Influencia del acero grado 80 y grado 60 en el diseño estructural de elementos verticales en un edificio de concreto armado de 18 pisos en la ciudad de Lima

Abstract

El presente trabajo de suficiencia profesional tiene como objetivo comparar el comportamiento estructural de elementos verticales de concreto armado reforzados con acero grado 60 y grado 80 en un edificio de 18 pisos ubicado en Lima, zona de alta sismicidad. Se utilizó un enfoque analítico mediante modelos estructurales desarrollados en ETABS, aplicando los métodos de análisis estático lineal y dinámico modal espectral. El estudio evaluó parámetros como derivas máximas, cuantía de acero, capacidad resistente, comportamiento momento-curvatura y costos asociados al refuerzo. Ambos tipos de acero cumplieron con los requisitos normativos; sin embargo, el uso de acero grado 80 permitió reducir la cantidad de refuerzo longitudinal, principalmente en columnas esquineras y placas estructurales. Esta reducción contribuyó a disminuir la congestión de armaduras. En columnas centrales, las diferencias en cuantía fueron mínimas, mientras que en elementos de borde y placas se alcanzaron reducciones de hasta 9 % 33 %, respectivamente. No obstante, el empleo de acero grado 80 implicó una disminución del índice de ductilidad, aunque dentro de límites normativos. En términos económicos, pese a su mayor costo por tonelada, la menor cantidad de acero necesario permitió lograr ahorros totales de hasta 3.36 % en columnas y 15.11 % en placas.

The purpose of this work for professional competence is to compare the structural behavior of vertical reinforced concrete elements reinforced with grade 60 and grade 80 steel in an 18-story building located in Lima, a high seismicity zone. An analytical approach was used by means of structural models developed in ETABS, applying the methods of linear static and spectral modal dynamic analysis. The study evaluated parameters such as maximum drifts, amount of steel, resistance capacity, moment-curvature behavior and costs associated with reinforcement. Both types of steel met the regulatory requirements; however, the use of grade 80 steel allowed reducing the amount of longitudinal reinforcement, mainly in corner columns and structural plates. This reduction contributed to reduce reinforcement congestion. In central columns, the differences in amount were minimal, while in edge elements and shell walls, reductions of up to 9% and 33%, respectively, were achieved. However, the use of grade 80 steel implied a decrease in the ductility index, although within normative limits. In economic terms, despite its higher cost per ton, the lower amount of steel required allowed total savings of up to 3.36 % in columns and 15.11 % in shell walls.