Análisis numérico de llaves de corte con geometría doble T

Abstract

Una llave de corte es un elemento estructural de acero que traspasa esfuerzos de corte desde una columna de acero, a la fundación de hormigón. Éste se encuentra embebido dentro del bloque de la fundación, y su presencia es esencial cuando existen grandes solicitaciones de corte basal, como las que se tienen durante un sismo. La práctica de diseño actual se rige según una metodología propuesta por la AISC en su publicación Steel Design Guide n°1: Base Plate and Anchor Rod Design (2006). En ésta se tiene como supuesto que la llave de corte embebida en el hormigón se comporta como una viga en cantiléver, empotrada a la placa base y sometida a una fuerza distribuida, dada por la presión del hormigón en compresión contra la llave. Según esto se reconocen dos estados de falla: Falla por capacidad del hormigón en la fundación y falla plástica por flexión en el acero de la llave de corte. Sin embargo, trabajos experimentales realizados en la Universidad Federico Santa María, a llaves con diferente geometría, sugieren que este supuesto es incorrecto y que la falla por flexión en la llave no ocurriría. Lo que ocurre en cambio, es una falla plástica por corte. El objetivo de este trabajo es realizar un análisis numérico de llaves de corte con geometría doble T, con el fin de determinar si se cumple el supuesto adoptado por la AISC, y establecer si ocurre una falla plástica por flexión en la llave de corte. Para esto se utiliza el software ANSYS workbench, y se modelan 6 llaves con geometrías ensayadas (3 llaves cargadas en su eje fuerte, y 3 cargadas en su eje débil), que hayan presentado una falla por corte en la llave, y se lleva a cabo un proceso de calibración del modelo con los datos experimentales, proporcionados por el profesor Carlos Aguirre. Los modelos calibrados son analizados en su respuesta en tensión y deformación, lo que permite concluir que los modos de falla obtenidos corresponden a plastificación en la llave por corte.