Edificio en altura

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Característica Distintiva: como resisten cargas horizontales 
 
Viento: (T<1 seg) presión lateral estática Sismo: Procedimiento reglamentario 
Conservativamente cargas ctes. Cargas estáticas horizontales equivalentes 
 
 Resistencia garantizar seguridad mínima a colapso 
Estructura debe tener: 
 
 Rigidez evitar desplazamientos, reducir vibraciones y contribuir a 
 estabilidad. 
 
+ Ductilidad tener capacidad de sufrir deformaciones plásticas antes 
de colapso 
 
Según rangos de altura algunos sistemas estructurales son más aptos que otros: 
 
Edificio como voladizo, sistema estructural apto si condiciones de rigidez no aumenta 
excesivamente las secciones respecto a condiciones de resistencia. 
 
 
Tipología Estructural 
 
(a) Pórtico (b) Tabiques 
 
Flexión de columnas y vigas Modo por corte Voladizo Modo de flexión 
 
 Deformada Modo deformación Deformada Modo deformación 
 por corte por flexión 
 
(c) Tubos 
 
Vigas y columnas en periferia formado un tubo cerrado 
 
 Estructura Modo deformación intermedio entre flexión y corte 
 
Elementos de distribución 
Vinculan los elementos principales (losas del edificio), condicionan desplazamientos. 
 
Rigidez para transmitir fuerzas en la estructura principal mediante elementos de distribución. 
 Losa infinitamente rígida en su plano 3 grados de libertad para describir movimiento de piso 
 (losa maciza de Hº, losa alivianada con capa de compresión-5cm-y armadura de repartición) 
 Losa o diagrama flexible considerar su flexibilidad y aumentan grados de libertad 
(considerar como intermedio entre infinitamente rígido y rigidez nula: 
Pretensados: 60% - 40% 
Entrepiso madera: 10% - 90%) 
 
 
 
(*) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sistemas estructurales 
 
Al aumentar la altura del edificio: rigidez puede ser limitante, secciones en altura mayor están 
sobredimensionadas para limitar deformaciones con tensiones muy bajas: 
 Límite económico de ese sistema 
 
 
(a) Sistema pórtico (b) Tabiques y tabiques acoplados 
Flexible, aumenta rigidez con mayor J o menor L (unidos por vigas a nivel de losa) 
 Hasta 15-20 pisos hasta 20 30 pisos 
 
 
 
Tabiques acoplados (mejora el comportamiento y aumenta la rigidez) 
 
(a) Unidos por losas (b) Vigas  rígidas (c) Vigas rigidez intermedia 
 (poca rigidez a flexión Bielas) como un voladizo vigas a corte: normales en tabique 
 Cada tabique resiste M0/2 resiste M0 M0: parte por flexión y parte por cupla 
 Elemento A-A (viga E-E) M0= M3 + N3 l 
 
 
 (c) Sistema Pórtico- Tabique 
Hasta 40 pisos 
 
 
 Por corte por flexión Intermedio Qtotal = Qpórtico + Qtabique 
 
 (d) Sistema viga pared escalonada 
 
Tabiques que se alternan en altura y planta, deformación limitada por diafragma rígido: 
 Se deforma poco y se pueden obtener grandes luces libres, hasta 40 pisos 
 
(e) Sistema tubos estructurales 
 
 
 
Tubos incluidos o combinados 
Entre 50-100 pisos (décadas 70-80) 
Columnas próximas entre si y mayores secciones 
de vigas y columnas. 
( separación de columnas 1.5 a 3 m y altura de 
vigas 0.6 a 1.5m) 
 
 Estructura en periferia mejora resistencia (>J) y 
rigidez a torsión. 
 Columnas y vigas interiores resisten cargas 
gravitacionales 
 Mejor aprovechamiento espacio interior 
 
 
(f) Sistema tabiques centrales con vigas de transferencia a columnas 
 
 
Solicitaciones en la estructura 
Solicitaciones globales 
 
 
 
Voladizo en altura con carga uniforme Q uniforme y M parabólico 
 Carga lineal Q parabólico y M cúbico 
 
 
Para análisis estructural Cargas concentradas a nivel de piso 
 (para viento q por área tributaria y para sismo cargas estáticas equivalentes) 
 
Sistema isostático 
 
Edificios más altos: gran tabique (tubo) en 
zona central de planta y mega columnas en 
periferia con vigas de transferencia. 
 
Hasta 125 pisos 
Conjunto de planos resistentes o elementos 
estructurales conectados, c/u trabajando en 
voladizo y conectados entre sí por losas o 
diafragmas rígidos 
 
Solicitaciones para: viento sismo 
 
 
Solicitaciones en los elementos principales 
 
Sistema hiperestático con gran cantidad de incógnitas 
Cargas se transmiten a diafragmas o losas y éstas a cada elemento estructural, así se podría 
identificar la fuerza que en cada nivel ejerce la losa sobre cada elemento: 
 
Fkn: Fuerza sobre elemento estructural k en piso n 
 
Fuerzas sobre los planos resistentes 
 
Fuerza en cada nivel: y por rigidez: 
 
 
 
En general, se suele plantear una distribución del corte por piso, basado en el modelo de edificio de 
corte, que considera vigas infinitamente rígidas y columnas axialmente rígidas que concentra la 
deformación de piso. 
 
2
hh
qFn 1nn 

 
 
 
 
Distribución de corte por piso 
 
Losas infinitamente rígidas en su plano y rigidez despreciable para cargas perpendiculares a ella. 
 
 Qn se transmite a cada elemento estructural en función de la rigidez del mismo 
 (entra en una “bolsa comun” que será distribuido entre los diferentes planos resistentes) 
 
Concepto de Rigidez de Piso 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Columna a flexión 
EI12
LP
L
 EI 12
L
 N 12
P
3
32




 
Método de Rigidez para análisis Rigidez de Piso en Edificio de corte 
 
 
 
 
Barra 2 Barra 1 y 3 
 
 2 3 Barra 1(Nodo 2)- Barra 3(Nodo 3) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 2 3 
 
 
 
 
V2= V3=0 (por columnas axialmente rígidas) 
θ2= θ 3=0 (por vigas infinitamente rígidas) 
 
 
 
 
 
 
 


3
2A
2
2A
ulimulim 
 31
3
32
JJE12
FH
uu

 
  i3
P
P
P
P
P J
H
E12
K;
u
F
K 
 
 
 
 
Plantas con elementos resistentes en dos planos 
 
Centro de masa, CM, Punto donde se consideran los tres grados de libertad por planta. 
En cada planta se obtiene de manera similar al centro de gravedad de la planta pero tomando como 
base las masas. 
 
 
En plantas regulares con carga repartida en forma simétrico coincide con el centro geométrico de la 
misma. 
En CM se consideran aplicadas las fuerzas sísmicas (VER *) 
 
Centro de Rigidez, CR, de un piso, es el punto donde al aplicar el cortante horizontal el piso se 
traslada sin rotar respecto al piso inferior. 
 
Lo ideal es que CM coincida o se encuentre lo más cerca posible del CR para evitar problemas de 
torsión global 
 
 
 
 
 
 
 
Rxi: Rigidez de piso de un elemento en dirección x 
Ryi: Rigidez de piso de un elemento en dirección y 
 
Cada elemento puede tener rigidez respecto a ambos ejes o despreciarse en algunos casos 
 
RxT: Rigidez de piso total de planta en dirección x (sumando contribución de cada elemento) 
RyT: Rigidez de piso total de planta en dirección y (sumando contribución de cada elemento) 
 
 
 
Coordenadas Centro de Rigidez CR 
 
 
De manera análoga a geometría de las masas, se puede calcular el “momento de inercia” de 
las rigideces: 
 
 
 
 
 
 
En distribución izquierda: los tabiques estan en pórticos centrales  mayor rigidez lateral en centro 
En distribución derecha: los tabiques estan en pórticos periféricos  mayor rigidez lateral en el 
borde, mejor condicionado para torsión global. 
 
 
En distribución izquierda: único tabique en dirección X y que pasa por CM 
En distribución derecha: dos tabiques resistentes en dirección X y alejados de CM  mayor rigidez 
para torsión global. 
 
 
 
En distribución izquierda: no hay tabiques en dirección X , en direccion Y es muy rígido con bajo 
desplazamiento lateral pero en direccion X es muy flexible con grandes desplazamientos. 
En distribuciónderecha: lineas resistentes similares en ambos sentidos