Compartir en: f t g+

Trabajo de graduación sobre Conexiones de placa de ala empernada

Publicado en: "Tesario" desde el 21-09-2018 23:19

Trabajo de Graduación "Conexiones de placa de ala empernada (BFP) en marcos de acero y su comporamiento bajo la influencia de asentamientos diferenciales" presentado a las autoridades de la División de Ciencias de la Ingeniería por Daniel Estuardo Son al conferírsele el título de Ingeniero Civil en el grado académico de Licenciado

El presente trabajo es una investigación que aborda dos temas particulares y su relación entre sí. El primero de ellos, y que constituye el objeto de estudio, son las conexiones rígidas viga-columna en marcos de acero a momento. Del universo de conexiones existentes, se estudia la conexión precalificada de placa de ala apernada (BFP), que forma parte de las conexiones recomendadas por el AISC 358-16 para ser utilizadas en marcos especiales e intermedios resistentes a momento.

La razón por la que existe un interés especial en las conexiones viga-columna, es porque éstas despeñan un rol crítico en el comportamiento de las estructuras de acero; de ellas depende el desempeño adecuado del sistema estructural seleccionado, pues permiten al sistema disipar energía en eventos sísmicos por medio de deformaciones inelásticas, sí estas poseen características adecuadas que les provean de suficiente ductilidad y rigidez.

El otro tema de interés para esta investigación, son los asentamientos diferenciales, los cuales no se abordan desde el punto de vista de la mecánica de suelos y cimentaciones, sino que el enfoque está en sus efectos en las estructuras. Varios estudios existentes muestran que los asentamientos diferenciales pueden ser perjudiciales para el comportamiento estructural, y que los efectos de los mismos son distintos según el tipo de estructura.

La investigación se desarrolla en torno a establecer la relación existente entre la ocurrencia de un asentamiento diferencial y el alcance de sus efectos en las estructuras de acero, miembros y elementos estructurales. Para determinar en última instancia los valores de asentamiento diferencial que puede tolerar una estructura de marcos de acero con conexiones BFP y la forma en que el asentamiento diferencial altera el comportamiento esperado de la conexión al ocurrir un evento sísmico.

En el desarrollo del estudio se abordan los conceptos fundamentales para entender los aspectos del suelo y la cimentación que pueden conducir a un asentamiento diferencial y las formas en que este fenómeno afecta a las estructuras y sus componentes. Asimismo se exponen los fundamentos que rigen el diseño estructural de las edificaciones de acero y sus conexiones, adoptando como base el contexto normativo guatemalteco que brindan las NSE 2017, y las especificaciones para los sistemas de acero estructural provistas por el AISC.

La metodología empleada para determinar la influencia de los asentamientos en las conexiones ha sido, desarrollar inicialmente un conjunto de pórticos tomando en cuenta algunas recomendaciones de FEMA P695, para que este conjunto de pórticos fuesen representativos del sistema de marcos especiales a momento. Luego se diseñaron las conexiones para todos los pórticos. Y finalmente se modelaron tres valores de asentamiento diferencial en cada marco de acero diseñado. A partir de la comparación de las estructuras con y sin asentamiento se ha determinado la influencia del asentamiento diferencial en los marcos de acero y en las
conexiones de placa de ala apernada. El análisis utilizado ha sido un análisis elástico lineal en dos dimensiones con modelos de barras.

Al final de la investigación se comprueba que existen variaciones en los esfuerzos internos de las estructuras que sufren asentamientos diferenciales, y la forma en que estos afectan el comportamiento de la conexión estudiada. Se espera que los resultados permitan identificar en qué momento una estructura aporticada de acero se encuentra en riesgo debido a un asentamiento diferencial.

 


Archivos adjuntos