Evaluación de marcos de acero arriostrados con elementos autocentrantes en edificios de mediana altura en Chile

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2022-01

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Universidad de Valparaíso

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Escuela de Ingenieria Civil

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La subducción es una actividad convergente del proceso de la tectónica de placas y ocurre cuando una placa con corteza oceánica más densa colisiona con una placa de corteza continental menos densa, es decir, la corteza oceánica desciende por debajo de corteza continental. Chile se ubica mayormente sobre la placa Sudamericana, de tipo continental, que se encuentra en contacto la placa de Nazca, de tipo oceánica. Ambas convergen a una velocidad aproximada de 66 [mm/año] controlando gran parte de la sismotectónica del país. Lo anterior, hace que se produzcan los terremotos de subducción. Dichos terremotos ocurren cuando el esfuerzo compresivo horizontal neto de la zona de contacto, también llamada zona de acoplamiento, entre la placa de Nazca y la Sudamericana supera al acoplamiento mecánico que traba el movimiento de estas, produciéndose así el movimiento relativo de las placas. Considerando de lo anterior, los terremotos de subducción son desastres naturales que habitualmente ocurren en distintas zonas de Chile, pudiendo producir pérdidas económicas, de vidas humanas y daños en la infraestructura debido a las fuerzas laterales que estos imponen sobre las estructuras. Al mismo tiempo, en Chile, como en el resto del mundo, hay una mayor conciencia sobre el impacto negativo de los materiales utilizados para la construcción sobre el medio ambiente y la sociedad. El acero es de los pocos materiales que puede ser reutilizado varias veces sin perder su calidad [4], lo cual ayuda significativamente al medio ambiente y ahorra costos. Sin embargo, en nuestro país una de las razones por las cuales la construcción de estructuras de dicho material no es llamativa porque, ante un evento sísmico de gran magnitud, los desplazamientos laterales entre pisos tienden a sobrepasar los límites fijados por las normas de diseño. Es por ello, que el diseño de las estructuras de acero debe ser tal que, se puedan utilizar posterior a un evento sísmico, ya que si estas quedan con deformaciones residuales excesivas las personas tienen que enfrentarse a costosas tareas de reparación, reconstrucción, demolición y/o reemplazo de infraestructura. Además, se ven afectadas a la interrupción de la actividad comercial traída por el tiempo de inactividad producto de dichas deformaciones. En vista y consideración de lo anterior es que, en las últimas décadas uno de los temas más discutidos ha sido el control del comportamiento estructural contra eventos sísmicos de gran magnitud en edificaciones con estructuras de acero. Lo anterior, a través de un buen manejo de la disipación de energía y un buen control sobre las deformaciones residuales. En este tipo de edificaciones lo anterior se puede lograr con el uso de diversos sistemas estructurales resistentes a cargas laterales inducidas por aceleraciones del suelo, como por ejemplo: los marcos concéntricamente arriostrados (SCBF), los marcos excéntricamente arriostrados (EBF), los marcos especiales a momento (SMF), etcétera, los cuales están diseñados de manera tal que, les den capacidad de desplazamiento, al mismo tiempo que limita las fuerzas sísmicas inducidas en la estructura. Los marcos con diagonales de pandeo restringido o dispositivos BRB (del inglés Buckling Restrained Braces) son un tipo de marco que evita que la riostra se pandee local o globalmente durante las solicitaciones de cargas cíclicas axiales que se aplican en las diagonales, permitiendo la fluencia del elemento ya sea en estado de tracción o compresión. Lo anterior, le permite a este sistema tener una capacidad de disipación de energía mayor y más estable frente a eventos sísmicos de elevadas magnitudes.

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Auspiciador

Palabras clave

CONSTRUCCIONES METALICAS, ACERO, EDIFICIOS, CHILE

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