Influencia del concreto liviano en el desempeño sísmico de una vivienda multifamiliar de 10 pisos ubicada en Lima

Abstract

La presente investigación contempla el diseño de 2 estructuras de 10 pisos, una hecha de concreto convencional y otra de un concreto ligero de arcilla expandida, cabe mencionar que para el diseño y análisis de la estructura de concreto ligero se han considerado criterios del ACI 213R para posteriormente ser verificados con las normativa peruana (norma E030 y E060); sin embargo, analizar una edificación hecha con un material que no ha sido usado con objetivo sismo resistente en nuestra nación, tiene la necesidad de ser evaluado con un método más preciso que el análisis lineal estipulado en nuestra normativa E030. Para este caso, el método de evaluación sísmico está en base al diseño por desempeño que contempla un análisis estático no lineal, el cual permite ver a mejor detalle las diferencias en el comportamiento estructural de ambas edificaciones luego de superar su estado lineal. El objetivo de evaluar ambas estructuras es el de evidenciar la influencia que tiene el uso del concreto ligero en el diseño estructural, comportamiento no lineal, desempeño sísmico y costos en comparación de una estructura de concreto convencional. Tras la evaluación por desempeño sísmico se determinó que, para este caso en específico, las edificaciones convencional y de concreto ligero no cumplen con todos los objetivos de desempeño planteados para una vivienda multifamiliar; sin embargo, la estructura de concreto ligero presenta una mejor respuesta dinámica en comparación de la estructura convencional debido a su principal propiedad, el de presentar un menor peso, que dio como resultados valores de pseudoaceleración mayores al de la estructura de concreto convencional. Finalmente se hace una comparación de costos, donde no se vio mucho ahorro al usar un concreto ligero, pero que este resultado se podría optimizar si se usara el concreto convencional y ligero de forma mixta en una edificación, teniendo en cuenta que el concreto ligero si se puede usar en elementos estructurales que resistan fuerzas sísmicas.

The present investigation contemplates the design of 2 structures of 10 floors, one made of conventional concrete and another of a lightweight concrete of expanded clay, it is worth mentioning that for the design and analysis of the structure of light concrete, criteria of the ACI 213R have been considered for subsequently be verified with Peruvian regulations (E030 and E060); However, to analyze a building made with a material that has not been used with a resistant earthquake objective in our nation, needs to be evaluated with a more precise method than the linear analysis stipulated in our E030 regulations. For this case, the seismic evaluation method is based on the performance design that contemplates a non-linear static analysis, which allows us to see in greater detail the differences in the structural behavior of both buildings after overcoming their linear state. The objective of evaluating both structures is to demonstrate the influence of the use of lightweight concrete in structural design, non-linear behavior, seismic performance and costs in comparison to a conventional concrete structure. After the evaluation for seismic performance, it was determined that, for this specific case, conventional and light concrete buildings do not meet all the performance objectives set for a multi-family home; however, the lightweight concrete structure has a better dynamic response compared to the conventional structure due to its main property, that of presenting a lower weight, which resulted in pseudo-acceleration values greater than that of the conventional concrete structure. Finally, a cost comparison is made, where there was not much savings when using a lightweight concrete, but that this result could be optimized if conventional and lightweight concrete is used mixed in a building, taking into account that the lightweight concrete does It can be used in structural elements that resist seismic forces.