Abstract

LEON-ESCOBEDO, David De  and  TRUEBA-ALBINO, Juan Carlos. Comparación entre 3 tipos alternativos de conexión en un edificio de acero bajo cargas sísmicas. Ing. invest. y tecnol. [online]. 2020, vol.21, n.3, 00008.  Epub Dec 02, 2020. ISSN 2594-0732.  https://doi.org/10.22201/fi.25940732e.2020.21.3.028.

Se presenta un procedimiento simplificado basado en simulaciones de Monte Carlo y resultados experimentales previos, el cual compara la efectividad en costo de tres tipos de conexiones alternativas de acero, considerando las incertidumbres en la carga sísmica y resistencias. Dicha efectividad se mide a través de la probabilidad de falla y el costo esperado en el ciclo de vida del edificio. El procedimiento consta de tres etapas: 1) Análisis no lineal de la respuesta máxima, del marco crítico del edificio, ante escenarios predefinidos de aceleraciones sísmicas típicas en la Ciudad de México para identificar la junta crítica y la relación funcional entre la respuesta máxima y las aceleraciones sísmicas; 2) Identificación, mediante análisis de elemento finito, del estado límite crítico de cada conexión en términos de la respuesta máxima y 3) Simulación de Monte Carlo del estado límite de cada conexión para calcular la probabilidad de falla de cada tipo de conexión. Con estas probabilidades de falla se calcula el costo esperado en el ciclo de vida del edificio, para cada tipo de conexión, incluyendo las principales consecuencias de falla. Se observa que las tres conexiones tienen un comportamiento histerético estable y la que tiene cartelas conduce a una menor probabilidad de falla y, aunque su costo es mayor que las otras dos, genera los menores costos esperados en el ciclo de vida, y es recomendable para zonas de alta sismicidad. Las otras dos pueden recomendarse para zonas de baja sismicidad o sismicidad media. Una de las limitaciones del estudio es que solo se consideró un tipo de estructuración y tamaño de planta y elevación, conviene analizar otros tipos estructurales y otros tamaños del edificio. Los diseñadores podrán contar con un ejemplo que les oriente para las condiciones de tipo estructural, demanda sísmica y costos que correspondan a sus casos.

Keywords : Conexiones de acero; cargas sísmicas; comportamiento histerético; probabilidad de falla; costo esperado en el ciclo de vida.