Estudio de conexiones precalificadas y su incidencia en el diseño sismo resistente de edificaciones irregulares

Abstract

Ecuador es un país de alta actividad sísmica. En el año 2016 se vio afectado por un evento sísmico el cual fue generado a raíz de un fenómeno producido entre la subducción de la placa de Nazca y la placa Sudamericana, lo cual dejó cuantiosas pérdidas económicas, humanas y de edificaciones, siendo esto un factor principal de suma importancia para la investigación en el campo de la ingeniería estructural. En el presente trabajo de investigación se realizó un análisis sismorresistente de tres edificaciones irregulares de baja, mediana y gran altura, conformadas por un sistema resistente a carga lateral de pórticos especiales resistentes a momento SMF de acero estructural, compuestos por columnas de tipo HEB y vigas IPE. Para empezar el proyecto se realizó un análisis de la configuración estructural de las edificaciones planteadas para luego aplicar las consideraciones que establece la norma ecuatoriana de la construcción para tomar en cuenta los casos correspondientes de irregularidad en las edificaciones tanto en elevación como en planta. Luego se procedió a resolver las estructuras mediante un análisis estático y dinámico lineal, logrando obtener resultados que muestran un adecuado comportamiento estructural y cumplan con los chequeos obligatorios normativos, como son el chequeo de las derivas de piso, la verificación del criterio columna fuerte – viga débil y el diseño de sus elementos estructurales. Las conexiones de acero son de gran importancia para garantizar el comportamiento sismorresistente de las edificaciones. En zonas de alta sismicidad es necesario utilizar sistemas de pórticos especiales resistentes a momento y que sus conexiones sean precalificadas, lo que garantizará la formación adecuada de las rotulas plásticas contribuyendo a obtener como resultado un apropiado comportamiento en el rango no lineal. Una vez finalizado los diseños estructurales de las edificaciones planteadas, se procedió a diseñar dos conexiones precalificadas como son la Conexión de Placa de Ala Empernada (Bolted Flange Plate BFP) y la Conexión de sección de viga reducida (Reduced Beam Section RBS) descritas en la norma AISC 358-16. Las conexiones se diseñaron de forma manual cumpliendo todos los parámetros establecidos en la normativa AISC 358-16 para finalmente realizar su respectiva validación y comparación de resultados obtenidos mediante el uso de un software especializado en el diseño de conexiones de acero obteniendo resultados similares.