Análisis costo -beneficio del uso de hormigón de alta resistencia (f’c=45 MPa) versus hormigón de normal (f’c=28 MPa), en un edificio de 15 pisos ,en la ciudad de Quito

El objetivo del presente estudio fue realizar un análisis costo – beneficio del uso de hormigón de alta resistencia (f’c=45 [MPa]) versus el hormigón normal (f’c=28 [MPa]), en un edificio de mediana altura (15 pisos) para departamentos. La configuración estructural que se utilizó corresponde al sistema de pórticos especiales sismo resistentes, con vigas descolgadas y muros estructurales (Sistema Dual) de hormigón armado. Adicionalmente se analizó un edificio de menor altura (8 pisos) para oficinas conformado por una configuración estructural de pórticos especiales sismo resistente formado por columnas y vigas descolgadas. Para el estudio se planteó un diseño arquitectónico tipo para departamentos y oficinas, representativos para la construcción de edificios en la ciudad de Quito. El edificio de departamentos está conformado por 3 subsuelos, planta baja y 15 plantas sobre el nivel de suelo, mientras que el edificio de oficinas cuenta con 2 subsuelos, planta baja y 8 plantas sobre el nivel del suelo. Cada estructura se elaboró con hormigón normal (HN) y hormigón de alta resistencia (HAR), de forma que se trabajó con 4 modelos estructurales. Con la ayuda del software computacional Etabs®, se realizó un análisis lineal (DBF) y no lineal (PUSHOVER) que permitieron verificar el comportamiento de cada estructura. Para después realizar su diseño estructural en base a lo dispuesto por el ACI 318S-14 (Reglamento para Concreto Estructural), y la NEC-15 (Norma Ecuatoriana de la Construcción-15), de forma que las estructuras presenten un comportamiento sismo resistente favorable frente a fuerzas sísmicas a lo largo de su vida útil. Finalmente se elaboró los planos estructurales para ejecutar el análisis de costos de acero de refuerzo y hormigón, siendo los materiales más relevantes.

The objective of this study was to carry out a cost-benefit analysis of the use of high-strength concrete (f’c = 45 [MPa]) versus normal concrete (f’c = 28 [MPa]), in a medium-rise building (15 floors) for apartments. The structural configuration that was used corresponds to the system of special earthquake-resistant frame, with dropped beams structural walls (Dual System) of reinforced concrete. Additionally, a lower-rise building (8 floors) was analyzed for offices made up of a structural configuration of special earthquake resistant frames formed by columns and dropped beams. For the study, a typical architectural design was proposed for departments and offices, representative for the construction of buildings in the city of Quito. The apartment building is made up of 3 basements, a ground floor and 15 floors above ground level, while the office building has 2 basements, a ground floor and 8 floors above ground level. Each structure was made with normal concrete (HN) and high resistance concrete (HAR), so that 4 structural models were used. With the help of the Etabs® computer software, a linear (DBF) and a non-linear (Pushover) analysis was performed, which allowed to verify the behavior of each structure. To later carry out its structural design based on the provisions of ACI 318S-14 (Regulation for Structural Concrete), and NEC-15 (Ecuadorian Construction Norm-15), so that the structures present a favorable earthquake resistant behavior against seismic forces throughout its useful life. Finally, the structural plans were prepared, to carry out the cost analysis of reinforcing steel and concrete, being the most relevant materials.

Correa Vallejo, María Belén, directora