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Sistemas Estructurales más comunes en Edificios de Concreto Armado

Los sistemas estructurales más comunes en edificios de concreto armado generalmente se clasifican en función de su altura.

Los tipos de soluciones estructurales conocidas, tienen un desempeño adecuado en función del tipo de cargas que les corresponda resistir. En este caso, las cargas principales a tomar en cuenta son las permanentes, el viento y el sismo.

1 – Aunque existen buenas razones para limitar su uso, el primer grupo de estos sistemas corresponde al de Losas sin Vigas sobre Columnas, este sistema NO es deseable en zonas sísmicas debido a la terrible experiencia de México 85 donde colapsaron un gran número de estos, incluyendo 8 hospitales. La razón fundamental es la deficiencia de la unión losa columna. En tal sentido, se ha investigado mucho este problema con miras a alcanzar diseños adecuados para zonas sísmicas. No obstante, nuestro reglamento limita su uso. Este tipo de sistemas deberá ser acompañado por líneas de resistencia en ambas direcciones para absorber las cargas laterales. Su uso generalmente se delega a estructuras de hasta 10 pisos.

2 – El segundo sistema se refiere a las Losas sin Vigas sobre Muros de Concreto Armado. Este sistema presenta un comportamiento mucho más deseable, es poco frecuente en nuestro país (República Dominicana) y es utilizado para edificios de hasta 15 pisos.

3 – Sistemas combinados con Losas sin Vigas y Estructura dual formada por Pórticos y Muros de Concreto Armado, este sistema se utiliza para edificios entre 20 pisos.

4 – Sistemas formados por Muros de Concreto Armado y Vigas de Acoplamiento, el cual es preferido para edificios de hasta 25 pisos al igual que el sistema de Pórticos Rígidos.

5 -Sistemas formados por Pórticos que forman Tubos Verticales. Generalmente este sistema de tubos se delega a una separación entre columnas entre 2.5 m y 4.5 m las cuales a su vez se unen a través de vigas de gran peralte, no obstante este sistema puede lograr su acción de tubo con espacios mayores en el perímetro y el uso de las vigas de gran peralte. Este sistema se aplica a edificios de hasta 30 pisos.

6- Sistemas formados por Vigas de Sección Variable, los cuales se aplican a edificios de hasta 30 pisos.

7- Sistema de estructuras formadas por un Núcleo Central o Tubo, como más se conoce. Generalmente se utiliza para edificios de oficinas, porque permite espacios grandes libres entre los muros de concreto armado y los pórticos y/o la estructura perimetral. Es muy usado para resistir cargas laterales porque concentra una gran cantidad de muros, los cuales proporcionan un comportamiento espacial del núcleo. Se utiliza en edificios de hasta 40 pisos.

8 – Sistema Mixto de Pórticos y Muros de Concreto Armado o de Corte como también se les llama, es el más popular de todos para resistir cargas laterales. Su uso más común lo tenemos en edificios entre 10 y 50 pisos, el cual si se combina con el sistema anterior de vigas de sección variable puede llegar hasta 70 y 80 pisos. En este sistema se aprovecha al máximo la capacidad de ambos, es decir, la eficiencia de los pórticos trabajando a cortante y de las paredes de “cortante” trabajando a flexión, donde a través de las deformaciones horizontales se produce una interacción entre ambos sistemas donde las deformaciones lineales del pórtico son restringidas por la pared en su parte superior y las deformaciones parabólicas de las paredes, son restringidas por los pórticos en su parte inferior. Su acción depende de la rigidez relativa entre ambos.

9- Sistemas formados por Tubo en Tubo de Concreto Armado en su centro y pórticos rígidos con espacios bastante cerrados colocados en su perímetro, es muy eficiente para edificios muy esbeltos. Lo que se busca es lograr una gran viga en voladizo. Su mayor aplicación se refiere a edificios desde 40 pisos hasta unos 80 pisos, debido a que dependiendo de su relación altura ancho, estos pueden necesitar la ayuda de elementos diagonales para el control de las vibraciones y desplazamientos.

10 – Sistemas de Tubos Diagonales Exteriores, en este sistema, los elementos diagonales deben tomar las fuerzas de corte, reduciendo y/o eliminando los momentos en las columnas y en las vigas. Este sistema se puede aplicar a edificios de hasta 90 pisos en forma eficiente.

11 – Sistema de Tubos en Serie, el cual consiste en unir varios sistemas con estructuras de tubos, para formar un gran sistema a través del cual se pueda obtener un sistema de mayor resistencia a cargas laterales, permitiendo unir diferentes formas en planta y elevación. Con este sistema se han alcanzado hasta 120 pisos.

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