Análisis comparativo del diseño estructural de una vivienda aporticada de cinco pisos con losa aligerada de ladrillo de arcilla y poliestireno utilizando ETABS, Huánuco - 2025

Abstract

El estudio tuvo como objetivo evaluar el impacto en el comportamiento estructural y sísmico de una vivienda aporticada de cinco pisos al sustituir la losa aligerada de ladrillos de arcilla por una de casetones de poliestireno. La metodología empleada consistió en modelar la estructura en el software ETABS, realizando análisis sísmico estático en direcciones X e Y obteniendo indicadores clave como los desplazamientos máximos, el área de acero requerida en columnas críticas y la fuerza cortante basal, todo esto siguiendo los lineamientos de la normativa E.030. Posteriormente, se contrastaron estos resultados mediante pruebas estadísticas (pruebas t para muestras emparejadas) que permitieron comparar directamente ambos tipos de losa. Los resultados obtenidos indican que la estructura con losa aligerada de poliestireno presenta un desempeño estructural superior en comparación con la de ladrillos de arcilla. En la dirección X, el desplazamiento máximo registrado para la losa de poliestireno fue de 0,00674 m, mientras que para la de arcilla fue de 0,0107 m, con una diferencia media de 0,00396 m, respaldada por una prueba de contraste (t=33,43; p<0.001). Asimismo, el área de acero requerida en las columnas críticas fue menor en el modelo con losa de poliestireno, registrando un valor promedio de 0,001514 m2 frente a 0,002014 m2 en el modelo con ladrillos de arcilla, lo que representa una reducción de 0,000500 m2, con un respaldo estadístico a través de la prueba de contraste (t=13,23; p<0,001). Finalmente, la fuerza cortante basal en la estructura con losa de poliestireno fue de 48,43 Tn, en comparación con los 67,38 Tn obtenidos en la estructura con losa de ladrillos de arcilla, evidenciando una reducción significativa de 18,95 Tn, con un nivel de significancia estadística respaldado por la prueba de contraste (t=6,93; p<0,05). En conclusión, se evidenció que la sustitución de la losa aligerada de ladrillos de arcilla por una de casetones de poliestireno mejora el comportamiento sísmico y estructural de la vivienda aporticada de cinco pisos, evidenciado por menores desplazamientos en dirección X, una reducción en la demanda de refuerzo y una disminución de la fuerza cortante basal. Estos hallazgos respaldan el uso de materiales más ligeros en el diseño estructural, ya que no solo optimizan el desempeño sísmico, sino que también permiten un uso más eficiente de los materiales y una reducción en los costos de construcción.