Estudio Analítico de una Conexión Viga Columna Usando Aleación SMA CuAlBe

Abstract

Se ha visto que después de ocurrido algunos eventos sísmicos, las uniones viga columna soldadas fallan, debido a fracturas en la soldadura ó a la deformación plástica de la unión. Surge así la posibilidad de examinar una alternativa a las uniones comunes viga columna, usando elementos disipadores en base a SMA. Este estudio es de carácter teórico y tiene por meta reproducir los ensayos experimentales hechos por J.R. Sepúlveda en 2006. Estos ensayos involucraron una conexión viga columna de acero con 4 barras SMA de CuAlBe de 3 [mm] de diámetro y 182 [mm] de largo útil trabajando como disipadores de energía. Se impusieron giros a la conexión, según el protocolo del SAC del 97, a frecuencias de 0.25 [Hz] y 1 [Hz]. Para el desarrollo de este trabajo se determinó en un comienzo que sólo se utilizará el programa ANSYS, teniendo presente todas las limitaciones que esto conlleva. Con el programa de elementos finitos ANSYS, se calibró un modelo que reprodujo el ensayo de una barra y luego se usó la geometría de la conexión, se le impusieron las mismas solicitaciones para verificar el comportamiento de las barras y de la conexión en general. El modelo de la conexión se comportó de manera similar a la conexión ensayada. De la comparación de los resultados se concluye que lo que produjo las mayores diferencias es la modelación de la curva tensión-deformación del material SMA. La comparación teórica de la misma conexión con barras de acero muestra que la deformación remanente debida a la fluencia de las barras, hace que la viga tenga una resistencia al corte casi nula, lo que induce el colapso de la estructura. Aunque en el caso del acero la disipación de energía de la conexión es mayor, la solución de ocupar un material superelástico se recomienda por la ausencia de deformaciones remanentes.