cantidad de pisos o altura, el porcentaje de reduccin de la deriva en el ltimo piso aumenta (Grfico 1).

Grfico 1 - Porcentaje de reduccin de derivas en el ltimo piso de edificio aislado vs. edificio convencional

- En este caso, se obtuvo que la mayor deriva se da en el segundo nivel para todos los edificios aislados.En el tercer caso, se utilizaron columnas de 40x40 para todos los casos independientemente del nmero de pisos y, as, tener todas las variables controladas. Con esta comparacin, se pudo obtener la magnitud de las reducciones para cada caso, mas no datos precisos pues no se trata de un edificio real. Una estructura convencional no podra ejecutarse con las dimensiones de columnas utilizadas en este anlisis puesto que no pasara el anlisis ssmico. De esta comparacin se pudo rescatar lo siguiente:- Se comprob nuevamente que, para un edificio aislado, la mayor deriva se da en el primer y segundo nivel.- Se pudo observar que para el edificio convencional se dio la mayor deriva en el segundo piso. Se debe mencionar que por la dimensin de las columnas se trataba de un edificio muy flexible que, como se mencion anteriormente, se aleja de lo real.- Se comprob, nuevamente, la reduccin de la deriva del ltimo piso es mayor en un edificio de mayor altura (Grfico 2). - Se compararon las mximas derivas en el edificio para cada caso y la mayor reduccin, en porcentaje, se dio en los edificios de menor esbeltez (Grfico 3).

Grfico 2 - Porcentaje de reduccin en ltimo piso segn esbelteces

Grfico 3 - Porcentaje de reduccin de la deriva mxima de un edificio aislado en comparacin con un edificio convencional segn esbelteces

Para el cuarto caso, las dimensiones de las columnas fueron obtenidas por tanteo hasta que cumpla con lo solicitado por la norma cuyo lmite mximo de deriva de entrepiso para un edificio convencional es de 0.007. Se colocaron aisladores de acuerdo con cada caso teniendo como objetivo una deriva de 0.002 en el edificio aislado. Se prob inicialmente con un edificio de 06 pisos y, luego de realizar los anlisis, se obtuvo una reduccin importante de derivas al igual que en el segundo caso; adems, se pudo apreciar que las derivas de los edificios aislados cumplan con el lmite que es de 0.002 para un edificio con el sistema de aislamiento basal.Luego de realizar esta comparacin, se decidi reducir el rea de las columnas del edificio convencional, que cumpla con la deriva mxima de 0.007, en un 30%, 40%, 50%, 60% y 70%. Este anlisis se realiz para edificios de 4, 6, 7 y 8 pisos variando solo las dimensiones de las columnas para cumplir las reducciones propuestas. Se trabaj con una deriva objetivo de 0.002 para todos los edificios aislados con las reducciones de columnas. Las conclusiones finales obtenidas son las siguientes:1) La reduccin de la deriva del ltimo piso es mayor en un edificio de mayor esbeltez. Para un edificio de 8 pisos con esbeltez 1 se obtuvo una reduccin de la deriva del ltimo piso de hasta un 80% aproximadamente (Gr.

Grfico 4 - Comparacin de derivas del ltimo piso entre edificio convencional y edificio aislado

2) La reduccin en el rea de los elementos estructurales es factible hasta cierto porcentaje dependiendo de la altura del edificio y , pasado este lmite, el sistema ya no es beneficioso puesto que la estructura se vuelve demasiado flexible y las derivas de entrepiso pasan el mximo 0.002 que menciona la norma para los edificios aislados. Por ejemplo, en un edificio de 4 pisos, se pudo llegar a reducir el rea de las columnas hasta un 70% del rea inicial de un edificio convencional an cumpliendo con lo que estipula la norma (Grfico 5). Por otro lado, para un edificio de 8 pisos, la reduccin del rea funciona hasta un 30% aproximadamente, ya que, a partir de ste lmite, las derivas que se obtienen son de ms de 0.002 (Grfico 6).

Grfico 5 - Derivas de entrepiso en cada nivel en edificios aislados de 04 pisos con reduccin de reas

Grfico 6 - Derivas de entrepiso en cada nivel en edificios aislados de 08 pisos con reduccin de reas

Grfico 7 - Esbeltez versus mximo porcentaje de reduccin de rea que se puede dar en edificios aislados

3) En cada edificio analizado, independientemente del nmero de pisos, se pudo observar que las derivas se reducen ms cuando se da una reduccin en las dimensiones de las columnas (Grfico 8). Es decir, cuanto ms se reducen las columnas, se obtienen mayores reducciones en las derivas an cumpliendo con lo que especifica la norma de no sobrepasar el 0.002.

Grfico 8 - Porcentaje de reduccin de derivas por nivel en edificio aislado respecto al edificio convencional con reduccin de rea de columnas

4) La deriva mxima en los edificios convencionales analizados en este caso se dieron aproximadamente en la mitad del edificio y para un edificio aislado, en el 2do nivel como se haba visto en los casos anteriores. Para hallar la explicacin de esta tendencia, se hall el modo fundamental de edificios de 6 pisos cuya variable fue la dimensin de las columnas. Se analizaron estructuras con columnas desde 40x40 hasta 110x110cm.; esta ltima medida es la mnima para que el edificio pueda cumplir con el lmite de deriva de 0.007 exigida por la norma E.030.El objetivo de este anlisis, fue hallar la forma de la deformada para cada tipo de estructura y analizar su comportamiento de acuerdo a los resultados obtenidos por el programa (Tabla 2). De lo analizado se obtuvieron los siguientes resultados: Mientras las dimensiones de la columna se incrementan: el desplazamiento de entrepiso de los primeros niveles disminuyen. Para los edificios con las dos menores dimensiones de columnas, el mximo desplazamiento de entrepiso se da en el segundo nivel. Para los edificios con columnas de 60cm a 100cm, el mximo desplazamiento de entrepiso se da en el tercer nivel. Para el edificio con columnas de 110cm, el que cumple la norma, el mximo desplazamiento de entre piso se da en el cuarto nivel.Dimensin de columnaPiso 1Piso 2Piso 3Piso 4Piso 5Piso 6

40x400.1830.2360.2140.1750.1260.067

50x500.1550.2340.2230.1830.1320.073

60x600.1320.2270.2270.1900.1400.084

70x700.1140.2130.2260.1990.1490.098

80x800.0990.2000.2220.2030.1610.116

90x900.0860.1860.2150.2050.1730.134

100x1000.0770.1720.2080.2070.1830.153

110x1100.0690.1610.2020.2080.1920.168

Tabla 2 - Diferencia de deformacin de entrepisos en edificios de 06 pisos con diferente dimensin de columnaLas deformadas halladas para los dos primeros casos se asemejan mucho a un edificio tipo corte que es el comportamiento esperado para un edificio aporticado. En los siguientes casos, de 60cm a 110cm, la deformada que se dibuja se asemeja a la combinacin de una estructura compuesta por prticos con muros, ya que no se dan las mayores derivas ni en los primeros pisos como sucede con un edificio de prticos, ni en los ltimos como se presenta en los edificios compuestos solo por muros.

Imagen 1 - Deformada de edificio de 06 pisos con columnas de 1.10 x 1.10 m.

Imagen 2 - Deformada de edificio de 06 pisos con columnas de 0.70 x 0.70 m.

Imagen 3 - Deformada de edificio de 06 pisos con columnas de 0.40 x 0.40 m.