Implementación de un modelo con pandeo en OpenSees para secciones de acero

Abstract

Uno de los sistemas estructurales más comunes en el diseño de acero es el marco arriostrado concéntricamente (CBF). Cuando el sistema es sometido a acciones sísmicas severas, el desempeño de la estructura depende en gran medida al comportamiento de las riostras o diagonales, que son los elementos seleccionados para disipar energía a través de ciclos sucesivos de tracción y compresión. Por lo tanto, para poder anticipar la respuesta de un marco arriostrado es importante contar con modelos que puedan simular el comportamiento cíclico de las riostras. En esta memoria se presenta un modelo eficiente que simula el comportamiento histerético de elementos de acero de sección doble T, tubular circular y tubular cuadrada utilizados como diagonales incluyendo el efecto del pandeo global dentro de la plataforma OpenSees. El desarrollo del modelo comienza con la adaptación del modelo iterativo de pandeo de barras de acero desarrollado por Massone y Moroder para poder ser utilizado en riostras. Los resultados del modelo iterativo sirven para formular ecuaciones que dan como resultado final el modelo propuesto, que tiene la particularidad de no requerir un proceso iterativo para la obtención de resultados. La validación del modelo propuesto frente a la información experimental, que evaluó aspectos como por ejemplo el peak de resistencia en compresión, donde la razón entre los resultados analíticos y numéricos oscila entre 0,8 y 1,19 con un coeficiente de variación menor a 0,16, permite concluir que el modelo propuesto representa de manera razonable el comportamiento de las secciones analizadas con la ventaja requerir un tiempo de ejecución 80% menor que el modelo iterativo. Adicionalmente, si bien no era el objetivo principal, el presente trabajo significó aumentar el alcance del modelo iterativo, de manera que no solo es efectivo para barras de acero, sino que también es útil para evaluar secciones con distinta geometría y en una escala mucho mayor.