Conexiones de acero con entre vigas I y columnas HSS mediante la mecánica computacional

Abstract

Se estudian las conexiones a momento de acero entre viga I y columnas tubulares huecas (HSS), cuya clasificación es en base al uso en marcos resistentes a momento. La calibración y el estudio se llevó a cabo mediante simulación numérica con el programa ANSYS Workbench. El estudio se divide en tres secciones, en la primera sección se calibraron dos pruebas experimentales de las cuales se realizaron seis modelos diferentes. En estos modelos se estudiaron diferentes capacidades del modelo constitutivo para los metales y, como resultado de este estudio, se establecieron las capacidades del modelo constitutivo que se utilizaron para los posteriores modelos que se estudiaron. En la segunda sección se estudió el modelo constitutivo para representar al concreto en la simulación numérica. Se estudiaron modelos básicos para la calibración y entendimiento de este modelo constitutivo. Se utilizó nuevamente como referencia las pruebes experimentales referenciadas como Conexión A y Conexión B; de las cuales se obtuvieron cuatro modelos. A dos de estos se les rellenó la columna HSS con concreto. A estos modelos se les aplicó un patrón de desplazamiento para poder comparar los resultados de la simulación numérica entre cada conexión. En la tercera sección se propusieron tres conexiones diferentes, se obtuvieron seis modelos de los cuales en tres de ellos se rellenó la columna HSS con concreto. En base a los resultados obtenidos, se muestran gráficamente el aporte que tiene la columna rellena con concreto sobre sistema. Como resultado de este trabajo se obtuvo un comportamiento suficientemente aproximado al reportado en las pruebas experimentales. Con esto se propusieron y estudiaron tres conexiones de las cuales no se contaban con pruebas experimentales, obteniendo un marco de referencia para definir su comportamiento estructural, incluyendo las posibles fallas de las conexiones. Además, se plantean una serie de recomendaciones para el uso del programa ANSYS Workbench, se muestra el procedimiento para asignar dos modelos constitutivos y se definen sus alcances y limitantes.