Diseño por desempeño sísmico en pórticos especiales resistente a momento con conexiones viga-columna metálicas empleando diafragmas externos para zonas de alta sismicidad, Lima, 2021

Abstract

Para la construcción de pórticos especiales en acero, se debe prestar atención a las uniones con secciones tubulares, por errores en la etapa del análisis estructural. El objetivo de esta investigación es evaluar el desempeño sísmico en pórticos especiales, empleando diafragmas externos en columnas tubulares y vigas de sección abierta, para zonas sísmicas importantes. Para llevar a cabo el presente estudio se siguió la metodología de los códigos FEMA 440 y ATC-40. De manera teórica y mediante un modelo numérico en ETABS, se evaluó un edificio prototipo de 05 niveles con pórticos unidos con conexiones viga-columna empleando anillos externos. Asimismo, es calibrada numéricamente una conexión bidimensional para su calificación según la norma sismorresistente (AISC). El diseño de las vigas y columnas, estuvieron controladas por los límites de deriva impuestos por la norma sismorresistente peruana E.030. Para deformaciones últimas de un 3,42% de la altura total del edificio, se obtuvo una sobrerresistencia de Ω=11,2[adm]. A partir del análisis pushover fue posible observar la ductilidad del sistema siendo de μT=3.42[adm]. La conexión propuesta muestra ciclos crecientes luego de la fluencia. Además, se aprecia que el ángulo de piso supera el valor de 0.04[rad], su resistencia a flexión es mayor a 0.80[Mp]. Finalmente se concluye que la respuesta inelástica fue la esperada, el pórtico analizado arrojo un patrón de rotulas idóneo para generar plastificación en vigas, primeramente. Además, que emplear un 75% como rigidez en programas como ETABS garantizan un buen pre-dimensionado, y que las conexiones aún siendo calificadas se comportan como semirrígidas.