Simulación de colapso progresivo de pórtico de concreto armado con albañilería confinada en Extreme Loading for Structures

Abstract

La tesis tiene como objetivo la simulación computacional de la remoción de una columna central de un pórtico de concreto armado de dos pisos con albañilería confinada en su parte superior, produciéndole un colapso. De dicho evento, se obtuvieron resultados cualitativos y cuantitativos de un modelo físico construido previamente. Esto permitió verificar el alcance del software Extreme Loading for Structures (ELS) que emplea Applied Element Method (AEM) a un caso de particular de colapso progresivo y confrontar el potencial de dicha herramienta informática respecto de su aproximación con la realidad. La simulación principal logró un buen acercamiento tanto cuantitativo como cualitativo. El punto de resistencia máxima con ELS fue de 57.5 kN presentando un error porcentual de 10% con respecto al experimento. Esto a un desplazamiento vertical de la columna de 47.30 mm, el cual presentó un error del 30% respecto del experimento. A su vez, el ELS consiguió representar el modo de falla final, sin diferir mucho en los patrones de falla que siguió el experimento. Con respecto a la gráfica que relaciona el desplazamiento vertical de la columna central con los desplazamientos horizontales de las columnas adyacentes y externas, el error porcentual entre máximos desplazamientos horizontales fue de 25% y 24% (intersecciones adyacentes y externas) cuando el movimiento fue al exterior. Mientras que se reportaron 40% y 41% de error al invertirse el movimiento al interior. Finalmente, teniendo en cuenta los diferentes materiales (concreto, acero, bloque de concreto y mortero) se realizó un análisis de sensibilidad utilizando el método del Diagrama Tornado con el objetivo de determinar qué propiedades de los materiales fueron las más influyentes en la variabilidad de los resultados, resultando la resistencia a la compresión del concreto como la propiedad más sensible y la resistencia a la compresión del bloque de concreto como la menos sensible. Se concluye que el software ELS logró una buena similitud respecto al experimento físico en relación con la forma de la curva fuerza de resistencia (kN) vs desplazamiento vertical de la columna central (mm). comprobándose la facilidad que se tiene en la interacción con el programa y la capacidad que tiene este para simular el modo de falla y los patrones de agrietamiento de la estructura ante cualquier evento. Asimismo, se concluye que la interacción del usuario con el software ELS tanto para modelar la geometría como para aplicarle las cargas correspondientes a cualquier evento facilita el análisis.