Diseño sísmico de marcos de acero con conexiones protegidas
Autores: Palizzolo, Luigi; Vazzano, Santo; Benfratello, Salvatore
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño sísmico de marcos de acero con conexiones protegidas
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Diseño sísmico
Marcos de acero
Elementos de viga de múltiples pasos
Conexiones
Problema de diseño óptimo
Secciones de Viga Reducidas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
El presente documento está dedicado al diseño sísmico de marcos de acero constituidos por elementos de viga de sección transversal en forma de I de múltiples pasos. La formulación del problema de diseño propuesto tiene como objetivo proteger las conexiones entre vigas y columnas. En particular, se hace referencia a vigas soldadas en sus extremos a placas de acero apropiadas conectadas por pernos a las columnas. Por lo tanto, la protección contra fallos frágiles de las secciones finales de la viga se asegura mediante restricciones apropiadas del problema de diseño óptimo. Se realiza una comparación útil entre la adopción de las llamadas Secciones de Viga Reducidas (RBS) y el uso de elementos de viga de múltiples pasos. En particular, el enfoque RBS aquí considerado es la conocida técnica de "dogbone" que consiste en reducir el ancho de las secciones transversales de la viga en correspondencia con porciones de viga ubicadas adecuadamente, mientras que el típico elemento de viga de múltiples pasos está constituido por un perfil uniforme en forma de I fabricado en fábrica. Para realizar la comparación necesaria, se hace referencia a un marco de acero plano de tres pisos y dos tramos constituido por material elástico y perfectamente plástico y sometido a cargas estáticas y sísmicas. Las condiciones de carga y las combinaciones relevantes se han impuesto de acuerdo con el código estructural italiano. El marco se estudia primero como constituido por perfiles de acero de norma europea a la venta, y el diseño relacionado se obtiene utilizando la herramienta de optimización contenida en el software SAP2000. Se realiza un análisis dinámico lineal para determinar la respuesta del marco. Más tarde, se estudia el mismo marco, ya sea equipado con la técnica de "dogbone" y constituido por elementos de viga de múltiples pasos, sometido a condiciones de carga de servicio, en términos de desplazamientos entre pisos y deflexiones de vigas. La geometría de los elementos de viga de múltiples pasos se obtiene mediante la solución al problema de optimización propuesto. Además, se realiza un análisis estático no lineal para evaluar las curvas de capacidad de los mismos marcos. Los resultados obtenidos para los marcos equipados con los diferentes dispositivos descritos, en comparación con los relacionados con el marco original, proporcionan información muy interesante sobre la sensibilidad de la respuesta sísmica de la estructura, mostrando la plena fiabilidad del enfoque de elementos de viga de múltiples pasos.
Descripción
El presente documento está dedicado al diseño sísmico de marcos de acero constituidos por elementos de viga de sección transversal en forma de I de múltiples pasos. La formulación del problema de diseño propuesto tiene como objetivo proteger las conexiones entre vigas y columnas. En particular, se hace referencia a vigas soldadas en sus extremos a placas de acero apropiadas conectadas por pernos a las columnas. Por lo tanto, la protección contra fallos frágiles de las secciones finales de la viga se asegura mediante restricciones apropiadas del problema de diseño óptimo. Se realiza una comparación útil entre la adopción de las llamadas Secciones de Viga Reducidas (RBS) y el uso de elementos de viga de múltiples pasos. En particular, el enfoque RBS aquí considerado es la conocida técnica de "dogbone" que consiste en reducir el ancho de las secciones transversales de la viga en correspondencia con porciones de viga ubicadas adecuadamente, mientras que el típico elemento de viga de múltiples pasos está constituido por un perfil uniforme en forma de I fabricado en fábrica. Para realizar la comparación necesaria, se hace referencia a un marco de acero plano de tres pisos y dos tramos constituido por material elástico y perfectamente plástico y sometido a cargas estáticas y sísmicas. Las condiciones de carga y las combinaciones relevantes se han impuesto de acuerdo con el código estructural italiano. El marco se estudia primero como constituido por perfiles de acero de norma europea a la venta, y el diseño relacionado se obtiene utilizando la herramienta de optimización contenida en el software SAP2000. Se realiza un análisis dinámico lineal para determinar la respuesta del marco. Más tarde, se estudia el mismo marco, ya sea equipado con la técnica de "dogbone" y constituido por elementos de viga de múltiples pasos, sometido a condiciones de carga de servicio, en términos de desplazamientos entre pisos y deflexiones de vigas. La geometría de los elementos de viga de múltiples pasos se obtiene mediante la solución al problema de optimización propuesto. Además, se realiza un análisis estático no lineal para evaluar las curvas de capacidad de los mismos marcos. Los resultados obtenidos para los marcos equipados con los diferentes dispositivos descritos, en comparación con los relacionados con el marco original, proporcionan información muy interesante sobre la sensibilidad de la respuesta sísmica de la estructura, mostrando la plena fiabilidad del enfoque de elementos de viga de múltiples pasos.