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nos muestra informacion sobre cargas vivas y cargas muertas
Tipo: Monografías, Ensayos
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Docente: Jorge Alberto Ramos Hernandez. Grupo 5:
Introducción Para edificar estructuras seguras y bien planteadas es necesario comprender que tipos de fuerzas actúan sobre la misma y de que manera podemos contrarrestarlas. Toda estructura se enfrenta a cargas a lo largo de su ciclo de vida, las cuales impactan de manera directa en su comportamiento, estabilidad y durabilidad. Por ende, el estudio de estas cargas es crucial en el proceso de diseño estructural. Entre las principales fuerzas que una construcción debe soportar, encontramos las cargas muertas, cargas vivas y cargas accidentales, las cuales tienen que ver con fenómenos naturales como sismos y vientos. En Perú, es particularmente relevante implementar estrategias que ayuden a disminuir el efecto de estos eventos en las construcciones, ya que es una zona altamente sísmica. Para esto, ahondaremos en los sistemas de aislamiento sísmico, los cuales han emergido como una solución innovadora que mejora de forma notable el rendimiento estructural. Además, analizaremos ejemplos de construcciones internacionales que han adoptado estas tecnologías para la comprensión de su uso práctico y los beneficios que brindan en términos de seguridad y resistencia.
sísmicas, cargas por viento, cargas por cúmulos de nieve, lluvias, variaciones térmicas, etc. Se presentan de manera inesperada y cambiante, por lo que deben haber sido contemplados previamente en el planteamiento del proyecto para evitar fallas que afecten su capacidad.
2. Aislador térmico Un aislador térmico es un material o sistema constructivo diseñado para disminuir la transferencia de calor entre espacios con diferentes temperaturas. En arquitectura se utiliza para mejorar el confort interior y reducir el consumo energético de una edificación. Se instala principalmente en muros, cubiertas, pisos y fachadas, formando parte de la envolvente térmica del edificio. Su funcionamiento se basa en que estos materiales presentan baja conductividad térmica, es decir, ofrecen resistencia al paso del calor por conducción. Además, muchos aislantes contienen aire atrapado en celdas o fibras internas, lo cual reduce también la convección. Gracias a ello, en climas fríos conservan el calor interior y en climas cálidos limitan el ingreso de calor exterior. Entre los materiales más usados se encuentran la lana mineral, poliestireno expandido, poliuretano y corcho. En síntesis, las ventajas del aislamiento térmico son: ahorro energético, mayor confort interior, reducción de humedad por condensación, menor uso de calefacción o aire acondicionado y mejora ambiental del edificio. Sus desventajas son: costo inicial de instalación, necesidad de mano de obra adecuada, posible pérdida de eficiencia por humedad o mala colocación, y variación del rendimiento según el material utilizado
3. Taipei 101 (Taiwán): Amortiguador de Masa Acoplada El sistema de protección sísmica del Taipei 101 se fundamenta en un Amortiguador de Masa Acoplada (Tuned Mass Damper o TMD), diseñado para mitigar las vibraciones estructurales causadas por vientos de tifones y movimientos telúricos. De acuerdo con Abbott (2004), esta estructura fue el primer rascacielos de gran altura en dejar expuesto su sistema de amortiguación como un elemento tanto funcional como estético. 3.1. Configuración y Especificaciones del Sistema El dispositivo consiste en una esfera de acero de 660 toneladas métricas, suspendida entre los niveles 87 y 92 mediante ocho cables de acero de alta resistencia de 42 metros de longitud (Poon et al., 2004). La esfera está compuesta por 41 capas de placas de acero de 125 mm de espesor, soldadas para formar un cuerpo con un diámetro de 5.5 metros. 3.2. Mecanismo de Disipación de Energía El principio de operación se basa en la inercia y la resonancia. Cuando fuerzas externas inducen una oscilación en la torre, el péndulo se desplaza en una fase opuesta al movimiento de la estructura. Este fenómeno se complementa con los siguientes componentes técnicos: 3.2.1. Cilindros Hidráulicos: En la base del amortiguador, ocho dispositivos de flujo viscoso absorben la energía del movimiento del péndulo, convirtiéndola en calor y limitando la amplitud de la esfera (Abbott, 2004).
La protección del edificio no reside en la rigidez absoluta, sino en su capacidad de disipación de energía mediante amortiguadores de fluido viscoso. ○ Componentes: El sistema integra 98 amortiguadores sísmicos distribuidos estratégicamente en la estructura (Zeevaert, 2003). ○ Ubicación: 74 amortiguadores se localizan en los grandes marcos en forma de diamante (brazos de acero) de la torre y 24 en el núcleo central de concreto. ○ Materiales: Cada dispositivo consiste en un cilindro de acero de alta resistencia que alberga un pistón y fluido de silicona compresible, diseñado para operar sin mantenimiento durante décadas. 4.2. Mecanismo de Disipación de Energía El principio de operación se basa en la conversión de energía cinética en calor, evitando que la estructura absorba el impacto total del sismo. 4.2.1. Acción del Fluido: Durante un evento telúrico, el movimiento relativo entre los niveles del edificio activa los pistones, los cuales fuerzan el fluido a través de orificios controlados. Esta resistencia genera una fuerza amortiguadora que se opone al movimiento de la torre (Taylor, 2004). 4.2.2. Reducción de Deflexión: El sistema permite que el edificio tenga un amortiguamiento cercano al 10% del crítico, una cifra significativamente mayor al 2% que poseen las estructuras convencionales. Esto reduce las aceleraciones laterales y el desplazamiento de los pisos (deriva).
4.2.3. Cimentación Profunda: El sistema de amortiguadores trabaja en conjunto con 252 pilotes que penetran 60 metros hasta alcanzar el estrato resistente, garantizando la estabilidad global contra el vuelco y la licuación de suelo. 4.3. Eficiencia Estructural La implementación de esta tecnología permite a la Torre Mayor resistir sismos de hasta magnitud 8.5 Mw. Su eficacia quedó validada durante el sismo de Colima en 2003 (7.6 Mw): mientras que en la zona del Paseo de la Reforma se reportaron daños menores en edificios aledaños, la Torre Mayor no sufrió daños estructurales ni arquitectónicos, y sus ocupantes pudieron continuar sus labores minutos después del evento (Zeevaert, 2003).
El sistema estructural del Brock Commons Tallwood House se fundamenta en un modelo híbrido que combina núcleos de hormigón armado con una superestructura de madera masiva, diseñado para demostrar la viabilidad de materiales sostenibles en edificios de gran altura. Según Karacabeyli y Douglas (2017), esta edificación fue, al momento de su finalización, la estructura de madera más alta del mundo, alcanzando los 57.9 metros distribuidos en 18 niveles. 5.1. Configuración de la Cimentación y Subestructura La base del edificio se asienta sobre un sistema de cimentación de hormigón armado, compuesto por zapatas de tipo superficial y corrida perimetral, integradas con losas de cimentación que garantizan la estabilidad del conjunto. De acuerdo con Connolly et al.
eficiente de cargas laterales (viento y sismo) desde los pisos hacia los núcleos rígidos (Connolly et al., 2018). ● 5.3.2. Conexiones Columna-Columna: Se utilizan placas de acero en los extremos superior e inferior de las columnas para facilitar una conexión directa que minimiza el aplastamiento de las fibras transversales de la madera en los encuentros con las losas. 3.4. Eficiencia y Protección Pasiva Uno de los mayores logros del proyecto es su resistencia al fuego. El sistema de encapsulado completo de la estructura de madera, mediante múltiples capas de placas de yeso, proporciona una clasificación de resistencia al fuego de hasta 2 horas, superando los estándares de seguridad exigidos para edificios de esta escala (Karacabeyli & Douglas, 2017). Esta configuración permitió un proceso de montaje acelerado, completando la estructura de madera en menos de 70 días tras la finalización de los núcleos de concreto.} Bibliografía: Abbott, R. J. (2004). The world's tallest: Taipei 101. Council on Tall Buildings and Urban Habitat (CTBUH). https://www.ctbuh.org/ Poon, D. C., Shieh, S. S., Joseph, L. M., & Chang, C. F. (2004). Structural design of Taipei 101, the world's tallest building. Modern Steel Construction, 44(5), 48-55. Taipei Financial Center Corp. (2023). Structural engineering and TMD technical specifications. Official Taipei 101 Records. https://www.taipei-101.com.tw/
Taylor, D. P. (2004). Surviving the 2003 Mexico City earthquake with fluid viscous dampers [Sobreviviendo al terremoto de la Ciudad de México de 2003 con amortiguadores de fluido viscoso]. Taylor Devices Inc. https://www.taylordevices.com/technical-papers/ Zeevaert, L. (2003). Análisis sísmico de la Torre Mayor: Comportamiento ante el sismo de enero de 2003. Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural (SMIE). Flores Asencio, S., Gonzáles Martínez, P., & Ramos Ruiz, G. (2025). Aislamiento térmico como estrategia de mejora del confort en viviendas de zonas frías a gran altitud. Ingeniería: Ciencia, Tecnología e Innovación, 12(1). https://doi.org/10.26495/5da2t Bonaccorso, G. (2024, mayo 31). Materiales de aislamiento térmico de edificios. Archweb. https://www.archweb.com/es/materiales-de-aislamiento-t%C3%A9rmico/ Pelegrín Fuster, J. R. (2012). Aislamiento térmico en cubiertas: ejecución y puesta en obra [Trabajo de fin de grado, Universidad Politécnica de Cartagena]. Repositorio UPCT. https://repositorio.upct.es/bitstream/handle/10317/3078/tfg73.pdf Connolly, T., Loss, C., Iqbal, A., & Tannert, C. (2018). Feasibility study of mass timber envelopes for tall wood buildings. Energy and Buildings , 171 , 242-251. https://www.researchgate.net/publication/326758494_Feasibility_Study_of_Mass- Timber_Cores_for_the_UBC_Tall_Wood_Building Fast, P., Jackson, R., & Berrevoets, K. (2017). Brock Commons Tallwood House: A Case Study. Wood Design & Building Magazine , (74), 12-19. https://www.fastepp.com/wp- content/uploads/WCTE-Tallwood-House-at-Brock-Commons-Case-Study-Credit-Fast- Epp.pdf
