Análisis comparativo de costos entre sistemas combinado y dual con capacidad Mínima de disipación de energía en zona de amenaza sísmica baja en el país
Desde hace varios años en Colombia se evidencia un incremento significativo en el costo del metro cuadrado de los predios; ubicándose la ciudad de Barranquilla en el octavo puesto con mayor valorización predial entre el año 2010 y 2020, con un aumento de 74.4% (Hernández, Llanes, & Téllez, 2021)...
- Autores:
-
Barandica Vega, Laura Marcela
Tejedor Martínez, Gabriela Stefany
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2023
- Institución:
- Corporación Universidad de la Costa
- Repositorio:
- REDICUC - Repositorio CUC
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.cuc.edu.co:11323/10661
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/11323/10661
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- Palabra clave:
- Sistema combinado
Sistema dual
Análisis de costos
Análisis estructural
Diseño sismorresistente
Combined system
Dual system
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- Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
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Desde hace varios años en Colombia se evidencia un incremento significativo en el costo del metro cuadrado de los predios; ubicándose la ciudad de Barranquilla en el octavo puesto con mayor valorización predial entre el año 2010 y 2020, con un aumento de 74.4% (Hernández, Llanes, & Téllez, 2021). Por otro lado, se ha observado un alza en los precios de los insumos del sector construcción a través del Índice de Costos de la Construcción de Edificaciones (ICODEC), por lo cual, se prevé una posible reducción en la capacidad económica de los inversionistas. Ambas problemáticas enfatizan la necesidad de construir cada vez más alto, implementando sistemas estructurales más económicos. En consecuencia, esta investigación plantea un análisis comparativo de costos entre un par de edificios de 40 pisos con dos sistemas estructurales: combinado y dual. Para esto, inicialmente se caracterizó la zona de amenaza sísmica y de viento considerando las disposiciones del Título A y B de la NSR-10. Posteriormente, se construyeron los modelos matemáticos utilizando ETABS; esto considerando materiales lineales y efectos P delta. Luego, se ejecutó el análisis y diseño estructural teniendo en cuenta las disposiciones de la ASCE 7-22 y el ACI 318-19. Después, se realizó un despiece detallado de cada sistema estructural y con ello, se extrajeron las cantidades de obra para realizar el análisis de costos de concreto y acero. Como resultado se obtuvo que el Sistema Combinado es un 23% más económico respecto al Sistema Dual. |
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Por otro lado, se ha observado un alza en los precios de los insumos del sector construcción a través del Índice de Costos de la Construcción de Edificaciones (ICODEC), por lo cual, se prevé una posible reducción en la capacidad económica de los inversionistas. Ambas problemáticas enfatizan la necesidad de construir cada vez más alto, implementando sistemas estructurales más económicos. En consecuencia, esta investigación plantea un análisis comparativo de costos entre un par de edificios de 40 pisos con dos sistemas estructurales: combinado y dual. Para esto, inicialmente se caracterizó la zona de amenaza sísmica y de viento considerando las disposiciones del Título A y B de la NSR-10. Posteriormente, se construyeron los modelos matemáticos utilizando ETABS; esto considerando materiales lineales y efectos P delta. Luego, se ejecutó el análisis y diseño estructural teniendo en cuenta las disposiciones de la ASCE 7-22 y el ACI 318-19. Después, se realizó un despiece detallado de cada sistema estructural y con ello, se extrajeron las cantidades de obra para realizar el análisis de costos de concreto y acero. Como resultado se obtuvo que el Sistema Combinado es un 23% más económico respecto al Sistema Dual.For several years in Colombia there has been a significant increase in the cost of the square meter of land, placing the city of Barranquilla in the eighth position with the highest property valuation between 2010 and 2020, with an increase of 74.4% (Hernández, LLanes, & Téllez, 2021). On the other hand, a rise in the prices of materials for the construction sector has been observed through the Building Construction Cost Index (ICODEC), and therefore, a possible reduction in the economic capacity of investors is foreseen. Both problems emphasize the need to build higher and higher, implementing more economical structural systems. Consequently, this research proposes a comparative cost analysis between a pair of 40-story buildings with two structural systems: combined and dual. For this, the seismic and wind hazard zone was initially characterized considering the provisions of Title A and B of NSR-10. Subsequently, the mathematical models were built using ETABS; this considering linear materials and P-delta effects. Then, the structural analysis and design was executed considering the provisions of ASCE 7-22 and ACI 318-19. Afterwards, a careful detailing view of each structural system was made and with it, the material schedules were extracted to perform the cost analysis of concrete and steel. As a result, the Combined System is 23% more economical than the Dual SystemLista de Tablas y Figuras11--Tablas11—Figuras 16--Introducción 20-- Planteamiento del Problema 21-- Justificación 24--Objetivos 26-- Objetivo General 26-- Objetivos Específicos 26-- Marco Bibliográfico 27-- Marco Normativo 27-- NSR-10: Reglamento Colombiano de Construcción Sismorresistente 27-- ACI 318-19: Building Code Requirements for Structutal Concrete 32-- ASCE 7-22: Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures 36-- Marco Conceptual 49-- Sistema Combinado 49--Sistema Dual 49-- Carga Viva 49--Carga Viva de Cubierta 50-- Base 50 --Cortante Basal 50-- Edificio 50 --Concreto Reforzado 51-- Viga de Acople 51—Deformabilidad 51--Diafragma 51-- Deriva de Piso 52-- Efectos del Viento en Edificios Altos 52 --Estado del Arte 52-- Origen de los Edificios de Altura 52-- Primeros Avances Tecnológicos: Concreto Reforzado 53-- Sistema Combinado y Dual en Edificios Altos 54-- Edificios Altos en el Mundo 56-- Edificios Altos en Latinoamérica 58-- Edificios Altos en Colombia 59 --Metodología 62-- Fase 1: Investigación del Marco Conceptual y Estado del Arte 62-- Fase 2: Caracterización de la Amenaza Eólica 62—Fase 3: Caracterización de la Amenaza Sísmica 66 Fase 5: Construcción de Modelos Matemáticos 81-- Fase 6: Análisis Eólico 91-- Procedimiento 91-- Resultados Globales 103-- Fase 7: Análisis Sísmico 113—Procedimiento 113-- Resultados Globales118-- Fase 8: Diseño EstructuraL 127-- Sistema Combinado 127 --Sistema Dual 150-- Fase 9: Verificación de Diseño Estructural 167-- Viga 167-- Viga de Acople 177-- Muro 180-- Columna 200-- Fase 10: Despiece de Elementos Estructurales 206-- Fase 11: Cantidades de Obra 206-- Concreto 206 --Acero 207—Fase 12: Costos de Material 211--Análisis de Resultados 213-- Análisis de Cantidades y Costos de Concreto 213-- Análisis de Cantidades y Costos de Acero 215-- Análisis de Costos por Nivel y Metro Cuadrado 216-- Análisis de Costos Totales 217-- Conclusiones 218-- Referencias 220--Ingeniero(a) CivilPregrado350 páginasapplication/pdfspaCorporación Universidad de la CostaCivil AmbientalBarranquillaIngeniería CivilAnálisis comparativo de costos entre sistemas combinado y dual con capacidad Mínima de disipación de energía en zona de amenaza sísmica baja en el paísTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TPinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionAlcaldía de Barranquilla. (28 de Febrero de 2014). DECRETO No. 0212 DE 2014 PLAN DE ORDENAMIENTO TERRITORIAL DEL DISTRITO ESPECIAL, INDUSTRIAL Y PORTUARIO DE BARRANQUILLA 2012-2032. Obtenido de Alcaldía de Barranquilla: https://catastrobaq.barranquilla.gov.co/docs/Normograma/209.%20Decreto_0212_de_2014.pdfAmerican Concrete Institute. (2019). Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary. ACI CODE-318-19.Andrade J, J. m. (2015). “ANÁLISIS COMPARATIVO ENTRE SISTEMAS ESTRUCTURALES SISMO RESISTENTES PARA EDIFICIOS UTILIZAND SISTEMAS COMBINADOS CON PÓRTICOS MUROS O DIAGONALES EN HORMIGÓN Y ACERO" Tesis pregrado, Español. CUENCA-ECUADOR.ASCE/SEI 7-16. (2016). Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures. Virginia: American Society of Civil Engineers.ASCE/SEI 7-22. (2022). Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures. Virginia: American Society of Civil Engineers.Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica. (2010). REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE. Bogotá.Berlana, J. (2020). ESTUDIO DE EDIFICIOS ALTOS RIGIDIZADOS POR FACHADA TUBULAR CON O SIN NÚCLEO CENTRAL RESISTENTE. Madrid: Universidad Politénica de Madrid.CAMACOL. (20 de Diciembre de 2022). Informe Económico CAMACOL . Obtenido de https://camacol.co/sites/default/files/descargables/Informe%20Econ%C3%B3mico%20115_0.pdfColumbia Electronic Encyclopedia. (Noviembre de 2011). "William Le Baron Jenney". 6th Edition.DANE. (28 de Julio de 2023). Boletín Técnico. Obtenido de Índice de Costos de Construcción de Edificaciones (ICOCED): https://www.dane.gov.co/files/operaciones/ICOCED/bol ICOCED-jul2023.pdfEL TIEMPO. (15 de Noviembre de 2021). Conozca cuáles son los ocho edificios más altos que hay en Colombia.Ghoneim, R., Mete, G., & Hobley, A. (Mayo de 2022). ¿Cómo pueden el acero y el cemento impulsar la década de acción en el contexto del cambio climático? 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Objetivo 11: Lograr que las ciudades sean más inclusivas, seguras, resilientes y sostenibles. Obtenido de Objetivos de Desarrollo Sostenible: https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/cities/Naciones Unidas. (s.f.). Objetivo 13: Adoptar medidas urgentes para combatir el cambio climático y sus efectos. Obtenido de Objetivos de Desarrollo Sostenible: https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/climate-change-2/Peters, C. (1 de Marzo de 2023). Las torres más altas de América Latina. Obtenido de CLA Construcciones Latinoamérica: https://www.construccionlatinoamericana.com/news/las torres-mas-altas-de-america-latina/8027096.articleRamos, L. (2012). INNOVACIÓN EN EDIFICIOS ALTOS. CASO DE ESTUDIO: EDIFICIO BAVARIA. Bogotá: Universidad de los Andes.Schueller, & Wolfgang. (1990). The vertical building structure. New York: Van Nostrand Reinhold.Taranath, B. S. (2017). Tall Building Design: Steel, Concrete, and Composite Systems. Taylor & Francis GroupSistema combinadoSistema dualAnálisis de costosAnálisis estructuralDiseño sismorresistenteCombined systemDual systemPublicationORIGINAL1002157889-1002275887.pdf1002157889-1002275887.pdfapplication/pdf16995031https://repositorio.cuc.edu.co/bitstreams/3ba613fa-af5a-41e8-a00f-619b8f4512d6/download11c58b70f287922b3f6a66de3083ea70MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-814828https://repositorio.cuc.edu.co/bitstreams/48e1c247-02e6-48af-8836-e70fcf1254b1/download2f9959eaf5b71fae44bbf9ec84150c7aMD52TEXT1002157889-1002275887.pdf.txt1002157889-1002275887.pdf.txtExtracted texttext/plain272492https://repositorio.cuc.edu.co/bitstreams/77314f80-dae0-4c72-b9b5-c7cfe9d08932/download99c9095389d199f5ef5705062b9ae7caMD53THUMBNAIL1002157889-1002275887.pdf.jpg1002157889-1002275887.pdf.jpgGenerated 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