Volumen 25 (3) año 2020

Artículo 10.-

ACCIONES DE EMPOTRAMIENTO PERFECTO EN VIGAS CON CARTELAS LINEALES Y NUEVAS FUNCIONES DE CEINCI-LAB

Roberto Aguiar, Alejandro Bonilla.

Resumen

Se determinan las funciones de forma que conducen al cálculo de las acciones de empotramiento perfecto de vigas de hormigón armado, con cartelas lineales, ante cualquier tipo de carga y se presentan nuevas funciones para el sistema de computación CEINCI-LAB con las cuales se halla el momento y fuerzas de empotramiento perfecto en vigas con cartelas.

Finalmente se realizan dos aplicaciones una para el análisis estático de un pórtico plano y otra para el análisis espacial de estructuras con cartelas. En los dos casos se ilustra el uso de las funciones de CEINCI-LAB

Artículo 11.-

COMPORTAMIENTO EXPERIMENTAL DE MUROS DE MAMPOSTERÍA CON DIFERENTES TIPOS DE INTERFACE

Wilmer E. Castellanos, Gonzalo S. Torrisi,  Francisco J. Crisafulli

Resumen

Se realizó un programa experimental con el objetivo de evaluar la influencia del tipo de interface entre el panel de mampostería y los elementos de hormigón armado en la respuesta global y local en muros de mampostería, para lo cual se construyeron tres especímenes con diferente condición de interface denominados pórtico relleno de mampostería (PR), mampostería confinada convencional (MC) y mampostería confinada dentada (MCD, los cuales se ensayaron ante carga lateral cíclica. El diseño de los muros se basó en el reglamento argentino INPRES-CIRSOC 103 parte III. Como resultado de los ensayos se observó que el tipo de interface influyó en el patrón de agrietamiento, en la rigidez inicial y en la resistencia. Se comprobó además que el adecuado diseño de los elementos de hormigón y sus nudos viga-columna permitió un mejor control de la degradación de la resistencia, permitiendo que los muros alcanzaran grandes distorsiones de piso. El patrón de agrietamiento observado en todos los casos confirma que el modelo de la biela de compresión equivalente es aplicable tanto a pórticos rellenos como a muros de mampostería confinada.

Artículo 12.-

MODELADO DEL DAÑO EN TÚNELES DOVELADOS SIMPLES Y CON DOBLE REVESTIMIENTO MEDIANTE ARTICULACIONES EMBEBIDAS EN ELEMENTOS GRUESOS VIGA-COLUMNA

Gelacio Juárez-Luna,  Enrique Tenorio Montero

Resumen

En este artículo se modela el daño en túneles con revestimiento simple y doble como la ocurrencia de articulaciones. El revestimiento primario y secundario se modela con el elemento viga-columna con discontinuidades interiores, desarrollado por Juárez-Luna y Tenorio-Montero (2019). En este elemento, el daño se modela como el desarrollo de articulaciones bajo fuerzas flexionantes, dislocaciones bajo fuerzas cortantes y discontinuidades axiales bajo fuerzas axiales.  Este elemento utiliza modelos constitutivos de secciones prismáticas de concreto reforzado para incluir independientemente las capacidades de momento, fuerza cortante y fuerza axial, con base en la mecánica del daño. Este elemento viga-columna con discontinuidades interiores se calibró con una prueba experimental de un túnel con revestimiento simple reportada en la literatura, en el que la curva calculada de la carga contra el desplazamiento es congruente con aquella de la prueba experimental. Ejemplos numéricos de túneles con revestimiento simple y doble se realizaron, mostrado la capacidad de este elemento finito para modelar el daño. En estos ejemplos se calcularon las curvas de cargas de ovalización contra la ovalización, mostrando que la capacidad de carga máxima en el túnel con doble revestimiento es aproximadamente el doble que la capacidad de carga máxima que en el túnel con revestimiento simple, pero el último es más flexible.

Artículo 13.-

INTERACCIÓN SUELO ESTRUCTURA EN EDIFICACIONES CON ZAPATAS AISLADAS

Genner Alvarito Villarreal Castro

Resumen

La presente investigación está orientada a resolver uno de los problemas actuales de la Mecánica Estructural, específicamente, la metodología de cálculo de edificaciones con zapatas aisladas, considerando la flexibilidad de la base de la cimentación.

Se describe la metodología de modelación de edificaciones con zapatas aisladas en condiciones reales del Perú y con la aplicación del programa SAP2000, analizándolo por los cuatro modelos dinámicos elegidos ante la acción sísmica con diversos ángulos de inclinación y considerando la disipación de energía en la base. Asimismo, se modeló la edificación por el programa LIRA y se calculó a través de la Norma Rusa SNIP II-7-81*, cuya comparación de resultados tiene especial interés. También se modeló la misma edificación con ayuda de elementos sólidos espaciales a través del programa COSMOS, cuyos resultados tienen cercanía con los daños estructurales en columnas ocasionados por sismos importantes.

La comparación de resultados indica que el mayor efecto de flexibilidad de la base de fundación se da en el modelo dinámico V.A. Ilichev (sin disipación de energía) y el menor efecto en el modelo dinámico D.D. Barkan – O.A. Savinov. Los resultados de los modelos dinámicos Norma Rusa SNIP 2.02.05-87 (sin disipación y con disipación de energía), A.E. Sargsian y V.A. Ilichev (con disipación de energía) se encuentran entre los dos modelos dinámicos anteriores.

Artículo 14.-

ASPECTOS A CONSIDERAR EN EL DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON AISLAMIENTO SÍSMICO EN SUELOS FIRMES Y BLANDOS

Arturo Tena Colunga

Resumen

El objetivo fundamental del aislamiento sísmico es desacoplar la respuesta dinámica de la estructura de los movimientos del terreno mediante la introducción de dispositivos especiales, conocidos como aisladores, que se ubican generalmente entre la cimentación y la superestructura en el caso de edificios y de la calzada y las pilas en el caso de puentes, de manera que durante un sismo, la superestructura montada sobre los aisladores se comporte esencialmente como un cuerpo rígido y siga su movimiento, mientras los aisladores absorben los desplazamientos que les demanda el movimiento del terreno de desplante. El aislamiento sísmico ofrece grandes ventajas en el diseño sismorresistente de estructuras desplantadas en terreno firme y roca, donde generalmente se pueden obtener diseños 100% resilientes, pero se deben tomar en cuenta aspectos finos cuando los proyectos se encuentran cercanos a fallas activas. En contraste, la aplicación del aislamiento sísmico en terrenos blandos no ofrece grandes ventajas y puede ser contraproducente si se hace sin estudios detallados del sitio, y si además no se considera la interacción suelo-estructura. Por ello, se presentan sucintamente aspectos a considerar para su aplicación en suelos blandos, donde existen enormes riesgos y retos para garantizar un diseño sismorresistente responsable, ético y resiliente.

Artículo 15.-

ACOPLAMIENTO DE OPENSEES CON CEINCI-LAB PARA ANÁLISIS ESTÁTICO NO LINEAL. PRIMERA PARTE: REFORZAMIENTO SÍSMICO CON DIAGONALES DE ACERO

Brian Cagua, Roberto Aguiar, Julia Pilatasig, David Mora

Resumen

CEINCI-LAB es un sistema de computación que permite el análisis estático o dinámico de estructuras. En este artículo se presenta la interacción de las funciones de CEINCI-LAB con comandos de OpenSees para el desarrollo del análisis estático no lineal mediante la técnica de Pushover de una estructura de acero. La estructura en análisis es de 6 pisos, con 4 ejes de columnas, además se presenta diferentes mecanismos de reforzamiento estructural en base a diagonales de acero ubicadas en forma de V invertidas y de X de piso a piso.

OpenSees requiere cierto esfuerzo para el ingreso de la geometría de los pórticos de las estructuras, involucrando mayor tiempo cuando trabajamos estructuras de varios pisos, ya que se debe definir cada uno de los nudos que conformarán los elementos, sean estos vigas, columnas o diagonales en el caso de estructuras con reforzamiento e indicar como con estos nudos se forma cada elemento con una propiedad y material particular. Este artículo busca enfatizar las bondades de desarrollar el análisis con la ayuda de estas dos herramientas computacionales. Las nuevas funciones de CEINCI-LAB facilitan el ingreso de estructuras de varios pisos y la creación de nudos en el centro de los vanos para analizar el pórtico reforzado.

Tanto CEINCI-LAB como OpenSees pueden generar este análisis (Pushover) de formar directa sin la interacción entre ellos, sin embargo, al acoplar ciertas funciones de CEINCI-LAB el ingreso de datos y la presentación de resultados se facilita y el usuario puede enfocarse en entender el comportamiento de la estructura sin la complejidad que puede representar la programación en OpenSees.

Artículo 16.-

GENERACIÓN AUTOMÁTICA Y ANÁLISIS DE ESTRUCTURAS PORTICADAS DE HORMIGÓN ARMADO CON CEINCI-LAB

Julia Pilatasig, Brian Cagua, Roberto Aguiar, Felix Vaca

Resumen

En el Ecuador existe un número representativo de estructuras de hormigón armado de tres pisos con una configuración regular, es importante indicar que muchas de estas edificaciones han sido construidas sin criterio técnico adecuado, es decir, que son informales y en muchos de los casos presentan alta vulnerabilidad ante amenaza sísmica. Esto implica que estas estructuras deben ser analizadas para conocer su comportamiento bajo el sismo de diseño establecido por la Norma Ecuatoriana de Construcción (NEC).

En este artículo se presenta una metodología para la generación automática de estructuras, basada en parámetros aleatorios e información real de levantamientos estructurales que reflejen la realidad de la construcción en nuestro medio, con el propósito de realizar un análisis sísmico simplificado que muestre el comportamiento de las estructuras y en base a estos resultados tomar acciones de reforzamiento u otros. CEINCI-LAB, facilita el desarrollo de esta metodología ya que permite al usuario generar algoritmos para el análisis estructural con diferentes parámetros de estudio.

De la simulación de 200 estructuras de tres pisos creadas con datos aleatorios y 100 casos reales en Quito, con parámetros de suelo tipo D, se observa una correlación entre las derivas y los parámetros de cuantía de columnas (área de columnas en planta baja/área total de construcción), H/T (altura total de la edificación (m)/Periodo fundamental de vibración(s)). Estos parámetros podrían llegar a emplearse, de forma referencial, para tener una idea de las máximas derivas que pueden presentarse en una estructura ante un sismo de diseño.