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Título : Incidencia y eficiencia del uso de conexiones no precalificadas, ni ensayadas experimentalmente, en el desempeño de estructuras metálicas en el Ecuador; tipos y pseudo - criterios
Autor : López Villacís, Gonzalo Eduardo
Toapanta Molina, Álvaro Santiago
Palabras clave : ANSYS
ÁNGULO DE DERIVA
CARGA
CICLOS DE CARGA
CONEXIÓN VIGACOLUMNA
CORDÓN DE SUELDA
CURVA DE HISTÉRESIS
ESTRUCTURAS METÁLICAS
MOMENTO PROBABLE
PERFIL TUBULAR
SISTEMA ESTRUCTURAL
PROTOCOLO DE CARGA
STRAIN GAUGES
Fecha de publicación : sep-2022
Editorial : Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica. Maestría en Ingeniería Civil con Mención en Estructuras Metálicas
Resumen : Structural engineering has undergone major changes as a result of the need to innovate and create new building methods, likewise, changing from conventional materials to materials with better structural behavior in the face of seismic events as a starting point, which several professionals prioritize in their designs. So, currently Home Boulding, buildings, bridges and others are built with structural steel elements, a material that has been very popular in the industry in recent years. However, several of the systems used lack design criteria or do not obey the demands for load request and seismic effects, which are established in international and national standards (AISC, FEMA and NEC). This research work analyzes the use of A36 steel in Beam-column Connection for buildings, made of tubular sections, with dimensions taken from a real structural system (SMF). The type of connection is also evaluated, using for this a welding cord with E6011 electrodes, which does not meet design criteria for qualified connections, since the filler material and type of welding are not those recommended by the reference standards in this research. Connections that are very often used in steel structures in our environment. The connection proposed in this work is then prioritized to determine if it meets the requirements of the AISC 341-16 and AISC 358-16 standard, for prequalified connections, by analyzing the behavior of 5 full-scale connection prototypes subjected to load cycles. By controlling the drift angle produced between the beam and the column, as recommended by FEMA 350 for loading protocols. One of the prototypes or specimens is used to determine the ultimate strength before connection failure occurs, what is known as a monotonic laterally loaded testing. The hysteresis curves of the prototypes tested relative to the moment vs the angle of drift or rotation (0.04 rad) defined in the loading protocol should be at least 80% of the probable moment, calculated according to the mechanical properties of the material of the elements. With the data obtained experimentally and verifying compliance with the prequalification parameters of the beam-column connection, the comparative analysis of results is carried out, with a mathematical model that uses finite elements for its development (ANSYS), likewise the unitary deformations reached are shown., by means of the software mentioned and the data thrown by the strain gauges, located near the welding cord in the connection. Conclusions, this type of connections in Ecuador have not been tested and are not prequalified either, leaving a precedent on their efficiency and impact on construction, for those professionals who use them.
Descripción : La ingeniería estructural, ha sufrido grandes cambios como consecuencia de la necesidad de innovar y crear nuevos métodos de construcción, de la misma manera, el cambio de materiales convencionales a materiales con mejor comportamiento estructural ante eventos sísmicos, es el punto de partida que, varios profesionales priorizan en sus diseños, es así que: en la actualidad las construcciones de viviendas, edificios, puentes, usan elementos estructurales de acero, materiales que en los últimos años ha tenido una gran acogida en la industria. Sin embargo, varios de los sistemas empleados carecen de un criterio apropiado de diseño o no cumplen con las demandas para solicitaciones de carga y efectos sísmicos, mismas que, se establecen en normas internacionales y nacionales (AISC, FEMA Y NEC). El presente trabajo de investigación analiza el uso del acero A36 en conexiones de viga – columna para edificaciones, siendo estas de secciones tubulares, con dimensiones tomadas de un sistema estructural real (SMF); se evalúa el tipo de conexión, usando para esta un cordón de suelda con electrodo E6011, que no cumple criterios de diseño para conexiones calificadas, pues el material de aporte y tipo de suelda no son los recomendados por las normas de referencia en esta investigación. Sin embargo, se usa muy a menudo en estructuras metálicas en nuestro medio. Se determina si la conexión propuesta en el presente trabajo, cumple con los requerimientos de la norma AISC 341-16 y AISC 358-16, para conexiones precalificadas, mediante el análisis del comportamiento de 5 prototipos de conexiones a escala real sometidos a ciclos de carga, controlando el ángulo de deriva producido entre la viga y la columna, como lo recomienda FEMA 350 para protocolos de carga, uno de los prototipos o espécimen es usado para determinar la resistencia última antes que se produzca la falla de la conexión, lo que se conoce como ensayo monotónico con aplicación de carga lateral. Las curvas de histéresis de los prototipos ensayados en relación al momento vs el ángulo de deriva o rotación (0.04 rad) definido en el protocolo de carga, debe ser como mínimo el 80 por ciento del momento probable, calculado en función de las propiedades mecánicas del material de los elementos. Con los datos obtenidos experimentalmente y verificado el cumplimiento de los parámetros de precalificación de la conexión viga-columna se realiza el análisis comparativo de resultados, con un modelo matemático que emplea elementos finitos para su desarrollo (ANSYS), así mismo, se muestran las deformaciones unitarias alcanzadas, mediante el software mencionado y los datos arrojados por los strain gauges, ubicados cerca del cordón de suelda en la conexión. Con todo lo mencionado se plantean las conclusiones sobre el uso de este tipo de conexiones en Ecuador, que no han sido ensayadas y que tampoco se encuentran precalificadas, dejando un precedente sobre su eficiencia e incidencia en la construcción, para aquellos profesionales que las usan.
URI : https://repositorio.uta.edu.ec/jspui/handle/123456789/36278
Aparece en las colecciones: Maestría en Ingeniería Civil con Mención en Estructuras Metálicas

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