Diseño sísmico de marcos no dúctiles de concreto reforzado con disipadores de energía histeréticos: Definición de parámetros de diseño

Abstract

En este trabajo los autores resumen los resultados de un estudio paramétrico dedicado a evaluar, mediante análisis estáticos no lineales (pushover), parámetros globales de diseño sísmico que puedan insertarse transparentemente al Apéndice A de NTCS-04 y al Manual de Obras Civiles (MOC-2008) vigentes, para marcos de concreto reforzado no dúctiles con dispositivos de disipación de energía por histéresis montados en contraventeo chevrón. Para ello se diseñaron marcos cuyas alturas oscilaron entre 5 y 25 niveles utilizando diferentes balances de rigidez entre el sistema contraviento-dispositivo histerético y el marco resistente a momento (α). También, se consideraron diferentes balances de rigidez elástica entre el disipador histerético y los contravientos de soporte (β). Además, a partir de los resultados observados en distintas investigaciones experimentales con este tipo de dispositivos, se evaluaron las pendientes posteriores a fluencia (K2) de los disipadores, incluyendo aquéllos que se idealizan como elastoplásticos perfectos, y para pendientes de 3% y 5%. Por último, se consideraron dos ángulos de inclinación de los contravientos con respecto al eje horizontal (θ): 40° y 45°, considerando alturas de entrepiso y claros típicos usados en la práctica ingenieril mexicana. De los resultados obtenidos en el estudio se definen balances "óptimos" de rigidez α y β que lideran a obtener mecanismos últimos satisfactorios donde los disipadores por histéresis fluyen primero y desarrollan su máxima ductilidad por desplazamiento μ, mientras que en el marco de concreto reforzado se desarrollan solamente fluencias incipientes en los extremos de las vigas. Finalmente, se hacen comentarios adicionales en relación con: (a) las relaciones entre la capacidad de ductilidad global (Q) del sistema y la ductilidad local de los disipadores histeréticos (μ) para una combinación determinada de α, β, K2 y θ, (b) las distorsiones de entrepiso y su relación con el balance de rigidez seleccionado α y, (c) factores de sobrerresistencia (R) para fines de diseño