Evolución de las conexiones en Frames at Moments

Los pórticos resistentes a momento son uno de los sistemas estructurales de acero con mayor versatilidad arquitectónica y con menor número de componentes (sólo vigas y pilares), y su uso es muy común en la construcción civil y estructuras industriales. Uno de los componentes más sensibles de este sistema son las conexiones, ya que además de asegurar que la estructura funcione en conjunto, brindan la resistencia y rigidez necesarias para permitir que el elemento fusible (viga) se deforme de manera inelástica, liberando energía.

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Esta filosofía de diseño no era la misma hace tres décadas, fue el terremoto de Northrigde (1994) el que provocó un gran número de víctimas y pérdidas económicas (aproximadamente US$ 20 mil millones) que pusieron de manifiesto el mal desempeño de las estructuras de acero por el momento. Motivo de esta FEMA (Agencia Federal para el Manejo de Emergencias) fundó el proyecto BOLSA (Asociación de Ingenieros Estructurales de California – SEAOC, Consejo de Tecnología Aplicada – ATC y Consorcio de Universidades para la Investigación en Ingeniería Sísmica – CUREE), cuyo principal objetivo fue estudiar el daño que se produjo en los pórticos soldados como consecuencia del sismo, y desarrollar técnicas de reparación y nuevos enfoques de diseño para minimizar el daño durante futuros eventos sísmicos. El diagnóstico de esta investigación arrojó el mal desempeño de las uniones, donde se destacaron roturas frágiles en la zona de los paneles, soldaduras, pandeo flexo-torsional en las vigas, entre otros.

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Fruto de este diagnóstico surgieron los nuevos enfoques de diseño que hoy conocemos, los cuales fueron incorporados a las normas AISC 341 y 358, donde entre otras cosas, la consideración del exceso de resistencia del acero en el diseño, el uso de pre -conexiones calificadas para marcos con un alto nivel de ductilidad, que cuentan con procedimientos de diseño debidamente especificados en la norma (si las conexiones no son utilizadas, deben someterse a una prueba de proceso antes de su uso), entre otras.

Por otro lado, es importante señalar que en estructuras industriales, el uso de este sistema para resistir la acción sísmica muchas veces requiere de procedimientos más robustos en relación a los procedimientos analíticos, ya que las conexiones utilizadas en estas estructuras no siempre están estandarizadas. Por esta razón, el análisis de elementos finitos se usa cada día más; software que realiza este tipo de análisis (por ejemplo, IDEA Statica Connection) brinda una herramienta para que el estimador incremente la confiabilidad de sus proyectos (evaluación de escenarios de proyectos no considerados en procedimientos regulatorios, materiales no convencionales, entre otros), consolidando como práctica en ingeniería estructural.

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Autor del artículo:

paulo garcia

Ingeniero civil. Consultor y soporte técnico Construsoft LATAM

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