Desplazamiento de fluencia de muros de hormigón armado y su relación con el tipo de demanda

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2020-04

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Universidad de Valparaíso

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Escuela de Ingenieria Civil

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El desplazamiento de fluencia es un parámetro relevante para diseñar muros de hormigón armado esbeltos en voladizo bajo la acción de solicitaciones sísmicas. Este parámetro permite definir si la respuesta sísmica esperada de un muro será elástica o inelástica. En el caso de la respuesta inelástica, el desplazamiento elástico es útil para estimar las demandas de ductilidad con el fin de diseñar elementos especiales de borde (refuerzo de confinamiento). En consecuencia, una estimación fiable de este parámetro es fundamental para poder suministrar la capacidad de desplazamiento adecuada a un muro de hormigón armado. En los últimos años, varios autores han propuesto expresiones útiles para estimar el desplazamiento de fluencia en muros. Muchas de ellas basadas en modelos con inelasticidad concentrada, donde el comportamiento no lineal tiene lugar en la sección crítica de los muros (típicamente la base de los muros); en varios casos, se requirió una estimación de la longitud de la rótula plástica para concretar los análisis. En este tipo de modelos asume que el muro tiene un comportamiento elástico y que la rigidez es constante por encima de la sección crítica, esto podría no ser representativo del fenómeno, ya que la rigidez a flexión de un muro varía en la altura, dependiendo de la excitación sísmica y de su nivel de deformación. Por otra parte, estudios recientes han utilizado modelos de fibras unidireccionales, la principal ventaja de estos modelos es que permiten capturar directamente el comportamiento de los muros considerando la variación de rigidez en la sección de hormigón armado. En otras palabras, la longitud de la rótula plástica no es necesaria. Independientemente del modelo utilizado, la mayoría de los estudios realizan el análisis con diferentes patrones de carga lateral (por ejemplo, una carga triangular invertida o uniforme), asumiendo así la naturaleza de la demanda sísmica antes de llevar a cabo el análisis. Teniendo en cuenta las ideas anteriores, en este trabajo se presentan los resultados obtenidos con análisis tiempo-historia no-lineal para un conjunto de muros de hormigón armados en voladizo. En los análisis se utilizan registros naturales y sintéticos con diferentes características (PGA, duración y contenido de frecuencias). Adicionalmente, se consideran muros con diferente relación de aspecto, altura, espesor y refuerzo longitudinal. Los muros fueron modelados con fibras unidireccionales. El desplazamiento de fluencia se registra para correlacionarlo con características propias del muro tales como relación de aspecto, cantidad de refuerzo, etc., y las características de los acelerogramas (intensidad, contenido de frecuencia, duración, etc). La discusión final se centra en la influencia del contenido de frecuencias de los registros sísmicos, los efectos de los modos superiores en el desplazamiento de fluencia y su variabilidad. Además, se proponen valores límites inferiores para estimar el desplazamiento de fluencia, recalcando que estos valores están directamente relacionados con las demandas sísmicas y destacando que los valores limites resultan conservadores para los registros analizados, pudiendo no ser adecuados para futuros eventos sísmicos.

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Auspiciador

Palabras clave

MUROS, HORMIGON ARMADO, SISMO

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