Estructura Vertical - Deriva

UI Análisis tectónica y estructura
Informe 004 – Derivas
Marcela González Laura Navas
CASO 1
1. Objetivo
Analizar una estructura de 11 pisos de altura identificando los elementos,
características y propiedades que le permiten soportar los esfuerzos a los que está
sometida, teniendo en cuenta el límite del desplazamiento horizontal que tiene la
estructura (la deriva), con el fin de compararla con otros dos casos en los cuales se
modifican elementos de la estructura, para entender el comportamiento de la estructura
en diferentes situaciones.
Los elementos a analizar son los nodos 56 – 63, 70, 77 Y 84 y las barras 57 y 142
2. Geometría
Propiedades:
La estructura está compuesta por
columnas y vigas que se unen
conformando pórticos rígidos y le dan
la forma al edificio. El primer piso tiene
una altura de 7m mientras el resto de
pisos tienen 4m de alto. Por otra parte,
la luz que vencen la vigas es de 6 m.
Aunque las características de los
elementos varían, la simetría
permanece en toda la estructura.

Como se puede ver, las columnas de la
mitad inferior de la estructura son los perfiles
de mayor dimensión (HE800B). Así mismo
los perfiles de dimensión intermedia
(HE500B) son usados como vigas en la
parte inferior y 2/3 de la mitad superior como
columnas. Finalmente, los elementos de
menor dimensión (HE450A) son usados
como vigas en la mitad superior de la
estructura y en un tercio de la mitad superior
también se usan como columnas. En
resumen, los elementos van disminuyendo
su tamaño a medida que se van ubicando a
mayor altura, causando una disminución en
el peso de la estructura. Esto se debe a que
en la parte inferior el edificio necesita ser
más rígido para no fallar por cortante basal y
también porque al ser más ligero arriba, la
deformación disminuye y por consiguiente la
deriva se controla mejor.
Perfil HE500B Perfil HE450A Perfil HE800B
Distribución perfiles dentro de la estructura
Grandes Medianos Pequeños
3. Análisis de cargas
El edificio se ve afectado por cargas lineales, impuestas a los elementos horizontales
de cada piso. Por otro lado, en los nodos del lado izquierdo de cada piso recibe cargas
puntuales, las cuales generan la deformada obtenida y explican la tendencia de la
deriva a aumentar en ciertos pisos, debido a que en algunos pisos superiores dichas
cargas puntuales son mayores. Por último, se encuentra el peso propio de la estructura,
que contribuye al aumento del desplazamiento por parte de la estructura.

Cargas lineales (CVERT)
Cargas puntuales (EQX) Peso propio (SELFW)
En los gráficos anteriores es posible apreciar cómo se encuentran distribuidas las
cargas a lo largo de la estructura.

4. Análisis de deriva
Mínimo Medio Máximo
De acuerdo a la siguiente tabla, se
puede observar que la estructura no
supera la deriva máxima admisible
según la NSR-10 (es equivalente al
1% de la altura). Sin embargo,
existen pisos críticos (Señalados en
morado), que se encuentran muy
próximos al límite. Estos pisos se
encuentran en la base de la
estructura (Pisos 2 y 3), por lo cual
deben soportar la cortante basal,
haciendo que su desplazamiento
tienda a ser mucho mayor, ya que
reciben la mayor parte de la carga y
debido a esto la sección de sus
elementos aumenta, dándole mucho
más peso a dichos pisos.
Adicionalmente, existen otros dos pisos (6 y 7), que también presentan una deriva alta,
debido a que en estos pisos es donde ocurre la transición en la dimensión de los
perfiles, lo cual genera una distorsión en la estructura, provocando que en estos pisos
se de una situación similar a la de los primeros pisos; es decir, que la cortante aumenta
en dichos puntos.
En cuanto a los pisos señalados con color verde, actúan como una transición, por lo
cual la deriva empieza a disminuir, hasta llegar a los puntos mínimos, donde ésta se
reduce drásticamente respecto a los pisos explicados con anterioridad. Esta deriva
mínima se presenta en el primer piso, debido a su apoyo empotrado y en pisos
superiores, ya que la estructura se empieza a volver más ligera, provocando que el
peso propio se reduzca y que el desplazamiento también, debido a la relación de
proporcionalidad directa entre ambas variables.
5. Deformaciones, momento, cortante, axial.
DEFORMADA:
La deformación de la estructura se da de forma
gradual, siendo mínima en los apoyos (debido a que
están empotrados) y alcanzando su desplazamiento
máximo en cubierta (Desplazamiento= 356,13 mm).
Adicionalmente, de acuerdo al gráfico es posible
determinar que el área más crítica se encuentra en
las columnas del primer piso, por lo cual en esta
parte la sección de los elementos es mucho mayor
(Perfil HE800B), con respecto a los elementos
superiores (Perfiles HE450A).

MOMENTO:
Aunque el momento no presenta rangos tan amplios
de diferencia según la gráfica, a la hora de analizar
elementos puntuales se puede apreciar que existen
algunos elementos que presentan un momento
mucho mayor con respecto a otros, evidenciando un
rango de diferencia considerable (-72,4 – 535 KN-m).
De esta manera, los elementos que más se ven
afectados son las columnas de primer piso con un
momento equivalente a 68,7 KN – m. Por otra parte,
el momento es mayor en los elementos de los
primeros pisos y conforme se van ubicando hacia el
lado derecho de la estructura su magnitud aumenta.
Por dicha razón, la sección de los elementos va
aumentando conforme se van acercando a los
apoyos.
CORTANTE:
La cortante es mucho más homogénea con respecto
al momento, presentando una graduación de
magnitud. Así, la cortante mayor se encuentra en la
base (14,9 KN) y a medida que aumenta el número
de pisos, la cortante se va reduciendo. Oscila entre
un rango de -276 a 107 KN. Por otra parte, se puede
ver que los elementos que presentan mayor cortante
son las columnas. Debido a que estos elementos son
los que más se deforman a lo largo de toda la
estructura.
AXIAL:
En general, la mayoría de la estructura se encuentra
sometida a esfuerzos de compresión. Sin embargo,
como la estructura tiende a deformarse hacia el lado
derecho, las columnas ubicadas en el lado izquierdo
se encuentran a tracción, con el fin de contrarrestar
dicha deformación. Al igual que la cortante, los
esfuerzos axiales disminuyen a medida que se
aumenta de piso. No obstante, los mayores
esfuerzos se presentan en los elementos verticales
de borde, específicamente los que se encuentran en
los primeros pisos.

5.1 Análisis elementos específicos
Barra 57:
Barra 142:
GRÁFICA MOMENTO: GRÁFICA CORTANTE:
GRÁFICA MOMENTO: GRÁFICA
CORTANTE:
En cuanto a deformación, esta barra es una de las que menos sufre, sin embargo, al
encontrarse en la base de la estructura, su cortante y su momento (según la gráfica
general) es de los mayores. No obstante, si se compara con la barra 142, se puede ver
que el rango de ambas es similar e incluso en la barra 142 los rangos son aún más
amplios. Por otra parte, ambas barras difieren en el momento, ya que la barra 57
presenta dos puntos positivos, mientras que la 142 solo tiene 1.
La barra 142, se desplaza más con respecto a la barra 57 (52,56 mm).A pesar de esto,
el momento y cortante entre ambas barras es similar. Por otra parte, la barra 142
presenta un momento que tiende a ser más positivo que negativo (-24,24 KN-m frente
a 535 KN); pero la cortante se comporta de forma opuesta, ya que tiende hacia los
valores negativos (17,8 KN frente a -276 KN). Este comportamiento en la cortante se
debe a que la barra tiende a fallar hacia el apoyo que se desplaza más (en este caso
el nodo 84), ya que al ser el nodo de la parte superior derecha, ejerce un esfuerzo de
cortante mucho mayor sobre la barra debido a que se desplaza 356,13 mm con
respecto al apoyo (Mayor desplazamiento de toda la estructura.)

6. Unity Check y Peso propio
En esta estructura todos los elementos están
trabajando de forma adecuada y al
encontrarse por debajo de 1 reflejan que su
resistencia es adecuada para soportar las
cargas impuestas.
Por otra parte, se ve que los elementos más
próximos a fallar son los de la base, ya que
es allí donde se concentra la mayor cantidad
de momento, cortante y esfuerzos axiales.
Por dicha razón, conforme los elementos se
ubican en los pisos superiores, el valor de
resistencia se aleja del 1, por lo cual dicha
característica mejora.
En cuanto al peso propio de la estructura
(134,71 Ton), este se logra reducir debido a
que las dimensiones de los perfiles
disminuye en los puntos donde la estructura
ya no debe soportar grandes esfuerzos. Esta
decisión permite volver más eficiente la
estructura, ya que los elementos trabajan con
las dimensiones necesarias para garantizar
un comportamiento adecuado. Por otra parte,
el peso propio de la estructura no se eleva
demasiado, ya que ésta se rigidiza mediante
la sección de los elementos, lo cual evita que
sea necesario el uso de diagonales o de
otros elementos adicionales.
7. Conclusiones caso I
● A pesar de que los elementos tienen distintas características, la estructura
trabaja bien debido a que funcionan como una unidad. La continuidad permite
que los esfuerzos aplicados sean correctamente transmitidos al suelo.
● Los elementos de la base son de mayor dimensión, pues de esta forma se
reducen las posibilidades de falla en la parte inferior de la estructura (debido a la
cortante basal). El centro de gravedad del edificio baja y le brinda mayor
estabilidad. Así mismo, los elementos superiores disminuyen su dimensión y de
esa forma el peso propio disminuye. Esto se debe a que estos elementos no
sufren tantos riesgos de romperse como aquellos ubicados en la base.
● Las columnas son las encargadas de mantener el edificio de pie ya que
transmiten los esfuerzos al suelo, por eso sus dimensiones suelen ser mayores
que las de las vigas. Por ende, deben ser continuas hasta el suelo y así no
interrumpir el trayecto de transmisión de cargas, garantizando redundancia en la
estructura.

CASO 2
2. Geometría
Propiedades:
La estructura se forma a partir de vigas y
columnas metálicas, las cuales conforman
pórticos rígidos. En el primer piso se plantea
una altura de 7m, mientras que en el resto de
pisos, la altura es de 4 m. Así mismo, las
vigas vencen una luz equivalente a 6 m. A
diferencia del caso 1, en esta estructura se
eliminan tres columnas centrales en el primer
piso, con el fin de generar un primer piso con
una planta mucho más libre con respecto al
caso anterior.

La distribución de los diferentes perfiles metálicos se mantiene igual al caso anterior,
con la única diferencia de que para el caso 2 se eliminan las columnas centrales del
primer piso. Esta modificación puede llegar a afectar la rigidez de la estructura, debido a
que las columnas presentes en primer piso ahora soportan más carga y siguen con el
mismo tipo de perfil que el caso 1. Sin embargo, al prescindir de dichos elementos en
primer piso, el peso propio de la estructura debería disminuir, haciendo que la
deformación no se aumente demasiado por la falta de elementos en la base.

Mínimo Medio Máximo No cumple
En este caso, los pisos que eran
críticos en la situación 1
sobrepasan el límite admisible de
deriva según la norma. Esto se
debe a la falta de los elementos
en primer piso y por consiguiente
a la falta de rigidez por parte de la
estructura. De esta manera se ve
que los pisos que más sufren son
los dos primeros (ya que en estos
pisos es donde se encuentra la
mayor cortante basal) y el 6, que
es donde ocurre el cambio de
sección en las columnas.
Por otra parte, se mantiene la misma tendencia que en el caso 1, en la cual la deriva va
disminuyendo conforme aumenta el piso. Así, la segunda deriva mínima (0,18%) se
encuentra en el último piso. (la deriva mínima se encuentra en los apoyos, ya que estos
son empotrados). Debido a que en este piso ya no se tienen cargas provenientes de los
otros pisos y también porque en este punto los elementos presentan el perfil más
pequeño usado en la estructura (HE450A), lo que permite que en ese piso el peso de la
estructura sea el mínimo necesario para resistir las cargas y esfuerzos.
En conclusión, la eliminación de elementos en primer piso, ocasiona que toda la
estructura pierda rigidez, lo cual genera que los demás elementos tengan que trabajar
aún más y al no realizar un aumento de la sección de éstos o proveerles otros
elementos que les aporten rigidez, el edificio empieza a fallar en términos de deriva,
causando grandes deformaciones que conllevan a la falla por resistencia de algunos
elementos del sistema.
DEFORMADA:
Los elementos horizontales del medio sufren de un
gran desplazamiento en el eje Y (127,73 mm). Debido
a que se eliminaron las tres columnas centrales las
cargas transmitidas no llegan al suelo y genera que
las vigas se flexionen. Ya que las dimensiones de los
elementos en el área central se mantuvieron igual al
caso 1, los perfiles de la zona inferior (Perfil HE800B)
son más grandes que los de la superior (Perfil
HE450A). En consecuencia el peso propio de la
estructura en esta zona aumenta innecesariamente,
causando un mayor desplazamiento vertical de los
elementos.

MOMENTO:
Se percibe que el momento es mayor en los
elementos centrales de la estructura, tanto
horizontales como verticales, a diferencia de los
elementos en los bordes. Aquellos elementos
horizontales que presentan mayor momento son los
que están incorporados a los elementos verticales
que llegan hasta el suelo (entre 705 KN-m y 2106
KN-m), mientras que los elementos horizontales del
medio, que no llegan a ningún elemento vertical
continuo, presentan menor momento (entre 197
KN-m y 453 KN-m). A medida que las vigas se
encuentran a mayor altura el momento disminuye.
También se puede ver que las columnas que reciben
el peso central del edificio tienen mayor momento que
las de los bordes, dejando claro que éstas soportan
gran parte del edificio.
CORTANTE:
En este caso, los elementos que presentan mayor
cortante se encuentran en la zona indicada con azul.
Las vigas de esta zona presentan mayor cortante
debido a que están sujetas por uno de sus costados,
a un elemento vertical continuo hasta el suelo. Por
esta razón, los elementos verticales no continuos que
se unen a estas vigas se ven afectados , generando
mayores cortantes en ellos(entre 291 KN y 867 KN).
Del mismo modo, las columnas interiores presentan
mayor cortante que las de los bordes. La cortante va
disminuyendo a medida que el elemento se
encuentra en un piso más elevado.
AXIAL:
En este caso se puede ver que la mayoría de los
elementos se ven sometidos a compresión,
principalmente los verticales. Las columnas interiores
se ven sometidas, en su base, a mayor esfuerzo de
compresión y este va disminuyendo a medida que
aumenta la altura. Como la gráfica muestra, al retirar
las columnas centrales los esfuerzos en las columnas
posteriores aumenta y así gran parte de las cargas
recaen sobre ellas. Mientras que las columnas
esquineras presentan un esfuerzo a compresión
menor y más constante. Algunos elementos
horizontales, ubicados en la parte inferior central, se
encuentran sometidos a tracción porque las cargas
no se transmiten bien y llegan a estos causando que
se flexionen.

Barra 57:
Barra 142:
CORTANTE:
CORTANTE:
Con respecto a la deformación, ésta barra es de las que sufre de mayor flexión. Por
consiguiente, a diferencia de la barra 142, su momento es mucho más grande,
obteniendo el valor más grande hacia el nodo 38; a comparación con la barra 142 el
momento en este caso es una curva que aumenta positivamente. Con respecto a la
diferencia entre los momentos más grandes de las dos barras es de 2351 KN-m. Por
otro lado, la cortante también demuestra ser mayor hacia el nodo 38, y a diferencia de la
barra 142 esta se mantiene negativa.
En esta barra predomina el desplazamiento horizontal, debido a su ubicación en la
esquina superior derecha. Sin embargo su momento y cortante son menores que la
barra 57. En este caso la gráfica de momento es una parábola positiva y su vértice tiene
un valor negativo (-38,4) mientras sus extremos son positivos y su mayor valor se
encuentra hacia el nodo 84. Por otro lado, la cortante presenta valores menores que la
barra anterior, y esta vez presenta un valor positivo y otro negativo, que resulta ser el de
mayor valor hacia el nodo 84. Sin embargo, a diferencia de los valores de la barra 57
estos son mucho más pequeños con una diferencia de 38.9 KN

En este caso, 25 de los elementos no están
trabajando adecuadamente, pues sus valores
superan el 1, sobrepasando su resistencia a
los esfuerzos aplicados. La mayoría de estos
se encuentran en las zonas inmediatas a las
columnas continuas; específicamente las
vigas que por uno de sus extremos se unen a
éstas son aquellas que sufren mayor riesgo
de falla. 7 de estos elementos se encuentran
de color rojo, lo que indica que ya han
alcanzado el límite y han llegado a
quebrarse. Estas se encuentran
principalmente al costado derecho inferior de
forma horizontal, debido a que la fuerza de
sismo es aplicada desde el costado izquierdo
y por eso estas barras reciben el sismo junto
con la fuerza de desplazamiento de otros
elementos. Igualmente, las dos columnas
interiores también se encuentran en rojo,
pues estas están soportando el peso de la
estructura central.
Con respecto al peso propio la diferencia con
el peso del caso anterior es de -5,4943 Ton.
A pesar de tener menos peso, las
dimensiones de los elementos centrales
generan una mayor carga que no es
transmitida correctamente.
7. Conclusiones caso II
● En este caso las tres columnas centrales fueron retiradas, por esta razón la
distribución de las cargas genera que las dos columnas interiores soporten el
peso de los elementos centrales. La continuidad es importante para que las
cargas se transmitan correctamente al suelo, por ello es necesario que existan
elementos que distribuyan las cargas hasta las columnas. Las vigas del medio
no sufren tanto como las que se encuentran unidas a uno de sus costados con
las columnas. Éstas se ven mayormente afectadas porque uno de sus lados no
se desplaza mientras el otro si, recibiendo por ese costado el peso de la
estructura central.
● Los elementos del lado derecho se ven más afectados por la carga sísmica
aplicada, puesto que la reciben con la fuerza adicional de los elementos que
fueron impactados primero. En este orden las vigas que superan su límite de
resistencia son las que solo se apoyan en un lado a la columna.

CASO 3 (Proceso)
MODELO 1
Las diagonales se
proponen en los extremos
con la intención de
transmitir las cargas a las
columnas esquineras.
MODELO 2
Se le adiciona una
riostra en las columnas
de la base para distribuir
las cargas en ambos
elementos.
MODELO 3
Se implementa otra
diagonal en la base
para distribuir las
cargas concentradas
en las barras del centro
a los apoyos.
UNITY CHECK
MODELOS
MODELO 1 MODELO 2 MODELO 3 MODELO 4
MODELO 5 MODELO 6 MODELO 7 MODELO FINAL

MODELO 7
Conformar un gran pórtico a partir
de rombos que amarre todo el
sistema y que cuente con una
rigidización en la parte media.
MODELO FINAL
Se toma la solución
implementada en el modelo 7 y
se modifican las secciones y
perfiles de los elementos con el
fin de optimizar la estructura y
reducir su peso propio.
MODELO 4
Se proponen estas
diagonales que amarran
toda a estructura con el
fin de emplear el mínimo
de elementos.
MODELO 5
Se proponen todas las
diagonales a tracción para
contrarrestar la tendencia
de la deformada hacia la
derecha.
MODELO 6
Se adicionan otras
diagonales en la base
para transmitir las cargas
de los elementos del
centro a los apoyos.

CASO 3 (Modelo final)
2. Geometría
Propiedades:
Al igual que los casos anteriores, la estructura está
conformada por pórticos rígidos. Sin embargo, para
este caso se adicionan barras diagonales que ayudan
a aumentar la rigidez del sistema, transmitiendo las
cargas a los elementos verticales que llegan hasta el
suelo. Se mantiene la altura libre en primer piso de 7
m y en los otros pisos dicha altura es equivalente a 4
m.
Finalmente, se disponen las diagonales no solo con
un fin estructural, sino también como parte de la
fachada, permitiendo generar un ritmo que da unidad
compositiva a todo este elemento.

Perfil HE260B Perfil HE100A Perfil HE650A
Perfil HE1000B Perfil tubular cuadrado de 30 cm
La distribución de los perfiles metálicos mantiene una lógica similar a los casos
anteriores, debido a que se emplean los perfiles de mayor sección en la base de la
estructura y a medida que va aumentando en pisos, los elementos se reducen en
sección, con el fin de aligerar la parte superior, la cual no tiene un compromiso
estructural tan importante como la parte inferior. Debido a la eliminación de las
columnas centrales se proponen diagonales en la base que ayuden a suplir las
falencias generadas por dichos elementos faltantes, con el fin de lograr una mejor
distribución de cargas con respecto al caso 2. Sin embargo, dichas diagonales se
plantean hasta la cubierta para poder amarrar toda la estructura, mejorando su
comportamiento y guiandolo hacia la tendencia de funcionar como una unidad.
Para los tres casos las cargas se mantienen iguales, sin embargo, a continuación se
muestra la distribución de las mismas en la nueva estructura propuesta y el impacto que
generan en el sistema, debido a las ya mencionadas cargas lineales y puntuales.

En este caso, todas las derivas se
mantienen en un rango mínimo. Las
cuales, si son comparadas con los
casos 1 y 2 mantienen una
diferencia considerable, ya que en
los casos anteriores se podía
observar que algunas derivas
estaban muy próximas al límite y
otras lo sobrepasaban (Caso 2).
Esta diferencia se debe a que la
estructura propuesta en este caso
ha sido rigidizada con elementos
diagonales, ocasionando que los
desplazamientos se reduzcan,
ya que las diagonales en su mayoría trabajan a tracción, compensando la tendencia de
la deformada de moverse hacia la derecha. Por otra parte, al mirar el desplazamiento
entre el nodo piso 0 y el 11, el desplazamiento no alcanza a superar el movimiento en x
que se daba en los casos 1 y 2 entre los pisos 0 y 1 (59,85 y 94,712 mm
respectivamente), lo cual evidencia que la reducción en el desplazamiento al incluir
elementos al interior de los pórticos es notable.
Mínimo Medio Máximo No cumple
DEFORMADA:
La tendencia de la deformada se conserva,
por lo cual se desplaza a la derecha. Sin
embargo, dicho desplazamiento no es muy
alto ya que equivale a 35,236 mm. No
obstante las vigas centrales inferiores se
flectan, debido a que no cuentan con unas
diagonales que las amarren (aunque esta
deformación no es tan radical como para
hacer fallar el sistema).
Por último se puede ver que en este caso las
columnas ya no presentan un pandeo tan
excesivo como en los casos 1 y 2. Esto se
debe a la triangulación en el área de apoyo,
lo que permite una mejor distribución de las
cargas.

MOMENTO:
A causa de las cargas puntuales impuestas al lado
izquierdo de la estructura, el momento se concentra
en las barras de la parte derecha inferior. Para el
caso de las vigas también influye la ausencia de
diagonales en estos puntos.
Sin embargo, el momento también se reduce
considerablemente para esta solución con respecto al
caso 2, llegando a un máximo de 658 KN-m, es decir
la mitad del momento que se presentaba en la
situación 2. Finalmente, se sigue observando que las
columnas que más sufren son aquellas que se
encuentran en la parte derecha, específicamente en
la base de la estructura.
CORTANTE:
Al igual que el momento, la cortante máxima se
concentra en la parte central inferior derecha del
sistema, ya que al estar apoyadas prácticamente en
un solo extremo, el elemento empieza a trabajar
como un voladizo, generando que la cortante se
concentre en el apoyo (dicha cortante es equivalente
a -285 KN). Por otro lado, la columna esquinera
derecha es la que más sufre, debido al empuje del
sismo, lo que provoca que la columna trabaje a
compresión y se vea afectada por la cortante basal
(es por esto que se decide implementar un elemento
diagonal que distribuya la carga tanto para esta
columna como para la que se encuentra paralela a
ella).
AXIAL:
En este caso se logra alcanzar un equilibrio entre los
elementos que trabajan a tracción y compresión.
Adicionalmente, los elementos que se ven más
afectados siguen siendo las columnas del lado
derecho y por consiguiente los elementos diagonales
que las amarran. Sin embargo, esto se reduce debido
a la diagonal principal que amarra el extremo
izquierdo con la parte derecha de la estructura.
Igualmente, la gráfica permite observar que las
columnas son los elementos que más reciben carga a
lo largo del sistema, por lo cual se ven afectadas por
esfuerzos mayores que las vigas.

Barra 57:
Barra 142:
Debido a la falta de apoyos en la parte central de la estructura, la barra 57 presenta los
momentos y cortantes más notables de todo el conjunto. Sin embargo, si es comparada
con el caso 2, la reducción de ambas reacciones en notable ya que al tener una
estructura más rígida el desplazamiento es menor y por lo tanto las deformaciones que
se presentan no son tan perjudiciales.
Con respecto a la barra 142 se puede evidenciar, comparándolo con el caso 2, una gran
disminución en el momento. Esto se debe a que la rigidización del edificio restringe el
movimiento de la barra, y adicionalmente esta no debe soportar cargas adicionales
provenientes de pisos superiores (sólo debe soportar su propio peso). Sin embargo,
esta rigidización no genera cambios positivos en la cortante, ya que de ese modo el
movimiento de la viga se restringe y tiende a romperse con mayor facilidad hacia los
puntos de apoyo.

Durante el proceso de experimentación, las
partes críticas siempre se encontraban en la
base de la estructura, por esta razón se
busco triangular estos puntos con el fin de
reducir la deformación de la estructura y
garantizar una distribución de cargas
eficiente. Sin embargo, la adición de estos
elementos no fue suficiente, por lo cual fue
necesario explorar el tema de las secciones y
perfiles, buscando no solo la resistencia d los
elementos ante los esfuerzos impuestos sino
también la reducción de peso propio de toda
la estructura.
Adicionalmente, si se compara la resistencia
entre el caso 2 y el caso 3 se puede observar
que en este último ningún elemento está
próximo a 1 (límite de resistencia). Esto
garantiza que la estructura responda
adecuadamente ante las cargas sin llegar a
fallar.
Por último en cuanto al peso propio, se logró
una cantidad equivalente a 190.7012 Ton,
mediante la reducción del tamaño del perfil a
medida que se iba aumentando la cantidad
de pisos (esta estrategia se implementó tanto
en elementos horizontales, verticales y
diagonales).
7. Conclusiones caso III
● Al experimentar con los tipos de perfiles, pudimos concluir que los elementos
tubulares se comportan mucho mejor en estos tipos de situaciones. Sin embargo
estos elementos no fueron implementados a los largo de todo el sistema, debido
a que su peso es mucho mayor con respecto a perfiles en H o en I, llegando
incluso a duplicarlo.
● La correcta distribución de cargas hacia los elementos que están en contacto
directo con el terreno permiten el funcionamiento adecuado de la estructura: Por
esta razón siempre se busco amarrar todo el sistema para que trabajara como
una unidad, a partir del planteamiento de un pórtico perimetral principal que
conectaba todos los elementos.
● Al prescindir del elemento de apoyo central, se debe buscar una estrategia que
permita suplir dicha falencia; para este caso se emplearon diagonales que
transmitían esa carga concentrada a los apoyos ubicados en los extremos

7. Conclusiones caso III
● Al eliminar la continuidad vertical en los elementos del centro, genera un punto
de concentración de cargas que no puede ser transmitida fácilmente a los
apoyos. Por estos motivos, se busca reducir el peso de estos elementos tratando
de minimizar las cargas que se transmiten al centro de la estructura (donde no
existe elemento que reciba la carga y la transmita al terreno)
8. Conclusiones generales
● Interrumpir la continuidad vertical en el punto central de una estructura genera
consecuencias negativas en la misma, ya que las cargas que venían por este
punto no tienen forma de ser transmitidas al suelo ocasionando una acumulación
de esfuerzo cortante en un único punto.
● La redundancia en la estructura es importante, debido a que esta permite que los
elementos no estén sobrecargados y tengan que soportar más carga de la
necesaria. Por esta razón, al eliminar los apoyos del centro se busca amarrar
todo a través de diagonales que ayuden a los otros elementos a dirigir las cargas
hacia aquellas barras que estén en contacto con el suelo.
● El peso propio de la estructura es un factor muy importante que incide en el
desplazamiento de la misma, por esta razón la estructura debe ser lo má ligera
posible. Así, se utilizan los elementos de mayor sección en la base, ya que esta
zona es la encargada de recibir todos los elementos superiores y por
consiguiente debe resistir la totalidad del edificio. De esta manera, conforme la
estructura va aumentando en pisos la sección se puede reducir, ya que estos
niveles no deben resistir tanta carga como los inferiores.
● Los elementos que conforman la estructura no deben ser muy rígidos, pues
debido a esto ellos se encuentran más vulnerables a romperse. Por ende, la
estructura debe ser flexible para soportar las fuerzas sísmicas horizontales. Sin
embargo, debe hallarse un equilibrio entre la flexibilidad y rigidez en la estructura
y de ese modo no superar el límite de desplazamiento horizontal permitido. Para
lograrlo se debe considerar cuales son los elementos que deben presentar
mayor rigidez con respecto a otros.

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