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1 Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural DISEÑO ESTRUCTURAL DEL EDIFICIO DEL CENTRO DE INVESTIGACION Y ESTUDIO DEL AGUA XOCHIMILCO, CIEAX Fernando Fierro Olivera 1 y José Antonio Alonso García 2 RESUMEN Se presentan los aspectos más importantes considerados durante el diseño de la estructura del inmueble que ocupará el Centro de Investigación y Estudio del Agua Xochimilco, CIEAX, en la Delegación Xochimilco, México, Distrito Federal. Debido a las características de transparencia y a los grandes claros del proyecto arquitectónico, la estructuración del edificio se resolvió mediante una serie de armaduras de gran peralte. Para la cimentación se utilizó un cajón de cimentación con contratrabes orientadas en las dos direcciones principales del edificio y una retícula de pilotes de 20.0 m de longitud espaciados a cada 2.0 y 2.40 m. Durante el presente trabajo, se muestran las ventajas del sistema estructural empleado, así como los parámetros utilizados para el diseño de los elementos estructurales del edificio. ABSTRACT This document presents the more important design aspects of the structure that will be used to held the Water Research Center, CIEAX, in the Xochimilco Area, in Mexico City. Due to the transparency required by the architectural project and the long spans between columns, the solution of the structure was conceived using a series of high depth trusses. The foundation was solved with a rigid box with two way beams and a series of precast piles located in a 2.0 m by 2.40 m grid. Each of these precast piles has a length of 20 meters. In the present job, the advantages of the structural system are showed, as well as the general parameters used in the design of the structural elements. ANTECEDENTES El proyecto arquitectónico del edificio del Centro de Investigación y Estudio del Agua Xochimilco, CIEAX, fue desarrollado en el despacho del Arq. Enrique Norten, TEN Arquitectos, para el FIDEICOMISO PUBLICO COMPLEJO AMBIENTAL XOCHIMILCO, como parte de un plan maestro que busca generar un entorno que contribuya al conocimiento de los diferentes ecosistemas del país, respeto al medio ambiente; así como ser un polo de desarrollo turístico para esa zona de la ciudad de México. El edificio que se planea construir se desplanta 7.8 m por arriba del nivel de acceso, tiene 192 m de longitud, 48 m de ancho y 13.2 m de alto (figuras 2 y 3). Tiene además, dos sotanos para uso técnico y de mantenimiento. El proyecto arquitectónico del edificio del CIEAX contempla un acuario, un museo, áreas de exhibición submarina y áreas de investigación. 1 Gerente de proyectos, Alonso y Asociados Proyecto Estructural, Av. Loma de la Palma no. 150, Piso 1 101, Col. Lomas de Vista Hermosa, Del. Cuajimalpa, 05100 México, D.F. Teléfono: (55)2167-0070; Fax: (55)2167-0070 ext. 108; [email protected] 2 Gerente General, Alonso y Asociados Proyecto Estructural, Av. Loma de la Palma no. 150, Piso 1 101, Col. Lomas de Vista Hermosa, Del. Cuajimalpa, 05100 México, D.F. Teléfono: (55)2167-0070; Fax: (55)2167-0070 ext. 108; [email protected]

Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural DISEÑO ... · arquitectónico, la estructuración del edificio se resolvió mediante una serie de armaduras de gran peralte. Para Para

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Sociedad Mexicana de Ingeniería EstructuralSociedad Mexicana de Ingeniería Estructural

DISEÑO ESTRUCTURAL DEL EDIFICIO DEL CENTRO DE INVES TIGACION Y ESTUDIO DEL

AGUA XOCHIMILCO, CIEAX

Fernando Fierro Olivera 1 y José Antonio Alonso García 2

RESUMEN

Se presentan los aspectos más importantes considerados durante el diseño de la estructura del inmueble que ocupará el Centro de Investigación y Estudio del Agua Xochimilco, CIEAX, en la Delegación Xochimilco, México, Distrito Federal. Debido a las características de transparencia y a los grandes claros del proyecto arquitectónico, la estructuración del edificio se resolvió mediante una serie de armaduras de gran peralte. Para la cimentación se utilizó un cajón de cimentación con contratrabes orientadas en las dos direcciones principales del edificio y una retícula de pilotes de 20.0 m de longitud espaciados a cada 2.0 y 2.40 m. Durante el presente trabajo, se muestran las ventajas del sistema estructural empleado, así como los parámetros utilizados para el diseño de los elementos estructurales del edificio.

ABSTRACT

This document presents the more important design aspects of the structure that will be used to held the Water Research Center, CIEAX, in the Xochimilco Area, in Mexico City. Due to the transparency required by the architectural project and the long spans between columns, the solution of the structure was conceived using a series of high depth trusses. The foundation was solved with a rigid box with two way beams and a series of precast piles located in a 2.0 m by 2.40 m grid. Each of these precast piles has a length of 20 meters. In the present job, the advantages of the structural system are showed, as well as the general parameters used in the design of the structural elements.

ANTECEDENTES

El proyecto arquitectónico del edificio del Centro de Investigación y Estudio del Agua Xochimilco, CIEAX, fue desarrollado en el despacho del Arq. Enrique Norten, TEN Arquitectos, para el FIDEICOMISO PUBLICO COMPLEJO AMBIENTAL XOCHIMILCO, como parte de un plan maestro que busca generar un entorno que contribuya al conocimiento de los diferentes ecosistemas del país, respeto al medio ambiente; así como ser un polo de desarrollo turístico para esa zona de la ciudad de México. El edificio que se planea construir se desplanta 7.8 m por arriba del nivel de acceso, tiene 192 m de longitud, 48 m de ancho y 13.2 m de alto (figuras 2 y 3). Tiene además, dos sotanos para uso técnico y de mantenimiento. El proyecto arquitectónico del edificio del CIEAX contempla un acuario, un museo, áreas de exhibición submarina y áreas de investigación.

1 Gerente de proyectos, Alonso y Asociados Proyecto Estructural, Av. Loma de la Palma no. 150, Piso 1

101, Col. Lomas de Vista Hermosa, Del. Cuajimalpa, 05100 México, D.F. Teléfono: (55)2167-0070; Fax: (55)2167-0070 ext. 108; [email protected]

2 Gerente General, Alonso y Asociados Proyecto Estructural, Av. Loma de la Palma no. 150, Piso 1 101,

Col. Lomas de Vista Hermosa, Del. Cuajimalpa, 05100 México, D.F. Teléfono: (55)2167-0070; Fax: (55)2167-0070 ext. 108; [email protected]

XVII Congreso Nacional de Ingeniería Estructural L eón, Guanajuato 2010.

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PROYECTO ARQUITECTÓNICO

El inmueble mencionado se ubicará en la Avenida Periferico Sur S/N entre la Avenida Plan de Muyuguarda y la Avenida Canal de Chalco, Delegación Xochimilco, México Distrito Federal (figura 1). Contempla dos sótanos de 150 m de largo, 48 m de ancho y 6.9 m de alto, donde se alojaran las cisternas, tanques de cuarentena de especies y demás equipos del sistema de soporte de vida del acuario. En la planta de acceso se tiene proyectado el tanque del acuario, una sala de conferencias, zonas de exhibición submarina, laboratorios, etc. Los ocho núcleos de elevadores y escaleras de servicio están confinados por muros de concreto de 6 m de ancho, 6 m de largo y 7.8 m de alto donde se apoyará la estructura del edificio. Estos muros están dispuestos en dos filas y tienen una separación centro a centro de 42 m en la dirección longitudinal y de 30 m en la dirección transversal del edificio (figura 6). Tomando en cuenta las dimensiones de la edificación y la simetría de la ubicación en planta de los muros, se generan en su dirección longitudinal tres claros centrales de 36 m y un volado de 30 m en cada extremo. En su dirección transversal se generan un claro central de 24 m y un volado de 6 m en cada extremo. El acceso de la planta baja al edificio es por medio de una gran escalinata que lleva al vestíbulo del primer nivel (figura 4). Según el proyecto arquitectónico, el recorrido principal para las exhibiciones inicia desde el vestíbulo, que está del lado opuesto a la ubicación del tanque del acuario, para que gradualmente se vaya dando un acercamiento a la zona de exhibición submarina por medio de los puentes centrales del edificio. En términos generales el proyecto arquitectónico del primer nivel se divide en la dirección longitudinal del edificio en cinco franjas: una central de 24 m de ancho, donde se localizan el vestíbulo y los puentes de comunicación, dos adyacentes a la central de 6 m de ancho, donde se ubican los núcleos de elevadores, aulas, salas de exhibición, laboratorios, sistemas de soporte de vida, etc. y, dos adyacentes a las fachadas de 6 m de ancho, donde se localizan las terrazas. El proyecto arquitectónico del nivel 2 y de azotea se divide en la dirección longitudinal del edificio en cinco franjas con los mismos anchos que el del nivel 1. En la franja central del nivel 2 se localizan las salas museográficas de diferentes características que se suspenden del nivel de azotea. Estas salas tienen un área aproximada de 2000 m2 y estarán destinadas a diferentes exhibiciones. En la franja central del nivel de azotea se localizan las vigas metálicas de 150 cm de peralte separadas a cada 6 m y orientadas en la dirección transversal del edificio que sustentan la estructura de las salas museográficas del nivel 2. En esta zona de la azotea se ubicaran las celdas fotovoltaicas para el suministro de energía eléctrica del edificio. En las franjas adyacentes a la central del nivel 2 se localizan los núcleos de elevadores, oficinas, salas de exhibición, etc. En las franjas del mismo nivel colindantes a las fachadas se encuentran las terrazas. Los niveles 1.5 y 2.5 son niveles secundarios destinados a oficinas y laboratorios. En las figuras 2 a 10 se presentan algunos aspectos relevantes del proyecto arquitectónico.

Figura 1 Ubicación del Edificio del Centro de Inves tigación y Estudio del Agua Xochimilco, CIEAX

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Figura 2 Vista Aérea Hacia la Cienega Chica Donde s e Observa en su Totalidad el Edificio del CIEAX

Figura 3 Vista Desde la Cienega Chica Donde se Obse rva en su Totalidad el Edificio del CIEAX

Figura 4 Vista Desde la Plaza de Acceso. Fachada No rte, Donde se Aprecian la Escalinata de Acceso al Nivel 1 y las Diferentes Salas Museográficas que se Suspenden del Nivel de Azotea

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Figura 5 Corte Tipo por el Lado Corto del Edificio. Se Observan sus Diferentes Niveles: Dos Sótanos, Planta de Acceso, Nivel 1, Nivel 2 y Azotea.

Figura 6 Planta de Acceso, Donde se Observa el Tanq ue Principal del Acuario, la Sala de Conferencias y los Ocho Núcleos de Elevadores Donde se Apoya la Estructura del Edificio

Figura 7 Planta del Nivel 1, Donde se Aprecian en l a Parte Central el Vestíbulo y los Puentes de Comunicación del Edificio. A los costados se Observ an las Oficinas, Laboratorios, etc.

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Figura 8 Planta del Nivel 2, Donde se Aprecian en l a Parte Central las Salas Museográficas. A los Costados, las Oficinas y las Terrazas

Figura 9 Tanque del Acuario, Localizado en el Nivel de Acceso

Figura 10 Vista Desde el Vestíbulo y los Puentes Ce ntrales de Comunicación del Nivel 1, Donde se Observan las Salas Museográficas del Nivel 2 Colgad as de las Vigas Metálicas del Nivel de Azotea

CONDICIONES GEOTÉCNICAS DEL SITIO

De acuerdo al estudio geotécnico elaborado por Ingenieros Cuevas Asociados con fecha diciembre de 2009, y con la zonificación geotécnica del Valle de México, el predio se localiza en la zona IIIc (figura 11). A partir de la información obtenida con los trabajos de exploración se determinó que la estratigrafía del suelo está compuesta por grandes espesores de arcilla con baja resistencia al esfuerzo cortante, alta compresibilidad y alto contenido de agua. El nivel de aguas freáticas se detectó a un metro de profundidad con respecto al nivel del terreno natural. De acuerdo a lo anterior, y de común acuerdo con el especialista de mecánica de suelos, se propuso que la cimentación del edificio estuviera resuelta por medio de un cajón de cimentación rigidizado con contratrabes en las dos direcciones principales del edificio separadas a cada 6 m y con pilotes de punta de

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20 m de longitud, incados en la primer capa dura del suelo. En la figura 12 se muestra un corte estratigráfico tipo del sitio.

Cs= 0.16

Cs= 0.32

Cs= 0.40

Cs= 0.45

Cs= 0.40

Cs= 0.30 Cs coeficiente sísmico

Zona I

Zona II

Zona IIIa

Zona IIIb

Zona IIIc

Zona IIId

Esta zona se considera

como II (Transición)

Zonificación indicativa

Figura 11 Zonificación Geotécnica del Distrito Federal

COSTRA SUPERFICIAL

SERIE

ARCILLOSASUPERIOR

CAPADURA

á í

é ñ

é

í

é

é

Figura 12 Corte estratigráfico del sitio

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PROYECTO ESTRUCTURAL

Debido a las características de transparencia y a los claros de 30 y 36 m propuestos en el proyecto arquitectónico, la estructuración en la dirección longitudinal del edificio se resolvió mediante cuatro armaduras principales de 13.20 m de peralte, apoyadas en los muros de los núcleos de elevadores, y dos armaduras secundarias del mismo peralte en los ejes de fachada, apoyadas en los marcos transversales del edificio. La modulación de las armaduras se propuso de tal forma que los montantes tuvieran una separación de 12 m y las diagonales una inclinación aproximada de 45 grados. La geometría propuesta para las armaduras permitió generar espacios cerrados en salas de exhibición, oficinas, laboratorios, etc. y dejar espacios abiertos en puentes, pasillos y terrazas, logrando con esto un recorrido cómodo en los distintos espacios temáticos de la edificación.

Las cuerdas inferior y superior de las armaduras principales y secundarias son de sección I de 150 y 60 cm de peralte, respectivamente. Los montantes de las armaduras principales y secundarias son elementos de sección cuadrada de 45 x 45 y de 35 x 35 cm de lado, respectivamente. Las diagonales de las armaduras principales y secundarias son elementos formados a base de dos canales espalda con espalda. La cuerda inferior de las armaduras sirve para estructurar el sistema de piso del nivel 1 y la superior para estructurar el nivel de azotea. La geometría de estas armaduras se observa en las figuras 13 y 14. La estructuración del nivel 1 y del nivel de azotea se muestra en las figuras 15 y 16, respectivamente.

600 1200 1200 600 1200 1200 1200 600 1200 1200 1200 600 1200 1200 1200 600 1200 1200 600

1320

Figura 13 Elevación Armaduras Principales Ejes B, C , D y E

1320

600 1200 1200 600 1200 1200 1200 600 1200 1200 1200 600 1200 1200 1200 600 1200 1200 600

Figura 14 Elevación Armaduras Secundarias Ejes A y F

600 1200 1200 600 1200 1200 1200 600 1200 1200 1200 600 1200 1200 1200 600 1200 1200 600

600

600

2400

600

600

Figura 15 Planta de Estructuración Nivel 1

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8

600 1200 1200 600 1200 1200 1200 600 1200 1200 1200 600 1200 1200 1200 600 1200 1200 600

600

600

2400

600

600

Figura 16 Planta de Estructuración Nivel de Azotea

Para restringir el pandeo lateral torsional de las cuerdas de las armaduras principales se conectaron a la mitad de la distancia entre montantes los elementos mostrados en la figura 17. Con la misma finalidad se conectaron a los montantes vigas de sección I de 150 cm de peralte. Para soportar la estructura de los puentes principales del nivel 1 en algunos montantes de las armaduras principales, adyacentes a la zona central del edificio, se colocaron vigas de sección I de 150 cm de peralte orientadas en la dirección transversal del edificio. Para suspender la estructura de las salas museográficas del nivel 2 en el nivel de azotea se conectaron a la cuerda superior y a los montantes, de dichas armaduras, vigas metálicas de sección I de 150 cm de peralte separadas a cada 6 m. En las figuras 18 y 19 se muestran los marcos generados en la dirección transversal del edifico.

150

150 150 150

600

150

Figura 17 Elementos Para Restringir Lateralmente la s Cuerdas de las Armaduras Principales

600 2400 600600600

N.S.E.M. + 7.59

NIVEL 1

N.P.T. + 0.00

NIV. ACCESO

N.S.E.M. +20.79

NIVEL AZOTEA

Figura 18 Marco en la Dirección Corta del Edifico A poyado en los Muros de Concreto

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600 2400 600600600

N.S.E.M. + 7.59

NIVEL 1

N.P.T. + 0.00

NIV. ACCESO

N.S.E.M. +20.79

NIVEL AZOTEA

Figura 19 Marco en la Dirección Corta del Edifico Para suspender la estructura de las salas museográficas del nivel 2 se conectaron a las vigas de la zona central de la azotea tensores de sección cuadrada de 20 cm de lado. Para darle rigidez lateral a la estructura de las salas museográficas se colocaron en los ejes de los tensores contraventeos verticales en forma de X. Las vigas de azotea donde se conectan los tensores se restringieron contra el pandeo lateral con elementos de arriostramiento como el mostrado en la figura 20. El sistema de piso de las salas museográficas se resolvió con losacero y vigas de sección I a cada 2 m. El sistema de cubierta consiste en un deck metálico, un aislante térmico y una membrana TPO Firestone que trabajan en conjunto.

600

Figura 20 Elevación Esquemática de la Estructura de las Salas Museográficas del Nivel 2

El sistema de piso de todos los niveles del edificio está resuelto con losacero y vigas metálicas de sección I de 35 y 50 cm de peralte con separación de 2 m. Las vigas de los puentes principales del nivel 1 son de sección I de 120 y 150 cm de peralte con claros que varían de 24 a 36 m.

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En general, las uniones de los elementos estructurales se resolvieron mediante conexiones atornilladas con tornillos A325 y placas de acero A-50. En las figuras 21 a 25 se muestran de forma esquemática algunos detalles tipo de conexiones.

MONTANTE ARMADURAS EN PATINES

PC TIPO

100%

5

o

UT

645

VIGA PARA APOYARLA ESTRUCTURA DE LOS

CUERDA SUPERIOR EINFERIOR ARMADURAS

ATIESADORTIPO10

PRINCIPALES

CUERDA SUPERIOR EINFERIOR ARMADURASPRINCIPALES

PRINCIPALES

PUENTES O PARA SUSPENDER LA ESTRUCTURADE LAS CAJAS DEL NIVEL 2

VIGA PARA RESTRINGIREL PANDEO LATERALTORSIONAL DE LASCUERDAS DE LASARMADURAS

Figura 21 Conexión tipo entre montantes y cuerdas d e las armaduras o vigas principales

ATIESADORES

TIPO10

24 AGUJEROS STDPARA 24 TORNILLOSø = 25.4 A-325X

TIPO

CUERDA INFERIOR

110

110

110

110

110

110

110

62

60

71

120

71

120

ATIESADORESt = 25.4

TIPO10

24 AGUJEROS STDPARA 24 TORNILLOSø = 25.4 A325 X

TIPO

DIAGONAL ARMADURAPRINCIPAL

110

110

110

110

110

110

110

62

60

71

120

71

120

ARMADURASARMADURAS

TIPO10

ATIESADORt = 19 mm

PLACAt =38

ATIESADORES

PLACA t =19b =200

PLACA t =19b =200

PLACA t =19b =200 PLACA t =19

b =200

ARMADURA PRINCIPAL

CUERDA INFERIORARMADURA PRINCIPAL

DIAGONAL ARMADURAPRINCIPAL

PRINCIPALES

Figura 22 Conexión tipo entre cuerda inferior, mont ante y diagonales de armaduras

11075 110 110 110 110 110 110 75

10 HOLGURA

110 7511011011011011011075

925

1850

925

100 150 210 150 100

710

100

250

250

250

100

950

16 AGUJEROS STDPARA 16 TORNILLOSø = 25.4 A-325X

32 AGUJEROS STDPARA 32 TORNILLOSø = 25.4 A-325X

PLACA ( ACERO A-50 )1850x350x25.4

PLACA 9500x710x15.9 ( ACERO A-50 )A CADA LADO DEL ALMA

CUERDA ARMADURAPRINCIPAL

PLACA ( ACERO A-50 )1850x140x25.4A CADA LADO DEL ALMA

PLACA ( ACERO A-50 )1850x350x25.4

PLACA ( ACERO A-50 )1850x140x25.4A CADA LADO DEL ALMA

32 AGUJEROS STDPARA 32 TORNILLOSø = 25.4 A-325X

CUERDA ARMADURAPRINCIPAL

Figura 23 Conexión tipo entre cuerdas de armaduras o vigas principales

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2 AGUJEROS STDPARA 2 TORNILLOSø = 19 A-325x

50

150

50

250

505010100 200 100 20

90

160

160

160

160

160

160

160

90

1300

16 AGUJEROS STDPARA 16 TORNILLOSø = 25.4 A325 X

ATIESADORESt = 15.9

5

CUERDA SUPERIORARMADURA PRINCIPAL

VIGA PRINCIPALNIVEL AZOTEA

VIGA SECUNDARIANIVEL AZOTEA

Figura 24 Conexión tipo entre cuerda superior de ar maduras principales y vigas de azotea

ATIESADORES

5

50

100

50

200

5050VIGA VS-3REF: CX-E-28

2 AGUJEROS STDPARA 2 TORNILLOSø = 19 A-325x

50

100

50

200

5050VIGA VS-3REF: CX-E-28

2 AGUJEROS STDPARA 2 TORNILLOSø = 19 A-325x

TENSOR T-1REF: CX-E-28

VIGA VS-3REF: CX-E-28

6 AGUJEROS STDPARA 6 TORNILLOSø = 25.4 A-325x

PLACA440x400x25.4

5TIPO

CARTABOBESt = 6.4

CUERDA

ARMADURASPRINCIPALES

SUPERIOR

Figura 25 Conexión tipo entre vigas principales de azotea y tensores de salas museográficas

CARGAS GRAVITACIONALES

Las cargas vivas utilizadas para el diseño de los diferentes elementos estructurales del edificio se resumen a continuación:

Tabla 1 Cargas vivas de diseño para las diferentes zonas del edificio

CONCEPTO W (kg/m2) Wa (kg/m2) Wm (kg/m2) Oficinas y Laboratorios 100 180 250 Salones de Clases 100 180 250 Comunicaciones para peatones 40 150 350 Restaurantes, terrazas, salas de exhibición 40 250 350 Azoteas 15 70 100

Wm: indica carga viva máxima empleada para el diseño estructural por cargas gravitacionales, Wa: carga viva instantánea para el diseño estructural por sismo, W: carga viva media para cálculo de asentamientos diferidos. El peso propio de los elementos estructurales: losas, columnas y vigas, se calculó con el programa ETABS versión 8.2.7. Las cargas vivas utilizadas para el diseño son las especificadas en las Normas Técnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseño Estructural de las Edificaciones del Reglamento de las Construcciones del Distrito Federal vigentes. En algunas zonas como bodegas, laboratorios, sistemas de

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soporte de vida, etc., las cargas vivas utilizadas para el diseño se calcularon de acuerdo al uso de cada una de ellas.

ACCIDENTALES Sismo De acuerdo con las Normas Técnicas Complementarias para el Diseño por Sismo del Reglamento de Construcciones del Distrito Federal, el predio se localiza en la zona sísmica IIIc y el edificio se clasifica como del Grupo A. El coeficiente sísmico correspondiente es igual a 0.6. Para el análisis se utilizó un factor de comportamiento sísmico Q=2 y un factor de corrección por regularidad del edificio igual a 0.8. El análisis sísmico realizado fue de tipo estático.

CÓDIGOS UTILIZADOS PARA EL DISEÑO DE LA ESTRUCTURA El diseño de la estructura del edificio, se realizó atendiendo los lineamientos de las Normas Técnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseño Estructural de las Edificaciones, Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Sismo, Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Concreto y Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras Metálicas del Reglamento de Construcciones del Distrito Federal vigentes.

ANALISIS ESTRUCTURAL

El modelo analítico de la estructura del edificio se realizó con el programa ETABS versión 8.2.7 (figura 26). Los elementos de las armaduras y las vigas se modelaron como elementos “frame”. La losa del sistema de piso se modeló como elemento “membrane”. Los muros de concreto de los sótanos y de los núcleos de elevadores se modelaron como elementos “shell”. La estructura se revisó para tres condiciones de carga independientes: carga vertical y sismo en las dos direcciones principales del edificio.

Figura 26 Modelo Tridimensional de la Estructura de l Edificio del CIEAX

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RESULTADOS

CONDICIONES DE SERVICIO BAJO CARGAS GRAVITACIONALES

La deformación vertical máxima calculada al centro del claro de las armaduras principales orientadas en la dirección longitudinal del edificio fue igual a 2.4 cm:

cm5.7480

3600

480

Lp∆cm2.4 ===<

La deformación vertical máxima calculada en el extremo de los volados de 30 m fue de 8 cm

cm5.12)480

3000(2)

480

L(2

p∆cm8.0 ===<

De acuerdo a lo anterior se establece que las deflexiones verticales máximas calculadas en la estructura del edificio bajo cargas gravitacionales son inferiores a las máximas permitidas por las Normas Técnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseño Estructural de las Edificaciones del Reglamento de Construcciones del Distrito Federal vigente.

CONDICIONES DE SERVICIO POR SISMO

La distorsión de entrepiso máxima calculada en la dirección transversal del edificio fue igual a 0.008:

008.01320

2x5.2

H==

∆Q

La distorsión de entrepiso máxima calculada en la dirección longitudinal del edificio fue igual a 0.001. Esta distorsión es menor a la calculada en la dirección transversal del edificio debido a la rigidez en su plano de las armaduras principales. De acuerdo con los resultados anteriores se establece que la rigidez lateral del edificio es suficiente ya que las distorsiones calculadas son menores a las máximas permitidas en las Normas Técnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseño Estructural de las Edificaciones del Reglamento de Construcciones del Distrito Federal vigente.

CONDICIONES DE RESISTENCIA DE LA ESTRUCTURA BAJO CA RGAS GRAVITACIONALES Y SISMO Los elementos estructurales del edificio se diseñaron atendiendo las especificaciones de las Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras Metálicas del Reglamento de Construcciones del Distrito Federal vigentes.

CONCLUSIONES

Se presentaron los algunos aspectos importantes considerados durante el diseño de la estructura del inmueble que ocupará el Centro de Investigación y Estudio del Agua Xochimilco, CIEAX, en la Delegación Xochimilco, México, Distrito Federal. Debido a las características de transparencia y a los claros propuestos en el proyecto arquitectónico, la estructuración del edificio se resolvió mediante armaduras de 13.2 m de peralte orientadas en su dirección longitudinal y marcos rígidos en su dirección transversal.

XVII Congreso Nacional de Ingeniería Estructural L eón, Guanajuato 2010.

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La modulación propuesta de las armaduras permitió generar espacios cerrados en salas de exhibición, oficinas, laboratorios, etc. y dejar espacios abiertos en puentes, pasillos y terrazas, logrando con esto un recorrido cómodo en los distintos espacios temáticos de la edificación. La geometría de las armaduras contribuyó también a tener deformaciones verticales y laterales considerablemente menores a las especificadas en las Normas Técnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseño Estructural de las Edificaciones del Reglamento de Construcciones del Distrito Federal vigente. Finalmente, tomando en cuenta las condiciones del suelo del sitio donde se pretende construir, el bajo peso de la estructura metálica del edificio ayudó a reducir las descargas a la cimentación. Con lo cual se reducirán los asentamientos de la edificación a mediano y largo plazo.

REFERENCIAS Taller de Enrique Norten Arquitectos S. C. (2010), “Proyecto arquitectónico edificio CIEAX”. Alonso y Asociados Proyecto Estructural (2010), “Proyecto estructural edificio CIEAX”, Número de proyecto 02/09/968. Ingenieros Cuevas Asociados (2009), “Diseño geotécnico edificio CIEAX”.