Disposiciones especiales para el diseño de estructuras de acero con diagonales concéntricas

Abstract

Se presenta las disposiciones especiales que dicta el AISC para el diseño de estructuras de acero de marcos especiales con refuerzo concéntrico (SCBF), para esto se detalla en forma teórica y se explica mediante la utilización de programas generados en CEINCI-LAB el cumplimiento de las mismas para los elementos estructurales. Consecutivamente se plantea una estructura de acero referente de un vano y dos pisos para facilitar la aplicación y verificación de las disposiciones especiales; para el desarrollo de este trabajo y presentación de resultados se considera la misma estructura sin y con reforzamiento, se realiza el cálculo de cargas muertas y vivas, considerando que la estructura será empleada para vivienda, por lo que se presenta meticulosamente el prediseño de columnas, vigas y diagonales. Posteriormente se presenta el análisis dinámico mediante los métodos estático equivalente y modal espectral, también se realiza un análisis estático y el diseño por capacidad de una estructura de acero reforzada con arriostramientos concéntricos, de esta forma se obtienen resultados de períodos, desplazamientos, derivas, cortantes y la verificación de las disposiciones especiales determinadas según el AISC para este tipo de estructuras. A continuación, se muestra los resultados numéricos y gráficos obtenidos para la estructura referente sin y con reforzamiento en forma de “V” invertida y “X” a nivel de dos pisos, cabe recalcar que para esta estructura se toma los datos del espectro de la NEC; además, se realiza un análisis y comparación de estos resultados con el fin de seleccionar la estructura que mejor se comporte ante un evento sísmico de características conocidas para nuestro país. Finalmente, como caso práctico del presente trabajo se presenta la evaluación del comportamiento sísmico de una estructura existente de acero sin y con reforzamiento mediante diagonales en forma de “V” invertida que se encuentra ubicada en la ciudad de Manta, misma que fue construida antes del terremoto de abril de 2016 y reforzada después de éste, se toma los datos del espectro de Manta para obtener los resultados en base a un análisis sísmico, estático y las verificaciones de diseño por resistencia y capacidad de los elementos estructurales.