Optimización de la rigidez equivalente en estructuras de uno y dos pisos sometidas a cargas de techos verdes

• Autores: O. Contreras Bejarano, E. J. Ávila Hernández, L.F. Cepeda
• Localización: Revista ingeniería de construcción, ISSN-e 0718-5073, Vol. 38, Nº. 1, 2023, págs. 21-31
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Optimization of equivalent stiffness in one- and two-story structures subjected to green roof loads
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    Resumen: Desde una perspectiva lineal y estática, el aumento de los desplazamientos de una estructura debido a la implementación de un techo verde podría ser contrarrestado con el incremento de la rigidez de la estructura. En este artículo se plantea el uso del algoritmo de evolución diferencial para optimizar la rigidez equivalente de una estructura de uno y dos pisos de altura, variando la carga de techo verde bajo el análisis de fuerza horizontal equivalente en la ciudad de Bogotá. A través del software MATLAB se programa y acopla el algoritmo de optimización y la metodología de análisis matricial de estructuras aporticadas tridimensionales sujetas al cumplimiento de la distorsión máxima de piso propuesta por la normativa de construcción colombiana. Un incremento máximo en la rigidez equivalente de 19.25% y 57.80% (estructuras de un piso), y de 11.12% y 32.97% (estructuras de dos pisos) para pesos de techos verdes de 100 kg/m2 y 300 kg/m2 respectivamente, es necesaria para cumplir requerimientos normativos. Se espera que esta investigación sirva como punto de partida para generar soluciones constructivas a la implementación de techos verdes en estructuras de uno y dos pisos en la ciudad de Bogotá.

  • English

    Abstract: From a linear and static perspective, the increase in displacements of a structure due to the implementation of a green roof could be counteracted by increasing the stiffness of the structure. This article proposes the use of the differential evolution algorithm to optimize the equivalent stiffness of a one- and two-story-high structure by varying the green roof load under the equivalent horizontal force analysis in the Bogotá city. Through the MATLAB software, the optimization algorithm and the matrix analysis method of frame three-dimensional structures subject to compliance with the maximum drift proposed by the Colombian construction regulations are programmed and coupled. A maximum increase in equivalent stiffness of 19.25% and 57.80% (one-story structures), and of 11.12% and 32.97% (two-story structures) for green roof weights of 100 kg/m2 and 300 kg/m2 respectively, is necessary to meet regulatory requirements. It is expected that this research will serve as a starting point to generate constructive solutions for the implementation of green roofs in one- and two-story structures in the Bogotá city.