Propuesta de diseño sísmico para marcos de acero con disipadores de energía histeréticos
Abstract
El presente trabajo muestra algunos resultados obtenidos de un extenso estudio paramétrico, realizado a marcos de acero con disipadores de energía histeréticos montados en contravientos concéntricos tipo chevrón (V invertida). Dicho estudio consistió en evaluar parámetros globales de diseño sísmico, mediante el análisis estático no lineal (pushover). El objetivo de este estudio es proponer parámetros globales de diseño sísmico para estructuras de acero con base en marcos dúctiles, que dispongan de disipadores de energía histeréticos montados en contravientos tipo chevrón, que puedan insertarse transparentemente, tanto en el Reglamento para las Construcciones del Distrito Federal como en el Manual de Obras Civiles (MOC) de la Comisión Federal de Electricidad. Los marcos analizados se diseñaron como marcos dúctiles, de acuerdo con las normas técnicas vigentes para estructuras metálicas (NTCM-04). Además, se utilizaron distintas relaciones paramétricas como: altura de marcos, las cuales oscilaron entre 5 y 25 niveles; ángulo de inclinación de los contravientos con respecto al eje horizontal, para valores de 40° y 45°; balances de rigidez entre el marco y el sistema contraviento disipador (alfa); relaciones de rigidez elástica entre el contraviento y el disipador (beta); así como la pendiente posterior a la fluencia(K2) de los disipadores de energía, para distintos valores reportados en diferentes pruebas experimentales y estudios (K2=0, 3 y 5%). De los resultados obtenidos en el estudio se definen balances “óptimos” de rigidez alfa y beta, a partir de la metodología de diseño propuesta, la cual tiene por objetivo aprovechar al máximo la capacidad de deformación inelástica del disipador; esto es, que desarrolla su máxima ductilidad por desplazamiento, antes de que el marco de acero presente fluencias incipientes en los extremos de los elementos que lo conforman. Por último, se hacen algunos comentarios adicionales en relación con: la ductilidad global del sistema(Q); ductilidad local de los disipadores histeréticos y los factores de sobrerresistencia (R), para las distintas combinaciones paramétricas de alfa, beta K2 y. Finalmente, se definen las distorsiones de entrepiso de fluencia y últimas, para los distintos balances de rigidez entre el marco y el sistema contraviento-disipador.