Elección del modelo matemático de comportamiento no-lineal del elemento estructural viga-columna para el análisis sísmico de un pórtico de concreto armado

Abstract

El objetivo principal de la presente investigación es elegir un modelo matemático que represente el comportamiento no-lineal del elemento estructural viga-columna para el análisis sísmico de un pórtico de concreto armado. Para ello, se ha revisado la bibliografía referente a los modelos matemáticos de la familia poligonal en la que se seleccionó los Modelos Clough, Takeda y Pivot. De esta forma, se representaron las curvas de histéresis en diferentes elementos, tales como una viga, un pórtico, un nudo y una estructuración sometidos a cargas cíclicas, esto con fines de analizar el comportamiento no lineal de los modelos matemáticos en la unión viga- columna. Finalmente, para un ciclo de carga en el Modelo Clough se contó con un resultado desfavorable en comparación con los otros modelos debido al esqueleto bilineal que posee. Asimismo, el Modelo de Takeda disipa mejor la energía e incluye la degradación de rigidez, sin embargo, no considera el Efecto pinching. Este último, se incluye en el Modelo Pivot con los parámetros α y β que permiten una mayor versatilidad en la representación del comportamiento histérico. Se concluye que el Modelo Pivot representa de manera más significativa la unión viga-columna debido a los puntos de pivote y Pinching que permiten degradar la rigidez y formar un estrechamiento en la zona de recarga de la curva de histéresis.

The main objective of this research is to choose a mathematical model that represents the non-linear behavior of the beam-column structural element for the seismic analysis of a reinforced concrete frame. The main objective of this research is to choose a mathematical model that represents the non-linear behavior of the beam-column structural element for the seismic analysis of a reinforced concrete frame. For this, the bibliography referring to the mathematical models of the polygonal family has been reviewed, in which the Clough, Takeda, and Pivot Models were selected. In this way, the hysteretic curves were represented in different elements, such as a beam, a frame, a node, and a structuring subjected to cyclical loads, to analyze the non-linear behavior of the mathematical models in the beam-column joint. Finally, for a load cycle in the Clough Model, there was an unfavorable result compared to the other models due to its bilinear skeleton. Likewise, the Takeda Model dissipates energy better and includes stiffness degradation; however, it does not consider the Pinching Effect. The latter is included in the Pivot Model with the parameters α and β that allow greater versatility in the representation of hysteretic behavior. It is concluded that the Pivot Model represents in a more significant way the beam-column connection due to the pivot and pinching points that allow the stiffness to degrade and form a narrowing in the reload zone of the hysteresis curve.