Transparencias Tipologia Edificios Altos

  • Published on
    27-Dec-2015

  • View
    12

  • Download
    3

Transcript

  • Tipologa Estructural de Edificios enAltura

    Victorio E. Sonzogni

    UTN FRSF

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 1/36

    Edificios en alturaCaracterstica distintiva desde el punto de vista estructural:necesidad de resistir acciones horizontales.Cargas horizontales:

    vientosismosotros (explosiones...)

    Cargas sobre un edificio:(a) Cargas de viento; (b) Fuerzas ssmicas equivalentes

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 2/36

    RIMACTextofile:///C:/Users/RIMAC/Downloads/Transparencias_Tipologia_Edificios_Altos.pdf

  • Edificios en alturaLa estructura resistente a cargas horizontales debe poseer:

    Resistenciapara evitar colapso o rotura de secciones o elementos.Rigidez

    para evitar deformaciones excesivaspara evitar vibraciones excesivaspara contribuir a la estabilidad

    Edificio voladizo (globalmente)Un sistema eficiente:no incrementar las dimensiones de los elementos estructurales(vigas, columnas, ...) ms all de las dimensiones necesarias debidoa las cargas verticales.

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 3/36

    Tipologa estructuralElementos constituyentes

    Elementos principalesSon los encargados de transmitir las fuerzas horizontales a lafundacin

    Elementos planosPrticosTabiques

    Elementos espacialesTubo

    Elementos de distribucinSon los encargados de distribuir las fuerzas entre los elementosprincipales.

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 4/36

  • Prtico(Marco)(Frame)

    (a) Deformada; (b) Modo de deformacin de corte

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 5/36

    Tabique

    (Muro de cortante, pantalla, pared)(Shear wall)

    (a) Deformada; (b) Modo de deformacin de flexin

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 6/36

  • Tubo estructural

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 7/36

    Tubo estructural

    Distribucindefuerzasaxialeseneltuboperforado

    Reparticindefuerzasaxialesenlamnsula

    Ladoabarlovento

    Viento

    Distribucin de fuerzas normales en columnas

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 8/36

  • Elementos de distribucinEncargados de vincular los desplazamientos de los elementosprincipalesLosas de entrepisoLosas infinitamente rgidas en su plano: con tres grados de libertadpuede describirse el movimiento del piso correspondiente en eseplano.Una losa maciza de hormign armado puede considerarse comosuficientemente rgida en su plano.Tambin puede serlo una losa alivianada siempre que la capa decompresin sea no inferior a un valor lmite (generalmente 5 cm) yposea adecuada armadura de reparticin.En general en lo que sigue se supondr que las losas sonsuficientemente rgidas para caer dentro de este caso descripto.

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 9/36

    Sistemas estructuralesCon los elementos descriptos sistemas estructuralesAl aumentar la altura, hay un punto en el cual losdesplazamientos (rigidez) controla el diseo.Este punto depende del tipo de sistema estructural

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 10/36

  • Sistemas estructuralesa) Sistema de Prticos

    Estructurado exclusivamente con prticos.Es un sistema flexible. Si se desa incrementar la rigidezdebe incrementarse la seccin (el momento de inercia aflexin) de las vigas o columnas, o disminuir la longitudde las vigas (por interposicin de ms columnas).Este sistema es eficiente para alturas no mayores de15-20 pisos.

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 11/36

    Sistemas estructuralesa) Sistema de Prticos

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 12/36

  • Sistemas estructuralesb) Sistema de Tabiques y Tabiques acoplados

    La resistencia a cargas horizontales est confiadaexclusivamente a tabiquesTabiques acoplados se da cuando dos (o ms) tabiquescoplanares son conectados entre s por medio de vigas(dinteles) a nivel de cada losa.Esto se presenta, por ejemplo, cuando un tabique debe ser perforado en cada pisopara permitir el paso de una puerta. El acoplamiento de los tabiques confiere a stosuna mayor rigidez y mejora su comportamiento.

    Este sistema es eficiente para alturas no mayores de20 a 30 pisos.

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 13/36

    Sistemas estructuralesb) Sistema de Tabiques y Tabiques acoplados

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 14/36

  • Sistemas estructuralesTabiques acoplados

    f1

    q(x)

    f2 f3f1f2

    f3

    M1 M1 M2 =M0 2M3M0 M0

    N3l l

    N3N3

    M3M3M1 M1M2

    s1s2

    s3

    s3

    N

    s3

    M

    ( )a ( )c( )b

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 15/36

    Sistemas estructuralesc) Sistema de Prticos y Tabiques combinados

    Sistema de buen comportamientoCada elemento contribuye a suplir las deficiencias delotro.La deformacin del prtico es del tipo de corte y la deltabique, de flexionLa losa rgida obliga a desplazarse solidariamente.Se han llegado a construir edificios de hasta 40 pisos.

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 16/36

  • Sistemas estructuralesc) Prticos y Tabiques combinados

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 17/36

    Sistemas estructuralesc) Prticos y Tabiques combinados

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 18/36

  • Sistemas estructuralesd) Viga pared escalonada

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 19/36

    Sistemas estructuralesd) Viga pared escalonada

    Planoresistente k Planoresistente k+1

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 20/36

  • Sistemas estructuralesd) Viga pared escalonada

    Ventaja de poder obtener grandes luces libres (7 a 20m)Se han construido hasta unos 40 pisos de altura.

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 21/36

    Sistemas estructuralese) Tubos estructurales

    Usa tubo estructuralVentaja de poder disponer de columnas ms prximas entre s ytener mayor seccin en vigas y columnas que en el caso de prticos.La separacin entre columnas es del orden de 1,5 a 3 m y la alturade vigas puede ser de 0,60 a 1,50 m.Otras ventajas:

    Mejor distribucin de la estructura, al ubicarla en el permetro (mayor momento deinercia de la seccin global); a la vez que confiere una buena resistencia y rigideza la torsin del edificio.Las columnas y vigas interiores son solamente para resistir las cargasgravitacionales. Esto posibilita una tipificacin de la construccin.Puede darse mejor aprovechamiento al espacio interior.

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 22/36

  • Sistemas estructuralese) Tubos estructurales

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 23/36

    Sistemas estructuralese) Tubos estructurales

    Variantes: tubos incluidos (tube-in-tube), tuboscombinados o tubos con diagonales en fachadaCon estos sistemas se han construido los edificios msaltos en las dcadas de 1970-1980: con alturas entre50 y 100 pisos.

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 24/36

  • Sistemas estructuralesf) Sistemas de megacolumnas con tabiques

    Un ncleo (tabiques o porticos rigidizados condiagonales) responsable de resistir las solicitaciones decorteMega-columnas en la periferia, conectadas con eltabique central a travs de grandes vigas (oentramados) que se colocan cada varios pisos.Esas vigas transmiten (por corte) fuerzas verticales alas mega-columnas, que trabajan a compresin y atraccin.

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 25/36

    Sistemas estructuralesf) Sistemas de megacolumnas con tabiques

    Vigas

    MegacolumnasNcleo

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 26/36

  • Sistemas estructuralesf) Sistemas de megacolumnas con tabiques

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 27/36

    Sistemas estructuralesf) Sistemas de megacolumnas con tabiques

    Vigasdetransferencia

    Tabique

    Columnasexteriores

    CompresinTraccin

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 28/36

  • Edificios construidos

    Edificio Union e Benevolenza (Rosario)Fue el primer edificio en torre de la ciudad, en 1943.17 pisos, 52 m de alturaEstructura de prticos de hormign armado.Ver imagen

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 29/36

    Edificios construidos

    Edificio Minordo (Rosario)25 pisos, 75 m de alturaEstructura de tabiques.Direccin longitudinal: muros medianeros demampostera.Direccin transversal: tabique de hormign (ncleode circulaciones verticales). Tabiques acoplados.Ver imagen

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 30/36

  • Edificios construidos

    Mentor (Rosario)Construido en 196121 pisos, 63 m de alturaEn direccin longitudinal, sistema de prticos ytabiques combinados. (Excepto en planta baja: soloprticos)En direccin transversal, sistema de prticos.Ver plantaVer alzada

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 31/36

    Edificios construidos

    Torres El Faro (Buenos Aires)Construido en 2003, es el edificio ms alto deArgentina.47 pisos, 160 m de alturaSistema de tubos estructurales incluidos(tube-in-tube)Ver fotoVer plantaVer construccion

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 32/36

  • Edificios construidos

    Edificios en hormign armadoKavanagh, Buenos Aires (1934), en su momento eledificio ms alto de Amrica Latina y el ms alto delmundo con estructura de hormign armado, con 120m de altura, 31 pisos. Ver fotoWater Tower Place, Chicago (1976), 74 pisos y 262m de alturaCentral Plaza, Hong Kong (1992), 78 pisos y 309 mde altura. El ms alto del mundo con estructura dehormign armado.

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 33/36

    Edificios construidos

    Edificios en aceroEmpire State, New York (1931), 102 pisos y 381 mde altura.World Trade Center, New York (1972), 110 pisos y417 m de alturaSears Tower, Chicago (1974), 110 pisos y 443 m dealtura. El edificio ms alto con estructura de acero.

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 34/36

  • Edificios construidos

    Edificios acero y hormign (mixta)Torres Petrona, Kuala Lumpur, Malasia (1998), 88pisos y 452 m de altura.Taipei 101, Taipei, Taiwan (2003), 101 pisos y 508 mde altura.Ver fotoVer planta

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 35/36

    Edificios construidos

    Council on Tall Buildings and Urban HabitatTop 100fotos edificios altos

    Tipologa Estructural de Edificios en Altura p. 36/36

  • 11

  • 2

  • 3

  • Torres El Faro, Buenos Aires

    4

  • Torres El Faro, Buenos Aires

    5

  • Edificio Kavanagh, Buenos Aires

    6

  • Torre Taipei

    7

  • Torre Taipei

    8

  • 9