Journal of Scientific and Technological Research
Industrial
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PROF-JSTRI-V-00
Vol. 7 N.º 1
(January - June, 2026)
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Resistencia sísmica en elementos estructurales de núcleos rígidos versus
muros estructurales en un edificio multifamiliar en la ciudad de
Huancayo
Seismic resistance in structural elements of rigid cores versus structural walls in a multi-family building in the
city of Huancayo
Jose Antonio Condor Socualaya
Universidad continental, Perú
Christian Edinson Murga Tirado
Universidad continental, Perú
Miguel Angel Condor Vasquez
Universidad continental, Perú
Resumen
La investigación presentada tuvo como objetivo general evaluar la viabilidad técnica de la
aplicación del sistema de núcleo rígido mediante su comparación con el sistema de muros
estructurales en un edificio multifamiliar ubicado en la ciudad de Huancayo. La metodología
empleada se aplicó en un diseño no experimental y descriptivo-comparativo. Se procedió al
modelamiento numérico en el software ETABS de dos configuraciones estructurales para una
misma arquitectura de diez niveles sobre un suelo tipo S2 en la Zona Sísmica 3: el Modelo A
(Muros Estructurales de rigidez distribuida) y el Modelo B (Núcleo Rígido de rigidez
centralizada), ambos diseñados bajo los lineamientos de la Norma Técnica E.030 y E.060. Los
resultados del análisis estático y dinámico evidenciaron diferencias significativas en el
comportamiento mecánico. El sistema de núcleo rígido generó un incremento del 14.34% en la
masa sísmica total, lo que conllevó a una fuerza cortante basal de 257.14 Tonf, superando en
32.25 Tonf a la demanda del sistema convencional. En términos de rigidez lateral, el núcleo
rígido mostró una mayor flexibilidad, registrando distorsiones angulares de entrepiso (derivas)
superiores a las del sistema de muros. Específicamente en la dirección transversal, el núcleo
alcanzó una deriva inelástica de 0.0070, situándose en el límite máximo permitido por la
normativa peruana. Se concluye que la aplicación del núcleo rígido es técnicamente viable al
cumplir estrictamente con los controles de seguridad, aunque estructuralmente resulta menos
eficiente y más exigente que el sistema de muros, justificándose su uso principalmente por
ventajas de funcionalidad arquitectónica y liberación de espacios.
Palabras claves: Diseño sísmico, núcleo rígido, muros estructurales, derivas de entrepiso.
Abstract
The general objective of this research was to evaluate the technical feasibility of applying a rigid
core system by comparing it to a structural wall system in a multi-family building located in the
city of Huancayo. The methodology employed was a non-experimental, descriptive-comparative
design. Numerical modeling was performed using ETABS software on two structural
configurations for the same ten-story building on S2 soil in Seismic Zone 3: Model A
(Distributed Stiffness Structural Walls) and Model B (Centralized Stiffness Rigid Core), both
designed according to the guidelines of Technical Standards E.030 and E.060. The results of the
static and dynamic analyses showed significant differences in mechanical behavior. The rigid
core system generated a 14.34% increase in total seismic mass, resulting in a base shear force of
257.14 Tonf, exceeding the demand of the conventional system by 32.25 Tonf. In terms of lateral
stiffness, the rigid core exhibited greater flexibility, registering higher interstory drifts (angles of
drift) than the wall system. Specifically, in the transverse direction, the core reached an inelastic
drift of 0.0070, placing it at the maximum limit permitted by Peruvian regulations. It is concluded
that the application of the rigid core is technically feasible, strictly adhering to safety controls,
although structurally it is less efficient and more demanding than the wall system. Its use is
justified primarily by advantages in architectural functionality and space optimization.
Keywords: Seismic design, rigid core, structural walls, interstory drift.
Publicado: 2026-03-11
Aceptado: 2026-03-10
Recibido: 2026-01-07
Open Access
Article scientific
https://doi.org/10.47422/jstri.v7i1.72
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Introducción
La seguridad estructural constituye un elemento
fundamental para el desarrollo sostenible de la sociedad,
especialmente en países expuestos a fenómenos sísmicos.
A nivel mundial, la búsqueda de elementos estructurales
más eficientes y resistentes ha impulsado la evolución de
alternativas que permitan garantizar la estabilidad de las
edificaciones [1]. Tradicionalmente, sistemas como la
albañilería confinada o los pórticos han ofrecido
soluciones, aunque con limitaciones claras frente a
solicitaciones sísmicas intensas: la primera con reducida
ductilidad y la segunda con elevada flexibilidad, si bien
disipa energía, puede incrementar los desplazamientos
laterales [2].
Ante esta realidad, los muros estructurales y los núcleos
rígidos se han consolidado como opciones más robustas en
edificaciones de mediana y gran altura, contribuyendo a
mejorar la capacidad de respuesta sísmica.
En el caso del Perú, la condición de ubicarse en el Cinturón
de Fuego del Pacífico lo convierte en un país altamente
vulnerable a eventos sísmicos. La Norma Técnica E.030 de
Diseño Sismorresistente establece parámetros exigentes
para mitigar los riesgos, fomentando la aplicación de
sistemas estructurales que combinen seguridad, eficiencia
y viabilidad constructiva [3].
En este escenario, los muros estructurales destacan como
dos de las alternativas más utilizadas. Sin embargo, la falta
de estudios comparativos detallados que analicen sus
ventajas, limitaciones y desempeño en diferentes
escenarios sísmicos genera incertidumbre en la aplicación.
En la ciudad de Huancayo, donde el crecimiento urbano ha
promovido la construcción de edificios multifamiliares,
esta situación representa un riesgo a la sociedad, al no estar
garantizada la aplicación de la ingeniería estructural [4].
La relevancia de esta investigación radica en su aporte
teórico, práctico y metodológico. Desde el ámbito teórico,
permitirá ampliar el conocimiento disponible en torno a la
comparación entre núcleos rígidos y muros estructurales,
un tema escasamente abordado el contexto nacional y
regional [5].
Desde la perspectiva práctica, proporcionará a los
ingenieros herramientas técnicas para la toma de
decisiones, basadas en análisis cuantitativos y simulaciones
sísmicas, que optimicen la seguridad, la eficiencia
estructural y los costos de construcción en edificaciones
multifamiliares. Metodológicamente, el estudio se enmarca
en un enfoque cuantitativo y explicativo, apoyado en
modelaciones matemáticas y computacionales, lo que
asegura objetividad y resultados verificables [6].
Materiales y Métodos
La presente investigación se fundamenta en los siguientes materiales y métodos empleados.
Técnica
Instrumento Principal (Software
/ Documento)
Propósito Específico en la Investigación
Revisión
Documental y
Parametrización
Norma Técnica E.030 (Diseño
Sismorresistente).
✓ Norma Técnica E.060
(Concreto Armado).
✓ Estudio de Mecánica de Suelos
(para Huancayo).
Recolectar los datos de entrada (parámetros) para la simulación:
✓ Parámetros Sísmicos (Huancayo): Zona (Z), Tipo de Suelo (S), Perfil de Suelo.
✓ Materiales: Propiedades del concreto y acero.
✓ Cargas: Metrado de cargas muertas (CM) y vivas (CV).
Modelado y
Simulación
Software ETABS (Análisis por
Elementos Finitos - FEA).
Crear los modelos: Desarrollar dos modelos tridimensionales idénticos del edificio
multifamiliar (Variable Independiente):
1. Modelo A: Sistema de Núcleos Rígidos.
2. Modelo B: Sistema de Muros Estructurales.
Análisis Sísmico
Módulos de análisis de ETABS (Ej.
Análisis Dinámico Modal
Espectral).
✓ Simular el "efecto": Someter ambos modelos a las cargas sísmicas definidas
para Huancayo.
✓ Generar los datos brutos de la respuesta estructural (Variable Dependiente).
Recolección de
Datos de
Simulación
Reportes y tablas de ETABS.
✓ Hojas de Cálculo.
✓ Extraer los resultados (datos cuantitativos): Registrar y tabular las variables
clave de respuesta sísmica para la comparación:
✓ Derivas de entrepiso.
✓ Desplazamientos máximos.
✓ Cortante basal.
✓ Esfuerzos en elementos críticos.
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Procedimiento
El procedimiento iniciará con la recolección de los datos de
entrada (parámetros) mediante la técnica de revisión
documental. Se recopilarán las especificaciones técnicas,
planos arquitectónicos y estructurales del edificio
multifamiliar base.
Paralelamente, se extraerán los parámetros sísmicos y
geotécnicos específicos para la ciudad de Huancayo,
consultando la Norma Técnica E.030 (Diseño
Sismorresistente) y el Estudio de Mecánica de Suelos
correspondiente para definir la zona, tipo de suelo y
factores de sitio.
Finalmente, se definirán las propiedades de los materiales
y los metrados de cargas (muertas y vivas) según la Norma
E.020 y E.060, asegurando que ambos modelos
comparativos partan de las mismas condiciones de carga.
Una vez ingresados los parámetros, se ejecutará la fase
experimental utilizando el software ETABS como
instrumento central de análisis.
La recolección de los datos de salida (resultados) se
realizará mediante la extracción sistemática de los reportes
generados por el programa tras la ejecución del análisis
sísmico dinámico en ambos modelos (núcleos rígidos y
muros estructurales). Se registrarán y tabularán en hojas de
cálculo (Microsoft Excel) los valores cuantitativos de la
respuesta estructural (variable dependiente), enfocándose
principalmente en: derivas de entrepiso, desplazamientos
máximos, cortante basal y esfuerzos en los elementos.
Esta data numérica constituirá la base para el análisis
comparativo y la validación de las hipótesis.
Resultados
Los resultados evidencian una relación proporcional y
directa entre el incremento de masa y la fuerza sísmica
lateral. La implementación del Modelo B (Núcleo Rígido),
al implicar una mayor densidad de muros de concreto y
losas macizas en la zona central, genera un aumento del
peso total de la edificación en un 14.34%. Dado que los
parámetros sísmicos de sitio (Z, U, S) y los factores de
amplificación (C) se mantuvieron constantes en su valor
máximo para ambos casos, este incremento de peso se
traduce matemáticamente en una fuerza cortante basal
32.25 Tonf mayor que la del sistema convencional. Desde
el punto de vista del diseño, esto implica que el sistema de
Núcleo Rígido "paga una penalidad" de mayor fuerza
inercial a cambio de sus beneficios arquitectónicos. La
estructura deberá ser capaz de disipar esta energía adicional
sin sufrir daños severos. No obstante, una mayor fuerza
cortante no necesariamente implica un peor
comportamiento; la clave radicará en la rigidez que ofrece
el núcleo para controlar que esta fuerza no genere
desplazamientos excesivos, aspecto que será evaluado a
continuación en el análisis dinámico y de derivas.
Resultados del análisis estático
Tabla 01: Cuadro comparativo de Cortantes basal de los modelos A y B.
Unidad
Modelo A (Muros Estructurales)
Modelo B (Núcleo Rígido)
Variación (Δ)
Tonf
1340.94
1533.27
+ 14.34 %
Tonf
224.89
257.14
+ 14.34 %
Tonf
224.89
257.14
+ 14.34 %
Tonf.m
2219.00
2542.05
+ 14.56 %
Tabla 02: Derivas del análisis estático del núcleo estructural eje x-x.
Análisis en Dirección X-X
N° de Piso
Norma E.030
Artículo 31
Altura
"h"
(m)
Distorsión de Entrepiso
Verificación de Deriva
Δabsoluto
(m)
Δrelativo
(m)
6
0,0199
0,0039
3,00
0,00584
Si Cumple
5
0,0160
0,0036
3,00
0,00546
Si Cumple
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4
0,0124
0,0035
3,00
0,00521
Si Cumple
3
0,0089
0,0034
3,00
0,00512
Si Cumple
2
0,0055
0,0032
3,00
0,00483
Si Cumple
1
0,0022
0,0022
4,00
0,00253
Si Cumple
Tabla 03: Derivas del análisis estático del núcleo estructural eje y-y
Análisis en Dirección Y-Y
N° de Piso
Norma E.030
Artículo 31
Altura
"h"
(m)
Distorsión de Entrepiso
Verificación de Deriva
Δabsoluto
(m)
Δrelativo
(m)
6
0,0243
0,0030
3,00
0,0045
Si Cumple
5
0,0213
0,0043
3,00
0,0065
Si Cumple
4
0,0170
0,0045
3,00
0,0067
Si Cumple
3
0,0125
0,0046
3,00
0,0070
Si Cumple
2
0,0078
0,0047
3,00
0,0070
Si Cumple
1
0,0032
0,0032
4,00
0,0036
Si Cumple
Tabla 04: Derivas del análisis estático del muro estructural eje x-x
Análisis en Dirección X-X
N° de Piso
Norma E.030
Artículo 31
Altura
"h"
(m)
Distorsión de Entrepiso
Verificación de Deriva
Δabsoluto
(m)
Δrelativo
(m)
6
0,0167
0,0026
3,00
0,00384
Si Cumple
5
0,0142
0,0028
3,00
0,00423
Si Cumple
4
0,0113
0,0031
3,00
0,00467
Si Cumple
3
0,0082
0,0032
3,00
0,00481
Si Cumple
2
0,0050
0,0030
3,00
0,00443
Si Cumple
1
0,0021
0,0021
4,00
0,00232
Si Cumple
Tabla 05: Derivas del análisis estático del muro estructural eje y-y.
Análisis en Dirección Y-Y
N° de Piso
Norma E.030
Artículo 31
Altura
"h"
(m)
Distorsión de Entrepiso
Verificación de Deriva
Δabsoluto
(m)
Δrelativo
(m)
6
0,0217
0,0035
3,00
0,0053
Si Cumple
5
0,0182
0,0036
3,00
0,0053
Si Cumple
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4
0,0146
0,0040
3,00
0,0059
Si Cumple
3
0,0107
0,0041
3,00
0,0061
Si Cumple
2
0,0066
0,0038
3,00
0,0057
Si Cumple
1
0,0028
0,0028
4,00
0,0031
Si Cumple
Resultados del análisis dinámico
Tabla 06: Cortante del análisis dinámico del núcleo estructural eje y-y /x-x.
N° de Piso
Dirección X-X
Dirección Y-Y
Vx
(Ton)
Fx
(Ton)
T
(Ton.m)
Vy
(Ton)
Fy
(Ton)
T
(Ton.m)
6
33,21
33,21
312,24
34,25
34,25
245,23
5
86,45
86,45
725,66
88,74
88,74
648,98
4
123,54
37,09
1058,65
126,98
38,24
967,85
3
149,58
26,04
1335,13
147,25
20,27
1199,53
2
171,37
21,79
1478,03
168,59
21,34
1372,54
1
177,25
5,89
1578,26
180,35
11,76
1459,16
Tabla 07: Cortante del análisis dinámico del muro estructural eje y-y /x-x.
N° de Piso
Dirección X-X
Dirección Y-Y
Vx
(Ton)
Fx
(Ton)
T
(Ton.m)
Vy
(Ton)
Fy
(Ton)
T
(Ton.m)
6
26,85
26,85
303,78
27,14
27,14
230,61
5
75,52
75,52
718,11
75,80
75,80
630,57
4
114,16
38,64
1051,66
114,97
39,17
953,27
3
142,53
28,37
1300,02
144,09
29,12
1193,27
2
161,36
18,83
1470,36
163,82
19,73
1356,07
1
170,60
9,24
1558,21
173,88
10,06
1439,34
Tabla 08: Derivas del análisis dinámico del muro estructural eje x-x.
Análisis en Dirección X-X
N° Piso
Norma E.030
Artículo 31
"h"
(m)
Distorsión de Entrepiso
Verificación de Deriva
Δabs
(m)
Δrel
(m)
6
0,0146
0,0023
3,00
0,0034
Si Cumple
5
0,0123
0,0025
3,00
0,0037
Si Cumple
4
0,0098
0,0027
3,00
0,0041
Si Cumple
3
0,0071
0,0028
3,00
0,0042
Si Cumple
2
0,0043
0,0025
3,00
0,0038
Si Cumple
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Tabla 09: Derivas del análisis dinámico del muro estructural eje y-y.
Análisis en Dirección Y-Y
N° Piso
Norma E.030
Artículo 31
Altura
"h"
(m)
Distorsión de Entrepiso
Verificación de Deriva
Δabs
(m)
Δrel
(m)
6
0,0182
0,0030
3,00
0,0045
Si Cumple
5
0,0152
0,0030
3,00
0,0045
Si Cumple
4
0,0122
0,0033
3,00
0,0050
Si Cumple
3
0,0088
0,0034
3,00
0,0051
Si Cumple
2
0,0054
0,0032
3,00
0,0048
Si Cumple
1
0,0023
0,0023
4,00
0,0025
Si Cumple
Tabla 10: Derivas del análisis dinámico del núcleo estructural eje x-x.
Análisis en Dirección X-X
N° de Piso
Norma E.030
Artículo 31
"h"
(m)
Distorsión de Entrepiso
Verificación de Deriva
Δabs
(m)
Δrelativo
(m)
6
0,0147
0,0018
3,00
0,0027
Si Cumple
5
0,0129
0,0022
3,00
0,0033
Si Cumple
4
0,0107
0,0030
3,00
0,0045
Si Cumple
3
0,0077
0,0031
3,00
0,0047
Si Cumple
2
0,0046
0,0027
3,00
0,0041
Si Cumple
1
0,0019
0,0019
4,00
0,0021
Si Cumple
Tabla 11: Derivas del análisis dinámico del núcleo estructural eje y-y.
Análisis en Dirección Y-Y
N° de Piso
Norma E.030
Artículo 31
"h"
(m)
Distorsión de Entrepiso
Verificación de Deriva
Δabs
(m)
Δrel
(m)
6
0,0185
0,0020
3,00
0,0030
Si Cumple
5
0,0165
0,0033
3,00
0,0049
Si Cumple
4
0,0133
0,0040
3,00
0,0060
Si Cumple
3
0,0093
0,0034
3,00
0,0051
Si Cumple
2
0,0059
0,0035
3,00
0,0053
Si Cumple
1
0,0024
0,0024
4,00
0,0026
Si Cumple
La evaluación de los desplazamientos laterales relativos
(derivas) permite confirmar que ambos sistemas
estructurales propuestos poseen la rigidez suficiente para
controlar las deformaciones ante eventos sísmicos severos.
1
0,0018
0,0018
4,00
0,0020
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En estricto cumplimiento del Artículo 31 de la Norma
Técnica E.030, se verificó que las distorsiones inelásticas
máximas de entrepiso no superan el límite de 0.007
establecido para edificaciones de Concreto Armado. Tanto
en el Modelo A (Muros Estructurales) como en el Modelo
B (Núcleo Rígido), todas las derivas calculadas en las
direcciones X e Y se mantienen por debajo del umbral
crítico, validando la viabilidad técnica de ambos diseños
para garantizar la integridad estructural y la protección de
los elementos no estructurales.
Al realizar una contrastación directa entre ambas
propuestas, se observa un comportamiento diferenciado en
la respuesta lateral. El Modelo A (Muros Estructurales),
caracterizado por una distribución perimetral de placas,
exhibió un control de desplazamientos ligeramente
superior, registrando derivas máximas de 0.0042 en la
dirección X y 0.0051 en la dirección Y. Este desempeño
eficiente se atribuye a la ubicación estratégica de los
elementos rígidos en los bordes de la planta, lo cual
maximiza el brazo de palanca resistente y mejora la rigidez
global del sistema frente a las fuerzas laterales.
Por su parte, el Modelo B (Núcleo Rígido) presentó
distorsiones máximas de 0.0047 en la dirección X y 0.0060
en la dirección Y. Si bien estos valores cumplen
holgadamente con la normativa, representan un incremento
en la flexibilidad lateral respecto al sistema convencional
(aproximadamente un 17% mayor en la dirección
transversal). Este fenómeno responde a dos factores
determinantes identificados en el análisis: primero, el
incremento de la masa sísmica del núcleo (+14%) genera
mayores fuerzas inerciales; y segundo, la centralización de
la rigidez libera el perímetro, permitiendo que los pórticos
exteriores experimenten un mayor rango de
desplazamiento elástico. No obstante, el sistema demuestra
ser plenamente capaz de disipar la energía sísmica
manteniéndose dentro del rango de seguridad y ofreciendo,
en contraparte, mayores ventajas de distribución
arquitectónica.
Tabla 12: Cuadro comparativo de deformaciones estáticas y dinámicas de los modelos A y B.
Dirección de
Análisis
Tipo de
Análisis
Deriva Máx. Modelo A
(Muros)
Deriva Máx. Modelo B
(Núcleo)
Incremento de
Flexibilidad
Estado (Límite
0.007)
Longitudinal (X-
X)
Estático
0.0048
0.0058
+ 20.8 %
OK
Dinámico
0.0042
0.0047
+ 11.9 %
OK
Transversal (Y-Y)
Estático
0.0061
0.0070
+ 14.7 %
Al Límite
Dinámico
0.0051
0.0060
+ 17.6 %
OK
El análisis consolidado de las distorsiones angulares de
entrepiso permite establecer una clara diferenciación en el
comportamiento mecánico de ambas propuestas. Al
contrastar los valores máximos obtenidos, se evidencia que
el Modelo B (Sistema de Núcleo Rígido) presenta
consistentemente una mayor flexibilidad lateral frente al
Modelo A (Sistema de Muros Estructurales).
Cuantitativamente, el sistema de núcleo registró
incrementos en las derivas que oscilan entre un 11.9% y un
20.8% dependiendo de la dirección y el tipo de análisis
(estático o dinámico).
Este aumento en la deformabilidad confirma que la
distribución perimetral de placas del Modelo A resulta
geométricamente más eficiente para restringir el
desplazamiento lateral que la concentración de rigidez en
el centro de la planta.
Un hallazgo crítico de esta investigación se observa en el
desempeño del Núcleo Rígido en la dirección transversal
(Y-Y). Bajo el análisis estático, este sistema alcanzó una
deriva máxima de 0.0070, situándose exactamente en el
límite máximo permisible establecido por la Norma
Técnica E.030 para estructuras de concreto armado. Este
resultado indica que el Modelo B trabaja sin holgura de
seguridad en términos de rigidez; es decir, la configuración
planteada no admite una reducción de las secciones de los
muros del núcleo ni una disminución en la calidad de los
materiales, ya que cualquier flexibilización adicional
conllevaría al incumplimiento normativo.
Por el contrario, el Sistema de Muros Estructurales
demostró una mayor reserva de rigidez, con distorsiones
máximas que no superaron el valor de 0.0061 en el
escenario más desfavorable.
Esta diferencia de desempeño se atribuye
fundamentalmente al "brazo de palanca" resistente:
mientras que el Modelo A aprovecha la ubicación de los
muros en los bordes para maximizar la inercia global y
contrarrestar el momento de volteo, el Modelo B depende
casi exclusivamente de la rigidez a flexión de la caja
central, liberando a los pórticos exteriores para que
acompañen el desplazamiento, lo que resulta en una
estructura más permisiva al movimiento, pero
arquitectónicamente más limpia.
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Discusión
En relación con el segundo objetivo específico, orientado a
determinar las diferencias en el análisis estático, la
investigación ha revelado que la configuración estructural
influye de manera determinante en la masa sísmica y,
consecuentemente, en la fuerza basal de diseño. Los
resultados del metrado de cargas evidenciaron que el
Modelo B (Núcleo Rígido) posee una masa sísmica total de
1533.27 Tonf, superando en un 14.34% al Modelo A
(Muros Estructurales), que registró 1340.94 Tonf [7]. Esta
diferencia no es trivial; se atribuye directamente a la
necesidad de densificar los muros de concreto en la zona
central (caja de ascensores y escaleras) y al uso de losas
macizas para garantizar la transferencia de esfuerzos hacia
dicho núcleo [8]. Al mantener constantes los parámetros de
sitio de la Zona 3 de Huancayo este incremento de peso se
tradujo linealmente en una mayor demanda de corte basal
[9]. El sistema de núcleo rígido generó una cortante estática
de 257.14 Tonf, lo que implica que sus cimientos deben
resistir 32.25 Tonf adicionales en comparación con el
sistema convencional [10].
Abordando el tercer objetivo específico, referente a la
respuesta dinámica espectral, se observó que la distribución
de fuerzas inerciales difiere del patrón triangular estático.
En ambos modelos, las fuerzas máximas (Fi) se
concentraron en los niveles intermedios (Piso 5),
respondiendo a la excitación de los modos superiores de
vibración característicos de edificaciones multifamiliares
de mediana altura [11]. Al comparar las cortantes basales
dinámicas, el sistema de Núcleo Rígido nuevamente atrajo
mayores fuerzas (177.25 Tonf) frente al sistema de Muros
(170.60 Tonf), ratificando la tendencia observada en el
análisis estático. Sin embargo, un hallazgo técnico
relevante fue que la cortante dinámica representó apenas el
69% de la cortante estática en ambos casos. Este
comportamiento obligó a realizar un escalamiento de
fuerzas para cumplir con el mínimo del 80% exigido por la
Norma E.030. Esto demuestra que, para la sismicidad de
Huancayo, el diseño por resistencia está gobernado por la
cortante estática, mientras que el análisis dinámico sirvió
principalmente para verificar la distribución de
aceleraciones y la respuesta modal, donde el núcleo mostró
una clara tendencia a centralizar la masa participativa [12].
El análisis del primer objetivo específico arrojó los
resultados más críticos y contrastantes de la investigación.
Contrario a la intuición de que un "núcleo de concreto"
haría al edificio más rígido, los datos demostraron que el
Modelo B es mecánicamente más flexible que el Modelo
A. Las derivas máximas del Núcleo Rígido alcanzaron
valores de 0.0058 en la dirección X y 0.0070 en la dirección
Y, superando consistentemente a las derivas del sistema de
Muros Estructurales (0.0048 en X y 0.0061 en Y). Este
fenómeno se explica por la mecánica estructural: el Modelo
A aprovecha la rigidez perimetral, colocando las placas
lejos del centro de masa, lo que maximiza la inercia
rotacional y traslacional del edificio (mayor brazo de
palanca). En cambio, el Modelo B concentra toda la rigidez
en el eje geométrico del edificio, dejando el perímetro
"suelto" con pórticos más flexibles, lo que permite mayores
desplazamientos relativos ante la misma carga sísmica
[13].
Profundizando en el control de deformaciones, se identificó
una situación límite en la dirección transversal del Núcleo
Rígido. La distorsión de entrepiso obtenida fue de 0.0070,
situándose en el límite matemático exacto permitido por la
Norma Técnica E.030 para estructuras de Concreto
Armado (0.007). Esto indica que la viabilidad del núcleo
rígido en la dirección corta del edificio es "estricta"; es
decir, el sistema funciona y cumple la norma, pero no
ofrece ninguna holgura o factor de seguridad adicional en
términos de rigidez. Cualquier error constructivo,
reducción de la calidad del concreto (f'c < 280) o
modificación arquitectónica que reduzca los muros del
núcleo, llevaría al edificio a una condición de
incumplimiento normativo. Por el contrario, el sistema de
Muros Estructurales, con una deriva máxima de 0.0061,
ofrece una reserva de rigidez del 13% antes de llegar al
límite peligroso [14].
Integrando los hallazgos para responder al objetivo general
sobre la viabilidad de la aplicación del núcleo rígido en
Huancayo, se determina que el sistema es técnicamente
viable pero estructuralmente menos eficiente que el sistema
convencional de muros. La viabilidad se sostiene en que
cumple con todos los controles normativos (Deriva 0.007 y
Cortante Mínima). Sin embargo, el "costo" de esta
viabilidad es un edificio 14% más pesado, con una
cimentación más solicitada y una flexibilidad lateral que
trabaja al límite de la norma [15]. Por consiguiente, la
elección del Núcleo Rígido en Huancayo no se justifica por
una mejora en el comportamiento sísmico (ya que el
sistema de muros controla mejor los desplazamientos), sino
que debe justificarse exclusivamente por sus ventajas
arquitectónicas y funcionales, aceptando que ello conlleva
un diseño estructural más robusto y sin márgenes de error
para garantizar la seguridad [16].
Conclusiones
En atención al objetivo específico referente a las
diferencias en el análisis estático, se concluye que la
configuración estructural ejerce una incidencia directa
sobre la masa reactiva y, consecuentemente, sobre la fuerza
basal de diseño. La investigación determinó que el sistema
de Núcleo Rígido (Modelo B) generó un incremento del
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14.34% en la masa sísmica total de la edificación respecto
al sistema de Muros Estructurales (Modelo A),
comportamiento atribuido a la concentración de elementos
de concreto y losas macizas en la zona central. Este
aumento de peso se tradujo en una fuerza cortante basal
estática de 257.14 Tonf para el núcleo, superando en más
de 32 toneladas a la demanda del sistema convencional, lo
cual implica que esta tipología impone mayores
solicitaciones de carga vertical y de corte a la
infraestructura de cimentación desde la fase de diseño
estático.
Respecto a los resultados del análisis dinámico espectral,
se evidenció que ambos sistemas presentan una
distribución de fuerzas inerciales gobernada por la
influencia de los modos superiores de vibración,
concentrando las solicitaciones máximas en los niveles
intermedios y no en la azotea. Se concluye que el sistema
de Núcleo Rígido mantiene una demanda sísmica dinámica
superior (177.25 Tonf) frente al sistema de muros (170.60
Tonf), ratificando la tendencia del análisis estático.
Asimismo, se verificó que en ambos modelos la cortante
dinámica resultó ser inferior al 80% de la cortante estática
(aproximadamente un 69%), lo que demuestra que el
diseño por resistencia en la zona sísmica de Huancayo está
condicionado por el análisis estático escalado,
independientemente de la configuración de rigidez elegida.
En lo concerniente a la evaluación de rigidez y
deformaciones, se concluye que el sistema de Núcleo
Rígido presenta una mayor flexibilidad lateral en
comparación con el sistema de muros perimetrales.
Contrario a la premisa de una mayor rigidez central, el
núcleo registró distorsiones angulares entre un 11% y un
20% superiores a las del sistema convencional. Un hallazgo
determinante fue que, en la dirección transversal (Y-Y), el
núcleo rígido alcanzó una deriva de 0.0070, situándose en
el límite máximo permitido por la Norma E.030. Esto
demuestra que la distribución perimetral de placas del
Modelo A resulta geométricamente más eficiente para
restringir los desplazamientos laterales que la
centralización de la rigidez propuesta en el Modelo B.
Finalmente, respondiendo al objetivo general sobre la
viabilidad de la aplicación, se determina que el sistema de
Núcleo Rígido para un edificio multifamiliar en la ciudad
de Huancayo es técnicamente factible, dado que logra
cumplir estrictamente con los controles de deriva y
resistencia cortante exigidos por la normativa nacional. No
obstante, esta viabilidad se consigue sin holgura de
seguridad en términos de rigidez para la dirección corta,
trabajando al límite de la norma. Por consiguiente, el uso
del núcleo rígido no representa una optimización
estructural frente al sistema de muros —que resultó ser más
rígido y liviano—, sino que constituye una alternativa
válida únicamente cuando se prioriza la libertad
arquitectónica y la limpieza espacial, asumiendo el costo
de una estructura más pesada y con menores márgenes de
redundancia ante deformaciones.
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