El documento presenta un análisis estructural y tectónico de dos modelos de una estructura vertical. Se comparan las deformaciones, desplazamientos, momentos y cortantes entre los modelos, encontrando que el modelo 2 se deforma y desplaza más debido a la falta de soportes en las columnas centrales. Se proponen tres modelos alternativos para contrarrestar esto, concluyendo que el primer modelo tiene mayor desplazamiento pero es más liviano, y el segundo modelo es más pesado pero estructuralmente más rico.

1. NOMBRES: Viviana Vásquez y María José García
CODIGOS: 201315824 y 201313999
ANÁLISIS U.I. TECTÓNICAY ESTRUCTURAL
TALLER: ESTRUCTURA VERTICAL
MODELO 1 MODELO 2 CONCLUSIONES
DEFORMACION
 El aumento en la deformación
del sistema estructural 2 frente al 1
es claro en el nodo 47, donde la
deformación en el modelo 1 es de -
3.063 y en el modelo 2 es de -7.624,
dado que el modelo 2 carece de
soportes para las columnas
centrales, generando que la
transmisión de cargas sea
discontinua y afectando el
comportamiento del sistema.
DESPLAZAMIENTO
 De acuerdo con el análisis de
las derivas realizado para cada uno
de los pisos, concluimos que la
mayor incidencia estructural se
encuentra en os dos primeros pisos,
dado que las derivas del modelo 1
son de 0.0086 (nodo 56)y 0.0099
(nodo 57), mientras que en el modelo
2 son de 0.0135 (nodo 56) y 0.0105
(nodo 57).
 La deriva referenciada en el
11º piso (nodo 84) es menor en el
modelo 2 con respecto al modelo 1,
dado que al establecer, en este
ultimo, un sistema estructural de 7
columnas, el edificio tiende a
desplazarse hacia el costado
derecho dadas las cargas aplicadas,
mientras que el sistema estructural
con columnas discontinuas genera
que se contrarreste el
desplazamiento hacia la derecha por
la falta de columnas centrales en
primer piso, generando un mayor
esfuerzo en el centro por la fuerza de
gravedad.

2. MOMENTO
 El momento es homogéneo
en toda la estructura dada la simetría
y continuidad de los elementos
estructurales, específicamente
tomando el segmento 81 (columna)
en el modelo 1 y modelo 2, donde la
flexión es de -0.023 y -1.642
respectivamente, pues al quitar los
apoyos centrales, el momento
cambia drásticamente, dado que la
placa que antecede a la columna
solo posee soporte en los extremos
generando que esta tenga un mayor
esfuerzo, y que la placa carezca de
soporte en uno de los extremos,
concentrando las cargas en un
mismo elemento.
CORTANTE
 Dada la sumatoria de fuerzas
a las que los elementos dentro del
sistema estructural se ven expuestas,
la carencia de soportes centrales,
evita la disipación de las cargas
como sucede en los puntos donde es
sistema establece columnas, de tal
forma que en los elementos centrales
las cargas perpendiculares como las
laterales, manipulen las placas y
columnas de forma tal que la cortante
sea mayor, y los elementos tiendan a
fallar. En esta medida, el nodo 47 del
modelo 1 como el mas critico es
homogéneo en todo el sistema,
mientras que en el modelo 2 el nodo
47 (el cual carece de columnas)
presenta una mayor cortante, y con
la información establecida en el unity
check es uno de los elementos cuyo
esfuerzo es de 1,99 estableciendo
que el elemento fallara dentro del
funcionamiento de sistema
estructural.

3. DERIVAS
MODELO 1
NODO PISO DESPLAZAMIENTO DIFERENCIA DERIVA PESO
84 11 356,14 8,45 0,0021 157,598
77 10 347,68 16,45 0,0041 197,92
70 9 331,24 22,79 0,0057 203,221
63 8 308,45 31,13 0,0078 203,649
62 7 277,32 38,18 0,0095 203,221
61 6 239,14 39,64 0,0099 197,92
60 5 199,50 30,84 0,0077 157,598
59 4 168,66 33,23 0,0083 1321,127 KN
58 3 135,44 36,18 0,0090
57 2 99,26 39,40 0,0099
56 1 59,86 59,86 0,0086
MODELO 2
NODO PISO DESPLAZAMIENTO DIFERENCIA DERIVA PESO
84 11 393,13 7,36 0,0018 174,726
77 10 385,77 16,78 0,0042 458,896
70 9 368,98 22,59 0,0056 458,896
63 8 346,39 31,17 0,0078 174,726
62 7 315,22 38,39 0,0096 1267,244 KN
61 6 276,83 40,29 0,0101
60 5 236,54 30,19 0,0075
59 4 206,35 33,35 0,0083
58 3 173,01 36,12 0,0090
57 2 136,88 42,17 0,0105
56 1 94,71 94,71 0,0135
UNITYCHECK
 Dadas las cargas laterales
aplicadas al sistema las columnas del
modelo 2 son insuficientes, en la
medida en que en las centrales (cuyo
esfuerzo es de 1,58 y 1,73) se
concentran los esfuerzos de los
soportes intermedios, absorbiendo
las cargas provenientes de estos
elementos, de igual forma la columna
final (cuyo esfuerzo es de 1,11) es la
que soporta el desplazamiento del
sistema, cuyo desplazamiento mayor
fue de 0.0099 (nodo 57), y por ende
también es un elemento que falla
dentro del sistema estructural.

4. MODELOS ALTERADOS
Se hicieron tres tipos de alteraciones al modelo inicial, en las cuales se buscaba
contrarrestar la falta de continuidad vertical en las columnas centrales. En la alternativa 1 se
decidió eliminar las columnas que no llegaban al primer piso, dejando vigas con una luz
mayor de la que se tenia en el modelo inicial, así se evita generar peso adicional a la
estructura en zonas donde las cargas deben ser disipadas a través de elementos
estructurales horizontales y no de forma vertical hacia el suelo.
La segunda alternativa conserva las columnas eliminadas en el modelo anterior (alternativa
1) sin embargo se eliminan las columnas centrales, al igual que en la alternativa 3, y se
disponen elementos en diagonal que ayuden a disipar los esfuerzos sin sobre cargar los
elementos horizontales, por medio de estas piezas también se unen las columnas que
terminan sobre la viga de primer piso, con las siguientes columnas que si llegan a apoyarse
al suelo.
La alternativa 3 es un modelo con el mismo principio de la segunda alternativa, con la
diferencia de que solo que ubican las diagonales del primer piso, para disipar las cargas de
las columnas centrales que no apoyan, hacia los apoyos de las siguientes.
ALTERNATIVA 1 ALTERNATIVA 2 ALTERNATIVA 3
DEFORMACIONAXIALES

5. MOMENTOCORTANTEUNITYCHECK
ALTERNATIVA 1
NODO PISO DESPLAZAMIENTO DIFERENCIA DERIVA PESO
84 11 1029,58 41,00 0,0102 153,171
77 10 988,58 58,42 0,0146 346,724
70 9 930,17 74,24 0,0186 346,724
63 8 855,93 92,69 0,0232 153,171
62 7 763,24 107,24 0,0268 999,79 KN
61 6 656,00 108,80 0,0272
60 5 547,20 107,85 0,0270
59 4 439,35 113,75 0,0284
58 3 325,60 98,12 0,0245
57 2 227,48 98,74 0,0247
56 1 128,74 128,74 0,0184

6. ALTERNATIVA 2
NODO PISO DESPLAZAMIENTO DIFERENCIA DERIVA PESO
84 11 527,95 36,68 0,0092 173,816
77 10 491,27 39,44 0,0099 554,125
70 9 451,83 40,15 0,0100 554,125
63 8 411,68 42,39 0,0106 173,816
62 7 369,29 43,99 0,0110 1455,882 KN
61 6 325,3 45,95 0,0115
60 5 279,35 46,58 0,0116
59 4 232,77 49,6 0,0124
58 3 183,17 47,84 0,0120
57 2 135,33 51,92 0,0130
56 1 83,41 83,41 0,0119
ALTERNATIVA 3
NODO PISO DESPLAZAMIENTO DIFERENCIA DERIVA PESO
84 11 599,39 24,04 0,0060 161,071
77 10 575,35 34,11 0,0085 441,466
70 9 541,24 42,6 0,0107 441,466
63 8 498,64 53,28 0,0133 161,071
62 7 445,36 62,61 0,0157 1205,074 KN
61 6 382,75 66,45 0,0166
60 5 316,3 57,29 0,0143
59 4 259,01 60,48 0,0151
58 3 198,53 63,2 0,0158
57 2 135,33 62,48 0,0156
56 1 72,85 72,85 0,0104

7. CONCLUSIONES
 Se puede ver que los 3 modelos alternativos se comportan de forma similar en
términos de momento, cortante, esfuerzos axiales y en el análisis unitario (unity
check), sin embargo podemos ver que en términos de deriva el primer modelo tienen
un desplazamiento mayor en todos los pisos en comparación con los otros dos, por
ejemplo mientras en el ultimo piso del primer modelo la deriva es del 1.02%, en el
segundo y tercero es de 0.92% y 0.60% respectivamente.
 Al comparar el aspecto del peso en las tres estructuras propuestas, se puede decir
que el primer modelo es el mas liviano, con un peso de 999,79 KN, debido a que
posee menos elementos estructurales a pesar de que los horizontales del centro son
con mayor sección para vencer la luz propuesta; de igual forma el segundo modelo
es el mas pesado, con un peso de 1455,882 KN debido a la cantidad de diagonales
que se proponen para rigidizar la estructura en las partes mas susceptibles a fallar,
el tercer modelo tiene un peso de 1205,074 KN, situándose junto con el modelo 1
por debajo del peso del modelo inicial (1267,244 KN), lo cual establece una clara
eficiencia estructural en los modelos alternativos.
 En términos de estética, el segundo modelo presenta los elementos en diagonal que
ayudan a la riqueza estructural y visual, mientras que los otros dos modelos son
mucho mas conservadores, siguiendo los parámetros básicos para las conformación
de estructuras a porticadas en altura.