Desempeño de marcos con arriostrados excéntricamente de varios pisos sin losa intermedia, con enlaces cortos en distintas ubicaciones de Chile

Abstract

En general, en el área industrial y minera, las estructuras están diseñadas en base a marcos de acero, por ende, es importante tener normativas que regulen la utilización y diseño de pórticos. La normativa estadounidense AISC 341, regula el diseño de un gran espectro de marcos, entre ellos están los arriostrados concéntricamente (CBF), arriostrados excéntricamente (EBF), corrientes de momento (OMF), entre otros. En Chile, la normativa encargada del diseño de marcos arriostrados y no arriostrados de acero es la NCh 2369. En la construcción se utilizan bastante los marcos EBF ya que combinan de buena manera la rigidez del marco concéntrico y la ductilidad del marco a momento. Hay estudios e investigaciones que demuestran que estos poseen un buen desempeño sisimico según las normativas antes mencionadas. No obstante, los marcos EBF sin losa intermedia no han sido estudiados completamente y no se puede asegurar que tendrán desempeños sísmicos similares a los EBF comunes. Debido a la importancia de verificar que las normas vigentes sean suficientes a la hora de diseñar todo tipo de marco, Valenzuela (2019) estudio el diseño de marcos arriostrados excéntricamente sin losa intermedia, con enlaces largos en estructuras de 1 piso, donde obtuvo valiosos resultados, dentro de los cuales uno de los más importantes fue que las normativas establecidas eran suficientes para diseñar este tipo de marcos. Para ampliar su trabajo y sus conclusiones, esta memoria estudia los marcos EBF sin losa intermedia, con más niveles de piso, enlaces cortos y diferentes tipos de suelo y zonas sísmicas. Las estructuras estudiadas son dos: una de 1 piso y otra de 2. Estas tendrán 2 paneles de 5 m de altura en cada piso y 3 vanos de 10 m, donde el 2° vano corresponde a un marco EBF. Los diafragmas rígidos estarán dispuestos para la primera estructura en el nivel superior y para la segunda estructura, a media altura y en el nivel superior. Estas estructuras se modelaron en SAP 2000 según las normativas NCh 2369, AISC 360 y AISC 341, realizándoles un análisis estático no lineal (Pushover) y dinámico no lineal (respuesta en el tiempo) por el método FEMA P965, obteniéndose parámetros sismo resistentes y modos de fallas entre otros. Dentro de los resultados más relevantes se puede mencionar que las estructuras diseñadas con las normativas antes mencionadas, tienen un buen desempeño según FEMA P695 y que sus modos de falla cumplen con lo esperado, ya que se presentan en el enlace (elemento fusible). Para todos los modelos el factor de modificación de respuesta R es aproximadamente 3,8 y la sobreresistencia Ωo es aproximadamente 2. La ductilidad de los modelos es mayor a 3.