Análisis de Deformaciones en Nudos Compuestos en Edificio de Oficinas

Abstract

Producto de la innovadora arquitectura e inusual geometría del edificio estudiando en esta memoria, tanto la secuencia constructiva como la correcta materialización de los elementos que la componen resultan cruciales para que la estructura se comporte según su diseño. Motivo por el cual es interesante realizar un análisis comparativo entre los esfuerzos (axial y momento) reales existentes en los principales elementos estructurales y lo determinado a partir de un modelo teórico de la estructura realizado en Etabs. El análisis comparativo se realizó para seis estados de carga, donde cada uno de ellos representa un momento preciso de la construcción de la obra. La estructura estudiada cuenta con un núcleo de hormigón, de 15.8 [m] por lado, y un marco perimetral formado de vigas y columnas de hormigón armado. Al nivel de la losa del cielo del primer piso, nacen 48 puntales inclinados de sección compuesta por perfiles de acero y hormigón armado, desde donde se apoya la losa del cielo piso tres, cuyas dimensiones son de 30.95 [m] por lado. Luego, las dimensiones de la plantas se incrementan piso a piso, hasta lograr que la losa del cielo piso veintiuno tenga una dimensión de 39.50 [m] por lado. La inclinación de los puntales y de las columnas se traduce en un desequilibrio de fuerzas en el nudo donde éstos se encuentran produciéndose tracciones en la losa. Este efecto se contrarresta postensando la losa ubicada al nivel del encuentro en tres etapas. Para realizar el análisis comparativo entre los esfuerzos reales y los teóricos en la estructura se instalaron 52 sensores que permiten el registro de las deformaciones unitarias (strain gauges) de la losa y una selección de columnas y puntales. De ellos, sólo 29 presentaron resultados válidos para ser empleados en el análisis. De los sensores instalados en la armadura de la losa, se concluyó que estos respondieron según el modelo teórico. Al postensar la losa, las deformaciones obtenidas fueron de compresión mientras que al aumentar el número de pisos construidos, desde finalizado el postensado, las deformaciones obtenidas disminuyeron por efecto de la tracción que generan los pisos adicionales. Además, en dos de las tres secciones analizadas de la losa, el esfuerzo resultante, para todos los estados de carga y especialmente para el último, fue de compresión. Este resultado es correcto ya que la sobrecarga aún no se encuentra presente y es necesario que exista una compresión suficiente en la losa como para contrarrestar la tracción que ésta generará. Sólo en una de las secciones el esfuerzo obtenido fue de tracción pero se debió a un efecto local producto de la disposición de los ductos de postensado y no genera mayores inconvenientes en cuanto al comportamiento global del elemento. En las columnas, el esfuerzo axial correspondiente a la obra gruesa terminada fue un 30% menor que el determinado por el modelo Etabs. Mientras que en los puntales, para el mismo estado de carga, el esfuerzo axial obtenido fue un 4% menor que el determinado a partir del modelo teórico. En el caso de los puntales, el esfuerzo axial correspondiente a los estados de carga intermedios, asociados al avance de la obra existente antes y después de realizar cada uno de los postensados, fue desde aproximadamente un 20% menor que el determinado teóricamente a un 50% mayor que el determinado teóricamente. Tanto en columnas como en puntales, existió flexión en torno a ambos ejes, siendo mayor la flexión en torno al eje de mayor inercia. La dirección de la flexión en los elementos fue consistente con lo observado en el modelo teórico pero la magnitud de ésta fue un orden mayor. A pesar de ésta diferencia, los esfuerzos obtenidos corresponden, en el peor de los casos, a no más de un 20% de la capacidad nominal de la sección calculada de forma simplificada.