Análisis de sobrerresistencia en pórticos arriostrados concéntricamente cuando las diagonales tipo chevron incursionan el rango no lineal

Abstract

Las estructuras de edificios se han desarrollado durante el tiempo en base a continuas investigaciones experimentales, y con la aparición de la informática como tecnología de punta se ha podido validar con simulaciones numéricas. Conociendo que todos los elementos presentes en la esfera terrestre obedecen a leyes físicas y pueden incursionar en el rango inelástico, dándole así una reserva de energía a los cuerpos, conocida como redundancia estructural. El presente estudio analiza la plastificación de un miembro estructural que compone un sistema resistente a sismo, determinando en los códigos de construcción como sistemas PEAC, miembro que será el fusible en un terremoto, y se encargará de disipar la energía, conocido como diagonal en V invertida o chevron. Este estudio se concentra en el análisis estructural por simulación numérica mediante elementos finitos, aplicada en el software SAP 2000 y ETABS, se plantea un edificio de acero de 7 niveles con sistema sismorresistente de Pórticos Arriostrados Concéntricos de Acero al Carbón tipo ASTM A572 Gr50, en una zona sísmica de alto riesgo; la superestructura es sometida a fuerzas laterales mediante análisis pseudoestáticos y dinámicos de tipo modal espectral en el rango no lineal para lo cual se aplica un modelo de degradación material del acero, hasta llevar a los elementos chevron a su plastificación secuencial. Los resultados del modelo tridimensional arrojaron parámetros de ductilidad, reserva de resistencia, derivas y curvas paramétricas comparativas que determinó la sobrerresistencia del sistema estructural en cada uno de sus instantes de plastificación. Finalmente se modela un pórtico lineal bidimensional tipo PEAC del edificio en ETABS y adicionalmente en SAP2000 con elementos finitos tipo Shell, donde se logra que la diagonal incursione en el rango no lineal, observando el modo de fallo y se grafica la curva de histéresis de la diagonal como resultado del análisis Pushover, corroborando los resultados con investigaciones análogas.