Academic literature on the topic 'Pórticos de acero'

Introducción. El incremento de construcciones verticales en el Municipio del Distrito Central (MDC) se ha evidenciado durante la última década en Honduras, producto del crecimiento poblacional y consecuente incremento en la demanda de vivienda. El objetivo del estudio fue aplicar la Ingeniería de Valor en un análisis comparativo que permita facilitar la selección entre los pórticos de concreto reforzado y de acero estructural para edificios de apartamentos del MDC. Los hallazgos servirán como una guía para los involucrados en el auge de dichos proyectos en los últimos años. Métodos. El estudio fue descriptivo, ya que los pórticos de concreto reforzado y pórticos de acero fueron comparados mediante la evaluación de diversas variables significativas para ambas soluciones constructivas. Los criterios utilizados fueron basados en profesionales de la ingeniería civil y la arquitectura de empresas consultoras y constructoras, así como los resultados del cálculo de costos y tiempos por m2 obtenidos del modelo de un edificio de 7 niveles. Resultados. Los pórticos de concreto reforzado resultaron con un puntaje de 3.42 y un índice de valor de 0.00203, mientras que los pórticos de acero presentaron un puntaje de 2.72 y un índice de valor de 0.00038. Conclusión. Los pórticos de concreto reforzado son una solución más eficiente en comparación con los pórticos de acero, bajo las consideraciones especificas seleccionadas por la presente investigación.

En el Ecuador se ha incrementado el uso de conexiones con tubulares cuadrados de acero en viviendas y centros comerciales. Sin embargo, no existe una normativa que explique su comportamiento. En esta investigación se evaluó el comportamiento experimental de dicha conexión. Para ello, se realizaron ensayos donde se analizó el comportamiento elastoplástico de juntas soldadas con tubos cuadrados de acero conformados por perfiles G de 60x30x2 y 80x40x3 mm, sometidas a carga monotónica. Cada prueba consistió en imponer carga progresiva en la conexión superior del pórtico, para medir los desplazamientos y distorsión de la geometría de los elementos unión viga-columna de la conexión inferior. Los resultados evidencian que la carga de colapso experimental en los pórticos 1, 2 y 3 (conexión sin refuerzo) disminuyó 12,82 % con respecto al valor teórico, mientras que en los pórticos 4, 5 y 6 (conexión reforzada) se incrementó en 14,96 %. El reforzamiento está conformado por platinas instaladas en la columna de la conexión inferior. Con ello, se ha evitado la falla por pandeo local y se ha garantizado la formación de rótulas plásticas en la viga de la unión soldada, cumpliendo así el criterio de viga débil-columna fuerte.

La deriva máxima de piso permitida por la Norma Ecuatoriana de la Construcción de 2015, establece que la deriva de piso inelástica máxima sea del 2%. En este artículo se realiza el análisis sísmico de uno de los pórticos que más daño sufrieron del Parqueadero de la ULEAM, durante el terremoto de 2016 (M=7.8) y que tuvo deriva de piso máxima ligeramente superior al 2%; interesa que se conozca como quedaron las columnas de los pórticos que tuvieron esas derivas, con el propósito de que no se subestime las fisuras que aparecen en los elementos estructurales y se piense que solo son a nivel de recubrimiento por esta razón se presentan fotos de las mismas cuando se estaba inyectando resina epóxica. Por otra parte se presenta los criterios que llevaron al reforzamiento de la estructura, mediante encamisado con FRP, acero, diagonales de acero y TADAS.

El método habitual de análisis en situación de incendio consiste en el cálculo simplificado de barras aisladas. Es conservador al aplicarse a estructuras con capacidad de redistribuir esfuerzos. Se desconoce el tipo de fallo que afecta a la seguridad de las personas y extensión del fuego. Se utiliza el análisis avanzado para obtener el comportamiento a fuego de un pórtico simple a dos aguas de acero conforme a la normativa española. Se establece una metodología mediante un programa de cálculo estructural de propósito general (SAP2000), con un análisis dinámico no lineal del material (plástico) y geométrico (P-Delta y grandes desplazamientos), y propiedades mecánicas y térmicas dependientes de la temperatura. Se analizan los diferentes tipos de colapso. Se efectúan estudios paramétricos sobre la influencia de la rigidez de la base, protección de los soportes y cargas actuantes. Este cálculo puede permitir justificar mayores tiempos de resistencia al fuego que el análisis simplificado de barras.

Se presentan los resultados de un estudio expe­rimental de cuatro pórticos de concreto a escala (1:2) sometidos a carga monotónica. Éstos fueron diseñados y construidos sin zonas de confinamiento en los nudos y considerando únicamente la carga gravitacional. Dos de los cuatro marcos de con­creto fueron fortalecidos en los nudos mediante un confinamiento con Polímeros Reforzados con Fibra de Carbono (CFRP). La instrumentación de los ensayos consistió en una celda de carga, defor-mímetros análogos y strain gages en las barras de acero de refuerzo y en las fibras de carbono. De acuerdo con los resultados experimentales, el re­fuerzo con fibras duplica la resistencia y la rigidez de los pórticos e incrementa su desplazamiento máximo sin pérdida de resistencia en un 60%. Así mismo, el confinamiento de los nudos con CFRP disminuye notablemente las fisuras y grietas de los elementos estructurales.

Este artículo forma parte de un plan de investigación que busca proporcionar a la industria ecuatoriana de la construcción en acero alternativas de sistemas estructurales para edificios altos y de mediana altura, diferentes a los de acero y hormigón armado convencionales usados actualmente en Guayaquil. Los Pórticos Resistentes a Momento Compuestos (PRMC) con columnas CFT (CFT, Concrete-Filled Steel Tube Column, por su nombre en inglés) y los Pórticos con Arriostramientos de Pandeo Restringido (PAPR) son los sistemas estructurales que se presentan en este estudio. Se realiza primero una revisión de los aspectos más importantes relacionados al análisis y diseño de un edificio prototipo de 24 pisos de altura en el que los sistemas PRMC y PAPR constituyen el Sistema Resistente a Cargas Sísmicas. Este diseño fue realizado en base a las disposiciones de diseño sísmico de códigos Norteamericanos y recomendaciones de investigaciones previas relacionadas a estos sistemas. Luego se, describe el desarrollo del modelo no-lineal de los PRMC y PAPR y la calibración realizada para cada uno de los componentes estructurales (vigas, columnas CFT, conexiones viga- columna y arriostramientos de pandeo restringido) de estos sistemas. Finalmente, se presentan los resultados de los análisis estático (pushover) y dinámico no lineales correspondientes al edificio prototipo. Los cuales indican que ambos sistemas tienen un adecuado desempeño sísmico y consecuentemente constituyen alternativas interesantes para la construcción de edificios altos y de mediana altura en nuestro país.

Debido al notable incremento de construcciones de naves industriales en Ecuador, es necesario realizar un análisis técnico-económico para conocer la incidencia del costo de materiales sobre ellas. Para ello, se elaboró una muestra de 40 naves, fijando relación entre luz libre (L), altura del pórtico (H) y distancia entre pórticos (B), con el propósito de determinar una métrica. Para este estudio se estableció el peso de la estructura en kg/m². Con los resultados se aplicó un modelo matemático (interpolación de Lagrange), se obtuvo un polinomio que describe el modelo de cada grupo de naves y su representación gráfica, por consiguiente, se determinó una aproximación del peso de estructuras. Las métricas que se hallaron tienen una repercusión directa en el costo de los materiales de las estructuras, estas se obtuvieron al multiplicarlas por el costo del kg de acero. Se realizó una comprobación con una muestra de 6 naves, en las se halló el peso utilizando el diseño por factores de carga y resistencia y luego con el polinomio; obteniéndose un error: para naves moduladas a 5 m una media de 0,03 % con una desviación de 0,03 y para naves moduladas a 6 m, una media de 0,07 % con una desviación de 0,03

En la presente investigación se plantea que, para edificios de pórticos de hormigón armado de dos pisos o menos, la revisión del criterio “columna fuerte-viga débil” realizada siguiendo las recomendaciones de la Norma Ecuatoriana de la Construcción (NEC 2011), aplicando una simplificación, es más adecuada que la metodología que propone el código ACI 318-11, en términos de optimización de materiales (específicamente, acero de refuerzo longitudinal), manteniendo una seguridad y desempeño estructural muy similares.Para demostrar esto, se realiza lo siguiente: primero, un diseño de un edificio con cada una de las normas antes mencionadas con el objetivo de comparar las cantidades de acero de refuerzo longitudinal requeridas, y luego análisis no lineales estáticos (pushover) y dinámicos (tiempo historia), con el objetivo de revisar las formas de falla para cada diseño y la probabilidad de colapso correspondiente al sismo máximo considerado (MCE por sus siglas en inglés) definido por la norma ASCE/SEI 7-10, siguiendo las recomendaciones de modelaje numérico y análisis propuestos en la metodología FEMA P-695.Se demuestra que la reducción de cantidades de acero de refuerzo que se logra utilizando los criterios de la norma NEC con una modificación, no afecta de manera significativa el desempeño de estas estructuras, manteniendo la probabilidad de colapso dentro de los límites sugeridos en la metodología FEMA P-695.

La presente estudio técnico compara dos modelos de edificios con las mismas características arquitectónicas para evaluar las ventajas económicas que se obtienen al emplear un sistema de losas de hormigón con acero postensado con respecto a las de hormigón armado tradicional, bajo todas las provisiones y requisitos que se establecen en los distintos códigos y normas de la construcción. (ACI 318-14, NEC 2015 y PTI). El edificio que se va a comparar utiliza un sistema dual de pórticos especiales resistentes a momentos y muros especiales de corte que formarán conjuntamente el sistema resistente a fuerzas laterales. También se realizó una comparación económica para losas aisladas de hormigón armado además de la planta tipo con diferentes luces mostrando gráficamente mediante curvas y barras el ahorro en cantidades de materiales que se puede alcanzar mediante el uso del sistema postensado, mostrándose así como una alternativa eficiente y económica para su aplicación en la industria de la construcción.

Con la finalidad de investigar el comportamiento sísmico, de las estructuras Diagrid de concreto, se plantea 03 modelos de edificios de 06 niveles con una planta típica de 30 m x 37.5m ubicado en una zona de alta sismicidad en el Perú. Se ha realizado un análisis comparativo entre dos sistemas estructurales por un lado el Sistema Convencional u ortogonal y por el otro el sistema de Diagrid de Concreto armado, para este último se analizarán dos tipologías o modelos que denominaremos tipo A y tipo B, cuya modulación será cada 02 y 04 pisos respectivamente. Los tres modelos tendrán las mismas características; área techada, dimensiones en planta y elevación, materiales de construcción y solicitaciones de cargas, de ubicación geográfica, tipo de suelo, uso e importancia, Coeficiente Básico de Reducción de la Fuerza Sísmica (Ro), estas características generan los factores que están normados por la E.030.2016 que define el procedimiento para el análisis sísmico. En esta Investigación se ha demostrado que de los Edificios estudiado (03 modelos) los que son con el Sistema estructural Diagrid de concreto armado (Diagrid tipo A y Diagrid tipo B) son más eficientes que el Sistema convencional (pórticos con muros estructurales). El peso de la estructura redunda en menores costos y menores demandas de estructuras de cimentación de los tres modelos. El más liviano es el Sistema Diagrid tipo B. Ambos sistemas Diagrid son el 30% más livianos que el sistema convencional. La cantidad de acero necesaria para las diagonales de los sistemas Diagrid tipo A es 29% menos que el acero longitudinal necesarios para los muros estructurales del sistema convencional, mientras que Diagrid tipo B, requiere 40% menos que el sistema convencional.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Estructural, Sísmica y Geotécnica
El último gran terremoto y tsunami de Tohoku de 2011 reveló que los edificios con estructuras de pórticos de acero resistentes a momento, empleando columnas tubulares y conexiones rígidas con vigas de sección I, no sufrieron daños graves y muchos fueron reconstruidos sobre la estructura original de manera muy rápida. La experiencia japonesa ha mostrado que este sistema estructural posee un adecuado comportamiento sísmico para las dos direcciones horizontales, constituyendo una ventajosa solución para ser importada y adaptada en varios países de América Latina, donde los eventos naturales extremos como los terremotos se presentan con alta periodicidad. La normativa americana AISC, adoptada por muchos países de la región, precalifica solamente dos conexiones rígidas con columnas tubulares para su uso en pórticos especiales e intermedios. Pero que, al estar protegidas por patentes comerciales pueden incrementar los costos finales del edificio. Una innovadora solución propone una conexión, de tipo plancha extrema, que trata de adaptar su uso a la práctica constructiva habitual en nuestros países. La conexión fue estudiada numérica y experimentalmente ante cargas cíclicas, mostrando una distribución de tensiones que favorece la manifestación de mecanismos de falla dúctiles, siendo la viga la responsable de disipar energía. En tal virtud, la presente investigación continua con el desarrollo de la nueva conexión, al estudiar el desempeño sísmico de configuraciones típicas de nudos en pórticos a momento, abordando dos aspectos no considerados previamente: 1) el efecto bidireccional que confieren las vigas que se conectan a la columna por ambos ejes horizontales ortogonales y 2) la influencia del nivel de carga axial sobre la columna. Para alcanzar los objetivos, modelos no-lineales tridimensionales en elementos finitos de los nudos se simularon numéricamente usando el software ANSYS. Cinco configuraciones de nudos, que incluyen: 2D-exterior (1B), 2D-interior (2BI), 3D-esquina (2BC), 3D-exterior (3B) y 3D-interior (4B), fueron sometidas a cargas cíclicas unidireccionales y bidireccionales según el protocolo AISC. Las modelos incluyeron cuatro niveles de carga axial sobre la columna para cada configuración estudiada. Las simulaciones muestran que, para todas las configuraciones de nudos las conexiones fueron capaces de sostener un ángulo de deriva de piso de 0.04 radianes y de alcanzar una resistencia superior al 80% del momento plástico nominal de la viga para el nivel de deformación indicado, cumpliendo los requerimientos de resistencia para pórticos a momento especiales (SMF) según las disposiciones AISC vigentes. Se logró integrar las respuestas individuales de las vigas y expresarlas en términos de la respuesta global del sistema, según el principio de equivalencia de energía. El análisis de los ciclos histeréticos de los sistemas equivalentes llevan a concluir que la capacidad de disipación de energía de los nudos con mayor número de vigas (3B y 4B) es menor en comparación a aquella de los nudos con menor número de vigas (1B y 2B), y que el incremento del nivel de carga axial sobre la columna tiene un impacto directo en la reducción de la capacidad de disipación de energía de los sistemas, en especial para los nudos con mayor número de vigas (3B y 4B). De ello resulta necesario admitir que la acción sísmica bidireccional es un factor importante que puede ocasionar la manifestación del mecanismo de falla por rotulación de las columnas.

Muchas ciudades del Perú se encuentran ubicadas en el cinturón de fuego del Pacífico, en consecuencia, existe una mayor probabilidad de ocurrencias de sismos que generen cuantiosas pérdidas de vida y grandes perjuicios económicos. Debido a este problema, la ingeniería civil está en la obligación de investigar nuevos diseños sísmicos más precisos, los cuales originaron diversos métodos que usan a los desplazamientos de la estructura como parámetro principal, ya que a través de los desplazamientos se pueden obtener los momentos y cortantes de la estructura. A este método se le conoce como Diseño Basado en Desplazamientos. El autor que le dio los lineamientos teóricos más amplios y consistentes es Priestley, con su propuesta llamada Diseño Directo Basado en Desplazamientos. Por otro lado, en la realidad peruana, las edificaciones con sistema estructura del pórtico de acero son atípicos en comparación con las de sistema dual de concreto armado. En consecuencia, se desaprovecha las propiedades de este material y de este sistema estructural, el cual se sumerge más en el rango inelástico que el concreto. La tesis analizará los resultados obtenidos del análisis sísmico de una estructura de sistema dual y otra de pórticos de acero, ambas con una misma configuración arquitectónica, bajo las metodologías de Diseño Directo Basado en Desplazamientos y de Diseño Basado en Fuerzas. Esto generará la comparación entre los sistemas estructurales bajo las metodologías mencionadas.
Many cities in Peru are located in the Pacific ring of fire, consequently, there is a greater probability of earthquakes that generate large losses of life and great economic damage. Due to this problem, civil engineering is obliged to investigate new more accurate seismic designs, which originated several methods that use the displacements of the structure as the main parameter, since through the displacements the moments and shear of the structure can be obtained. This method is known as Displacement Based Design. The author who gave the broadest and most consistent theoretical guidelines is Priestley, with his proposal called Direct Displacement Based Design. On the other hand, in the Peruvian reality, steel frames buildings system are atypical compared to those of the dual wall-frame with reinforced concrete system. Consequently, the properties of this material and this structural system are wasted, which is more immersed in the inelastic range than concrete. The thesis will analyze the results obtained from the seismic analysis of a dual wall-frame building and another of steel frames, both with the same architectural configuration, under the Direct Displacement Based Design method and the Design Based Force method, which is the method used in most standards. The thesis will generate the comparison between the structural systems under the mentioned methodologies.
Tesis