Rehabilitación Sísmica de un Edificio Industrial de Marcos Arriostrados con Conexiones Simples Mediante Placas de Acero

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2017-12

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Universidad de Valparaíso

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Escuela de Ingenieria Civil

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La mayor parte de las estructuras industriales en Chile se componen de marcos arriostrados que tienen conexiones simples viga-columna. Es frecuente que en estas estructuras se remuevan o corten diagonales para permitir la instalación de nuevos equipos, circulación de vehículos, paso de tuberías, entre otros. En la figura 1.1 se puede ver un ejemplo de una diagonal cortada para permitir el apoyo de una tubería. En esos casos, podría ser necesario reforzar lateralmente la estructura para cumplir con los criterios de la norma sísmica NCh2369.0f2003, en términos de asegurar comportamiento dúctil y continuidad de operación en la industria. Incorporar placas de acero en marcos existentes podría representar una alternativa a las diagonales tradicionales en la rehabilitación sísmica de estructuras. Un muro de corte con placa de acero (SPSW) es un sistema estructural resistente a cargas laterales que consiste en placas esbeltas de acero conectadas a las vigas y columnas de un marco. Las cargas laterales son resistidas principalmente por la acción de un campo diagonal de tracciones desarrollado en la placa. Un SPSW sometido a ciclos de deformación inelástica presenta gran rigidez inicial, se comporta de manera dúctil y disipa cantidades significativas de energía. Estas características, lo hacen un sistema adecuado para resistir cargas sísmicas. Los SPSW no solo pueden ser utilizados en el diseño de nuevos edificios, sino también en la rehabilitación de construcciones existentes [1]. El efecto de las placas en el comportamiento de una estructura sería similar al que producen las diagonales resistentes solo a tracción, pero con la diferencia que se conectan en todo el perímetro y no transfieren cargas concentradas en los nudos. La principal ventaja de las placas respecto de las diagonales, sería su sencilla instalación, con menor detallamiento de las conexiones y menor tiempo de interrupción en el funcionamiento. Los espesores de placa necesarios para resistir cargas laterales podrían resultar menores que el espesor mínimo disponible de placas de acero laminado en caliente. En una situación de rehabilitación, el uso del espesor mínimo disponible en lugar del espesor de diseño, aumentaría las demandas inducidas por la fluencia de las placas y probablemente se requeriría reforzar excesivamente el marco de borde [2]. Además, el uso de un mismo espesor de placa en todos los pisos por falta de espesores menores, aumentaría el riesgo de desarrollar un mecanismo de piso blando [1]. Una manera práctica de utilizar espesores cercanos a los de diseño y variables en cada piso, es utilizar placas de acero laminado en frío tipo "light-gauge", que presentan tensiones de fluencia menores y variedad de espesor delgados. Los SPSW de placas de acero light-gauge podrían proporcionar a los ingenieros una opción efectiva para la rehabilitación sísmica de edificios. El concepto es crear un sistema capaz de resistir las fuerzas sísmicas de diseño sin necesidad de reforzar el marco de borde [2]. En la figura 1.2 se puede ver el comportamiento histerético de una muestra de SPSW con placa de acero light-gauge que presentó un comportamiento adecuado para resistir cargas sísmicas. En el presente trabajo de título se evalúa el uso de placas de acero light-gauge en la rehabilitación sísmica de un edificio industrial de marcos arriostrados con conexiones simples viga-columna. Para conseguir esto, se compara la respuesta dinámica de un edificio de marcos arriostrados, antes y después de incorporar placas de acero light-gauge en lugar de diagonales, en una de las direcciones de análisis.

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Auspiciador

Palabras clave

SISMOLOGIA, VIGAS -- DISEÑO, NCH 2369

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