INFLUENCIA DEL COMPORTAMIENTO NO LINEAL DE LAS LLAVES DE CORTE EN LA RESPUESTA SÍSMICA DE EDIFICIOS DE ACERO

Abstract

El propósito de esta memoria es analizar la respuesta de varios edificios de acero de diferentes alturas a una solicitación sísmica considerando el comportamiento cíclico de las llaves de corte y sus posibles incursiones en el rango no lineal. El objetivo de lo anterior es comprobar si existen efectos deseables para la mitigación de los daos de la estructura por fenómenos que modifiquen la respuesta del edificio y que puedan ser aprovechados por el ingeniero al momento del diseo para lograr estructuras más económicas y seguras. Los edificios a analizar son de 4, 8, 12 y 16 pisos con un diseo en planta igual para todos, a los que se les realizan análisis tiempo-historia con los registros de Kobe (Japón 1995), Llolleo (Chile 1985), Ciudad de México (México 1985), Northridge (EE.UU. 1994), Via del Mar (Chile 1985) y Concepción (Chile 2010) usando el programa Ruaumoko. Las llaves de corte han sido diseadas usando la norma NCh 433 y dos métodos, el presentado por el AISC y el propuesto en la tesis de Iván Palma (USM, 2008). De esta tesis también se extraen las relaciones esfuerzo-deformación de las llaves de corte obtenidas en experimentos realizados en la Universidad Santa María. Las respuestas de los diferentes modelos demuestran que las llaves de corte tienen poco efecto aislador en los edificios, siendo más notorio sólo para los edificios de 4 y 8 pisos. Esta aislación es más pronunciada mientras más flexible es la llave de corte, en cuyo caso se observa una ligera disminución en el corte basal y en la deformación permanente a nivel del techo. Desafortunadamente, las llaves de corte flexibles soportan con dificultad las solicitaciones de un sismo severo y muchas fallan. Por otro lado, las llaves de corte más rígidas, que sí soportan los sismos severos, prácticamente no tienen un efecto aislador, produciéndose disminuciones en las solicitaciones de a lo más un 1% en esos casos. Otro resultado importante de los análisis tiempo-historia, es que las llaves de corte diseadas con el método propuesto en la tesis de Iván Palma en conjunto con la norma NCh 433 son inadecuadas, porque son llaves de corte muy flexibles y poco resistentes que no soportan la acción de sismos severos, como los estudiados. Las llaves de corte diseadas según el método del AISC en cambio, en muchos casos ni siquiera salen del rango lineal. Sin embargo, al no estar diseadas por capacidad, es muy probable que ocurra una falla frágil en el hormigón antes que una falla dúctil en el acero.