Lecciones Ingenieria Estructural Alfonso Larrain
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8/19/2019 Lecciones Ingenieria Estructural Alfonso Larrain
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Corporación de Desarrollo Tecnológico
Corporación de Desarrollo
Tecnológico
Encuentro ConstrucciónUniversidad 2011
Alfonso Larraín
www.cdt.cl
13 mayo 2011
“Lecciones para la Ingeniería Estructural”
1 de 116 págs.
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Lecciones del Terremoto27 febrero 2010
CCHC
Alfonso Larraín Vial
Alfonso Larraín V. y Asociados
Abril 2011
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Terremoto por subducción
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Doble falla
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Desplazamientos
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Registro de aceleraciones máximas obtenidas
(valores no corregidos)
[Ref.: Boroschek R., Soto P., Leon R., Comte D. “Terremoto centro sur Chile 27 de febrero 2010Informe Preliminar Nº4” , Departamento de Ingeniería Civil, Facultad de Ciencias Físicas yMatemáticas, Universidad de Chile, Santiago, Chile , 2010]
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Comparación de Espectros
[Ref.: Boroschek R., Soto P., Leon R., Comte D. “Terremoto centro sur Chile 27 de febrero 2010Informe Preliminar Nº4” , Departamento de Ingeniería Civil, Facultad de Ciencias Físicas yMatemáticas, Universidad de Chile, Santiago, Chile , 2010]
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Edificaciones dañadas en el terremoto• Menos del 1% de las construcciones modernas tuvoalgún daño en el terremoto
• En Concepción hay 12 edificios gravemente dañados;en Santiago 11 edificios; en Viña del Mar 14; en Chillán 1y en Talca 2. Menos de 3‰ de las construcciones.
• Sin embargo hay muchos daños en construcciones deadobe y tierra.
• También existen muchos daños en elementos noestructurales que significará poner mayor cuidado ymejorar las normas. Mas del 70% del valor está en estoselementos.
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1960 vs 2010 Comparación de fuerzas ydestrucción
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- Fallas de Compresión en muros
- Fallas por pandeo de muros delgados
- Fallas por falta de confinamiento
- Fallas por aceleraciones verticales altas
Daños
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Colapso edificio
Concepción
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Piso Blando
Concepción
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Pilar sin confinar
Santiago
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Detalle unión viga columna
Santiago
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Pilar sin estribos en todo el alto de la viga
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Falla Columna Corta
Viña del Mar
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Falla Muro por Compresión y Pandeo
Viña del Mar
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Falla Muro por Compresión
Viña del Mar
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Falla Muro por Compresión
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Colapso 1er Piso
Maipú, Santiago.
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Santiago
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Falla Manguitos
Titanium, Santiago
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Torre Titanium
Pisos: 52
Subt: 7
T = 5.64sAño: 2010
Diseño de un edificio de 52 pisos condisipación de energía.
Santiago, Chile.
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Titanium es el edificio más alto construido en Chile en
la actualidad.
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Torre Titanium
Para uso comercial y oficinas conplantas libres de 1350 a 1950 m²
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Torre Titanium
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US $120 MillonesUS $120 MillonesUS $120 MillonesUS $120 Millones
190 METROS190 METROS190 METROS190 METROS
Torre Titanium
SUPERFICIESUPERFICIESUPERFICIESUPERFICIE130.000m²130.000m²130.000m²130.000m²
CONSTRUCCIONCONSTRUCCIONCONSTRUCCIONCONSTRUCCION
Enero’07Enero’07Enero’07Enero’07 –––– Sep’09Sep’09Sep’09Sep’09
52 PISOS52 PISOS52 PISOS52 PISOS
+7 SUBTERRANEOS+7 SUBTERRANEOS+7 SUBTERRANEOS+7 SUBTERRANEOS
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Torre Titanium
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Torre Titanium
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Torre Titanium
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Torre Titanium
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PROPIEDAD: Inmobiliaria Titanium S.A.
ARQUITECTURA: SENARQ S.A. Abraham SenermanCONSTRUCTORA: SENARCO S.A.
CÁLCULO: ALFONSO LARRAIN Y ASOCIADOS
ASESOR INTERNACIONAL DE CÁLCULO
JOSEPH COLACO, CBM ENGINEERS
REVISIÓN DE CÁLCULOTOMAS Y MARIO GUENDELMAN
INGENIERIA DISIPADORES ENERGIA
JUAN CARLOS DE LA LLERA, SIRVE
TUNEL DE VIENTO RDWI ANEMOS (Londres)
MECANICA DE SUELOS HECTOR VENTURA
REV. MEC. DE SUELOS ISSA KORTASESOR SISMOLOGICO RODOLFO SARAGONI
MODELACIÓN ENERGÉTICA INTEGRAL INGENIEURE(Alemania)
ASCENSORES EDGETT WILLIAMS CONSULTING GROUP(USA)
Torre Titanium
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Estructuración Piso Tipo
Torre Titanium
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Materiales
Hormigón de fundaciones, muros, losas H40-90C y H60-90C
Acero para hormigón armado A63-42H
Perfiles Acero A42-27 ES
Perfiles tubulares ASTM A53
Pernos y anclajes A42-23
Soldadura para acero A42-27ES E 70 11
Soldadura para acero A37-24ES E 60 11
Torre Titanium
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Torre Titanium
Torre Titanium
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Torre Titanium
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Torre Titanium
T Ti i
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Torre Titanium
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Torre Titanium: Muros Bajantes
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Torre Titanium: Muros Bajantes
f
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Características
– Espesores de muros fijos(70 cm) y variables
– Dimensiones de pilaresochavados variables segúnpiso y posición
Torre Titanium: Pilares y muros confinados
T Tit i Pil fi d
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Torre Titanium: Pilares y muros confinados
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Torre Titanium: Pilares y muros confinados
Torre Titanium: Ferro concreto
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Torre Titanium: Ferroconcreto
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Torre Titanium: Ferroconcreto
Torre Titanium: Ferroconcreto
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T Tit i C l
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Columnas de hormigón armado
revestidas de acero
Torre Titanium: Columnas
Torre Titanium: Columnas
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Torre Titanium: Columnas
Permitieron construir hasta15 metros de altura sinalzaprimas adicionales.
Torre Titanium: Columnas
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Torre Titanium: Columnas
Torre Titanium: Hall de Acceso
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Torre Titanium: Hall de Acceso
Torre Titanium
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Torre Titanium
Torre Titanium
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Torre Titanium
Torre Titanium: Losa de Trancamiento – e = 30 - 40cm
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Losa de trancamiento(transferencia de corte)
Torre Titanium: Vigas Pretensadas
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Torre Titanium: Vigas Pretensadas
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Torre Titanium
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Losetas prefabricadas
Torre Titanium: Losetas prefabricadas
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Torre Titanium: Losetas prefabricadas
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Torre Titanium: Grúa Trepante
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Torre Titanium: Grúa Trepante
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X JORNADAS ACHISINA 2010
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Modo Periodo UX UY RZ Suma UX Suma UY Suma RZ
1 5.64 0.003 46.71 1.61 0.003 46.71 1.612 4.07 34.09 0.019 6.71 34.09 46.73 8.32
3 3.20 13.73 0.015 18.64 47.02 46.74 26.96
Torre Titanium: Resultado Análisis
Períodos y Masa Modal
Factores de Amplificación
SUB6 R*x 5.624
Rxn R*y 5.289
CP1 R*x 7.838
SS R*y 10.048
Torre Titanium
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Los modelos estructurales sedesarrollaron enETABS 8 de CSI.
VigasDintelesMuros
Muros-MarcoPilaresLosasCargasSolicitaciones
Torre Titanium: Disipadores Sísmicos
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Torre Titanium: Control de Deformaciones
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Reducción de deformaciones
entre un 20% y 45% (Drifts)
Torre Titanium: Control de Deformaciones
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Para la dirección longitudinal sepropuso usar masa sintonizada:
Las masas serían dos bloques de 441Ton(44m² en planta y 3m de altura).
X
X
Torre Titanium: Control de Deformaciones
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Como alternativa al AMS se proponendisipadores metálicos UFP.
X
X
Torre Titanium: Control de Deformaciones
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Torre Titanium: Control de Deformaciones
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Sismo Melipilla NS en la dirección X
Disipadores de 72 placas endiagonales .
Se reducen los driftshasta un 30%.
Torre Titanium: Solicitaciones de Viento
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RWDI – Tunel de VientoCaracterísticas
- Empresa: RWDI
- Ubicación: Londres, Inglaterra
- Modelo: Escala 1:400
- Se tomaron datos estadísticos de velocidades de viento, entregados porDirección de Aeronáutica Civil. Aeropuerto Arturo Merino Benitez
- Modelo incluye estructuras a 480 mts. a la redonda
- Resultados incluyen momento torsor no considerado en la NCh. 432 Of. 71
- RWDI entrega 24 combinaciones de estados puros considerando las
direcciones y magnitudes del viento en Santiago
Torre Titanium: Solicitaciones de Viento
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Torre Titanium:Solicitaciones de Viento
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Las presiones en la cara
oeste varían entre 150 y250 kgf/m².
Torre Titanium:Solicitaciones de Viento
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Las succiones en la caraoeste varían entre 150 y400 kgf/m².
Torre Titanium
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Torre Titanium
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Torre Titanium
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Torre Titanium
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Torre Titanium
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Torre Titanium
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Edificio Millenium
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Pisos: 30Subte: 5T = 3.18sAño: 1997
El Bosque 500
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Pisos: 24
Subterráneo: 5
Año: 2001
El Bosque 500: Planta piso 4
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El Bosque 500: Detalles pilares inclinados
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El Bosque 500: Confinamiento muro
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Edificio Condell
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Pisos: 26Subterraneo: 4T = 1.77s
Año: 2004
Edificio Condell: Planta piso 2
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Santiago Downtown 6
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Pisos: 26Subterraneo: 3T =1.61s
Año: 2004
Santiago Downtown 6: Planta
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Edificio José Domingo Cañas
Pisos: 20
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Pisos: 20Subterraneo:1
T =1.68s
Año: 2004
Edificio José Domingo Cañas: Planta piso 2
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Borde Bahía
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Pisos: 30T = 2.56sAño: 2006
Borde Bahía: Planta
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Hospital Militar de la Reina
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Se utilizaron 164 aisladores en 50.000m² (50 nucleos de plomo)
Hospital Militar de la Reina: Disipadores
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Variación Espectro NCh 433
MODIFICACIONES DEBIDAS A SISMO
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Variación Espectro NCh 433
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• Todo el refuerzo transversal, incluyendo las amarras,deberá terminar en gancho de al menos 135º
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• El diámetro de la armadura transversal debe ser
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Ø longitudinal Ø transversal
≤18 ≥8
18< Ø ≤ 28 ≥10
28< ≥12
• Donde se requiera elementos especiales de borde, el refuerzodebe extenderse verticalmente una distancia no menor al mayorvalor entre lw y hw/6.
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• Debe abarcar por lo menos 0.25 lw y su espesor no debe sermenor a 300mm
lw
e≥300mm
0.25 lw
Fuera de Norma NCh 433 y NCh 430, listado normasnuevas
f ó
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• 1. Anclaje y fijación de elementos secundarios (excluidos cielos).
• 2. Reparación Patrimonial.
• 3. Edificaciones Estratégicas y de Servicio Comunitario.
• 4. Proyecto de Ingeniería Estructural.
• 5. Empujes de suelo sísmicos y estáticos sobre subterráneos deedificios.
• 6. Actualización de normas de ascensores
• 7. Norma de diseño estructural para maremotos y zonasinundables.
Cambio en Ordenanza
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• El Revisor estructural pasa a ser corresponsable
• La ITO es responsable
• Arquitecto tiene responsabilidad• Constructor tiene responsabilidad
• El ingeniero estructural tiene responsabilidad
Parque TitaniumPlanta piso tipo
Pisos: 23 ZS: 2Suelo: II
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Corte 1
Corte 2
Corte 3
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Diseño Balanceado y diseñoεs = 0.004 y εc = 0.003
I-090 Diagrama de Interacción Pu Mu
L
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I-090 Diagrama de Interacción Pu - MuMuros con Elementos de Borde
∆ρ∆ρ∆ρ∆ρ = 1%
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0 0,1 0,2 0,3
Mu / (f'c ·Ag·L)
P u / ( f ' c A g
)
f’c = 25 MPa
fy = 420 MPa
γ = 0.9
ρ = 8%
e/L = 0.1 0.2
0.3
0.4
0.5
1.0
2.0
fs = 0
fs = fy
1%
0.003 - 0.004
Lb = (1 – γ )·L longitud. elem. bordeρw = 0,0050 cuantía de reparticiónρ = As / (b · Lb) cuantía elem. borde
Pu
e
bγ ·L
Lb LbLw
Innovaciones a futuro
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• Acero de baja aleación, soldable y sismoresistente.
• C.E. < 0,55%• Esto se refleja en un ensayo de doblado con un mandril de menor diámetro.• Verifique usted siempre que el acero puesto en obra sea el mismo que especificóel calculista.
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Influencia de la Fibra en el f’c
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Resistencia a la Compresión de los
CUAD
400
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0
50
100
150
200
250
300
350
0 0.005 0.010 0.015 0.020
Deformación Unitaria strain, m/m
CUAD sin fibras, confinado
y presfoforzado
CUAD sin fibras, confinado
CUAD con fibrasCAD
Convensional
CUAD con fibras,confinado y presforzado
CUAD con fibras, confinado
E s f u e r z o ,
M P a
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Pasarela Peatonal Sherbrooke
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Puente Sakata Mirai
ConclusionesE S i é i i
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• Estructura Sana, simétrica y sinirregularidades
• Rigidez adecuada
• Alto grado de redundancia estructural
• Detallamiento cuidadoso• Revisión detallada pensando en posibles
problemas
Torre Titanium
Muchas Gracias
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Alfonso Larraín
VialAlfonso Larraín Vial & Asociados
info@alving.cl
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