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Hay varios tipos de sistemas estructurales utilizados en la construcción de edificios altos. Estos sistemas para edificios de gran altura pueden proporcionar resistencia a las fuerzas sísmicas. Los detalles de estos sistemas estructurales se describen en la siguiente sección.
Tabla de contenido
Sistema estructural para la construcción de rascacielos.
- Marco resistente a momentos
- sistema de muro de corte
- marco de pared o sistema dual
- Losa plana que combina muro de cortante y pórtico
- sistema de tubos
- sistema de núcleo mega
1. Marco resistente a momentos
Como se puede ver en la Figura 1, el marco resistente a momentos consta de un marco plano dispuesto en dos direcciones mutuamente ortogonales. Dichos sistemas tienen alta redundancia, suficiente rigidez torsional, regularidad y capacidad estructural para soportar fuerzas horizontales en todas las direcciones en las que pueden actuar.
Figura 1: Estructura resistente a momentos
Otra característica de este sistema es la necesidad de secciones más grandes de columnas y vigas debido a momentos de flexión más altos, fuerzas de corte y fuerzas axiales en los pisos inferiores. Además, se afirma que el sistema es adecuado para unas 20 plantas y que las uniones entre columnas y vigas deben estar debidamente detalladas ya que se convierten en puntos débiles de la estructura durante los terremotos. Finalmente, si los detalles de unión requeridos arriba no están disponibles, ocurrirá una historia suave indeseable. Por lo tanto, no utilice sistemas resistentes a momentos, especialmente si la junta no permite un diseño adecuado.
2. sistema de muro de corte
Cuando se utilizan muros y columnas en estructuras que soportan momento, se denominan muros de corte porque los muros representan la mayor parte de la fuerza de corte. Un muro de corte es otro tipo de sistema estructural utilizado en la construcción de edificios altos. Para la misma sección transversal, ofrecen una rigidez superior en comparación con las columnas. Como resultado, la deflexión lateral de la estructura es mucho menor que la causada por el uso de columnas. Además, se ha demostrado que la capacidad de los muros de cortante para manejar los momentos flectores es superior a la de las columnas. El sistema de muro sísmico es adecuado para un edificio de 20 pisos y se comporta bastante satisfactoriamente durante los terremotos. Sin embargo, debe saber que es menos detallado en comparación con el enmarcado.
Figura 2: Edificio con sistema de muro de corte
3. marco de pared o sistema dual
Un sistema de doble pared es una combinación de una pared de corte y un sistema de marco. No solo proporciona las ventajas de ambos sistemas juntos, sino que también elimina sus deficiencias. Generalmente, el marco se coloca alrededor del perímetro del edificio y el muro de corte se coloca en el centro de la estructura alrededor de escaleras y ascensores. Además, si el muro de corte colocado en el centro de la estructura no coincide con el centro de gravedad de la estructura, el muro de corte debe colocarse alrededor de la estructura. Además, cuando el marco en el centro de la estructura está conectado a las columnas circundantes, no solo aumenta la capacidad de carga gravitacional de la losa, sino que también aumenta la rigidez del sistema, lo que resulta en una reducción significativa del desplazamiento estructural debido a los terremotos. . . La altura de las estructuras en las que se utiliza este sistema puede llegar hasta los 50 pisos. Finalmente, tales sistemas tienen dos líneas de defensa contra los efectos sísmicos. El primero es para formar una bisagra de plástico en la base de la pared, y el segundo es un marco resistente a momentos que toma el relevo después de que se forma la bisagra de plástico.
Figura 3: Sistema de doble pared multicapa
cuatro Losa plana combinada con muro de cortante y marco
Consiste en losas planas en dos direcciones apoyadas sobre columnas, muros de cortante en el perímetro o núcleo del edificio y un marco resistente a momentos alrededor de la estructura. Dichos sistemas son adecuados para estructuras de hasta 10 pisos de altura. Debido a la baja ductilidad de las conexiones de columnas de losa plana, se debe tener en cuenta que las tiras de losa plana y los pórticos de columnas solo son adecuados para cargas de gravedad. Por lo tanto, los pórticos de columnas de losa plana deben usarse como miembros estructurales secundarios. Finalmente, este marco de sistema estructural es simple, rentable y proporciona alturas de piso bien definidas.
Figura 4: Losa plana combinada con muro de corte y pórtico
Cinco. sistema de tubos
Esta es una versión de desarrollo del pórtico resistente a momento descrito como un pórtico rígido tridimensional capaz de soportar cargas laterales debidas a terremotos. O la ubicación de un fuerte voladizo perpendicular al suelo. La rigidez estructural de los sistemas de tubos se puede mejorar reduciendo el espaciado de las columnas perimetrales, aumentando la profundidad de las vigas de antepecho y combinando varios tubos.
6. sistema de núcleo mega
Los sistemas Mega-core consisten en muros de corte de hormigón armado o compuestos con muchas secciones transversales donde los muros de corte convencionales se extienden continuamente a lo largo de la altura de la estructura. El sistema estructural Megacore puede soportar cargas laterales y verticales de terremotos y vientos y es adecuado para estructuras de 50 pisos.
Figura 5: Estructura de Shenton Way en Singapur, sistema de estructura mega-core utilizado.
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