Análisis no lineal del sistema de muros rectangulares acoplados frente a cargas cíclicas y diseño de su montaje experimental

Abstract

Chile es un país con una alta sismicidad que ha demostrado gran adaptabilidad y una sólida normativa de diseño que ha permitido a edificaciones típicas resistir grandes terremotos. En particular, una de las estructuraciones utilizadas en edificios de gran altura es la de sistemas de muros de hormigón armado acoplados por losas, la que ha mostrando un comportamiento eficiente ante diversos tipos de carga, las que al recibirlas producen esfuerzos de corte y momento en las losas, siendo resistidos y transmitidos por estas a los demás muros. Actualmente, existen estudios de análisis lineales que permiten modelar el comportamiento de sistemas estructurales de muros acoplados a losas, pero se ha prestado poca atención al análisis post fluencia de las losas y muros, y los esfuerzos de flexión y corte que se generan y son capaces de resistir, así como en la influencia de la cantidad y ubicación de la armadura necesaria para resistir estas cargas. Debido a esto, en esta memoria se diseña un montaje experimental para el ensayo de muros rectangulares acoplados en Chile, en donde se define un modelo a escala para estudiar el comportamiento de este tipo de estructuras frente a cargas cíclicas mediante un análisis numérico. Para esto se estudian las cuantías típicas de losas y muros rectangulares normalmente utilizados en edificios en Chile, con el fin de escalarlo a una probeta para luego modelarla y sea ensayada a futuro. Para el análisis numérico de la respuesta esperada, se trabaja con el programa SAFEToolbox, el cual corresponde a una plataforma de elementos finitos que permite estimar la respuesta no lineal de un elemento estructural, en este caso muros rectangulares acoplados, ante la aplicación de determinadas cargas. Esto con el fin de validar el montaje experimental y dimensiones de las probetas, armadura, cuantías de borde, entre otras. Se estudia el comportamiento global y local de los muros en diferentes zonas de interés y el efecto de las losas en la transmisión de cargas con el fin de caracterizar la distribución y concentración de tensiones y deformaciones, concluyendo que el sistema acoplado entrega un mejor comportamiento global mejorando la capacidad de disipación y distribuyendo los esfuerzos internos de tal manera de llegar a niveles de demandas menores para ambos muros en comparación a sus símiles aislados.