Análisis y diseño estructural del edificio Mario Santo Domingo

Abstract

La oficina de financiamiento estudiantil registro en el segundo semestre del año 2021 un incremento de 1.563 estudiantes de primer ingreso en la Universidad del Norte. Debido a este constante crecimiento en la población estudiantil, y a la falta de una instalación para el departamento de ciencias e idiomas, fue necesaria la creación de nuevas alternativas que suplieran la demanda de espacios académicos e institucionales. Así fue como surgió el proyecto del Edificio Mario Santo Domingo, una construcción que incluiría 10.711 m2 repartidos en 11 pisos, que albergan aulas, laboratorios de Ciencias Básicas, Idiomas, Geología, y Comunicación Social. El proyecto se ubicó en la ciudad Santa Marta, una zona con riesgo sísmico intermedio según el reglamento NSR-10. Es necesario implementar un sistema estructural que permita resistir eventos sísmicos de alta frecuencia durante el periodo de vida útil de la estructura, no obstante, también se debe garantizar la resistencia en el caso de un evento sísmico extremo. La filosofía de diseño sismorresistente se fundamenta en propiciar la disipación de energía en el rango inelástico de deformación de los elementos, es necesario evitar fallas frágiles por confinamiento y cortante debido a su naturaleza quebradiza, por lo general este tipo de fallas se caracterizan por presentar poca deformación plástica, y esto resulta en una falla repentina del elemento, que expone la seguridad de los usuarios. Así fue como se propuso un sistema estructural combinado, el cual consta de dos infraestructuras principales, un pórtico resistente a cargas gravitaciones, y un conjunto de muros resistentes a carga horizontales. La mayor problemática del sistema estructural resulto en el cumplimiento de las derivas, el cambio hipotético de ubicación resulto en mayores desplazamientos laterales del sistema de piso, aun así, se consiguió un diseño optimo y apegado a la filosofía de diseño sismorresistente de la NSR-10.

The student finance office recorded in the second semester of 2021 an increase of 1,563 first-time students in the 27 undergraduate programs offered by the University. Due to this constant growth in the student population, and the lack of a facility for the department of sciences and languages, it was necessary to create new alternatives to achieve the demand for academic and institutional spaces within the University. The Mario Santo Domingo Building project is the solution, a construction that would include 10,711 m2 spread over 11 floors, housing classrooms, laboratories for Basic Sciences, Languages, Geology, Education, Archeology, and Social Communication. The project is located in Santa Marta, an area with intermediate seismic risk according to the Colombian regulation NSR-10. For this reason, it is necessary to implement a structural system that allows resisting high-frequency seismic events during the lifetime of the structure. However, it is required to guarantee resistance in the case of an extreme seismic event. The structure must have a certain degree of ductility. The philosophy of seismic-resistant design is based on promoting energy dissipation in the inelastic range of deformation of the elements. It is necessary to avoid failures of confinement and shear due to their brittle nature. These types of failures present low plastic deformation, and this result in a sudden fail of the element, which exposes the safety of the users. Thus, a combined structural system was proposed, which consists of two main infrastructures, a portico resistant to gravity loads, and a set of walls resistant to horizontal loads. The main problem of the structural system was the compliance of the drifts, because the hypothetical change of location resulted in an increase of lateral displacements in the floor system, even so, an optimal design was achieved, according to the seismic-resistant design philosophy in the NSR-10.