Volumen 26 (2) año 2021

Artículo 7.-

NUEVAS FUNCIONES DE CEINCI-LAB PARA EL ANÁLISIS Y DISEÑO DE PÓRTICOS DE ACERO CON ARRIOSTRAMIENTOS CONCÉNTRICOS

Brian Cagua, Roberto Aguiar, Julia Pilatasig

RESUMEN

Se presenta la metodología de análisis y diseño de un pórtico de acero en el cual se incluye diagonales concéntricas en forma de V invertida (Chevrón) y en X de múltiples pisos. Se utiliza el Sistema de Computación CEINCI-LAB y se presenta una explicación detallada de las nuevas funciones. Estas funciones permiten al usuario realizar análisis sísmico y estático paso a paso, entendiendo la forma en la que se realizan los cálculos, tanto de las propiedades de la estructura como son masa y rigidez hasta el diseño de cada elemento del pórtico. En este artículo se presenta el prediseño de un pórtico de acero con diagonales concéntricas, posteriormente se realiza el análisis sísmico para obtener desplazamientos, derivas y cortante de piso. Además, se verifica la estabilidad de la estructura ante volteo. Se realiza un análisis estático con los estados y combinaciones de carga de la Norma Ecuatoriana de Construcción 2015 (NEC-15), esto permite definir la demanda “D” en los elementos. Se calcula la capacidad “C” de elementos y se presenta de manera gráfica la relación “D/C” para que el usuario pueda verificar que este factor sea menor a 1. Finalmente se realiza el análisis por capacidad de la estructura para definir el diseño. En la estructuración de pórticos de acero con diagonales concéntricas el diseño por capacidad consiste en diseñar las vigas y columnas en función de la resistencia esperada en las riostras, considerando dos casos, el primero es cuando las riostras desarrollan su máxima capacidad a tracción y compresión y el segundo es cuando las riostras en compresión pierden su capacidad debido a pandeo y se tiene una resistencia residual máxima del 30% de su resistencia a compresión. La filosofía de diseño sismo resistente de este sistema estructural manifiesta que se debe concentrar el daño durante un evento sísmico en las riostras, posteriormente en vigas y evitar el daño en las columnas. Esto se traduce en diagonal fuerte para soportar las solicitaciones, vigas más fuertes para controlar las fuerzas desarrolladas en las diagonales y finalmente columnas mucho más fuertes para cuidar la estabilidad global de la estructura.

Artículo 8.-

ANÁLISIS NUMÉRICO DE LA SERVICIABILIDAD DE VIGAS COMPUESTAS SIMPLEMENTE APOYADAS EMPLEANDO ACERO AL CARBONO Y CDP

Jordy Joseph Sosa Rodas, Genner Alvarito Villarreal Castro

RESUMEN

Un estudio paramétrico de vigas compuestas de acero y concreto conectadas con pasadores de corte se examina numéricamente con ABAQUS en esta investigación analizando su comportamiento a flexión en estado límite de servicio. Los resultados servirán de apoyo a investigaciones futuras para la optimización de la normativa actual la cual aún es conservadora. El modelado se discute en detalle para proporcionar directrices a futuros modeladores numéricos en esta área y se evalúan las diferentes opciones de interacción mecánica, mallado y concepción de los modelos constitutivos de los materiales. El modelo numérico empleado en el estudio paramétrico se validó replicando los resultados de un modelo equivalente al del estudio (Prakash et al., 2011) el cual posee un ensayo experimental de referencia para su propia validación. El modelo de plasticidad por daño no lineal se considera para modelar el comportamiento frágil del concreto y se utilizan curvas bilineales elasto-plásticas para modelar los diferentes tipos de acero al carbono. La validación del modelo se realizó comparando la capacidad de absorción de energía, el deslizamiento en la interfaz, el agrietamiento y el aplastamiento del concreto, y la fluencia y el pandeo local de los patines de la viga de acero con los valores correspondientes obtenidos del experimento y el modelo numérico en (Prakash et al., 2011). La capacidad de absorción de energía de la viga compuesta obtenida del FEA (Finite Element Analysis) demuestra estar por lo menos en un 90% correlacionada con los valores medidos en el experimento, algo que concuerda con el porcentaje de error esperado en resultados de simulación. Respecto a la normativa, se concluye que posee limitantes en cuanto a variaciones de fy en la viga, efectos de deslizamiento en la interfaz y variaciones de fu elevadas en los pasadores de corte a diferencia de los resultados FEA.

Artículo 9.-

IMPACTO SOCIOECONÓMICO DERIVADO DEL CIERRE VEHICULAR POR LOS DAÑOS EN EL PUENTE CORPAC DE TINGO MARÍA, HUÁNUCO EN FEBRERO DE 2020

Ortiz David, Reinoso Eduardo, Calderón María O.

RESUMEN

En esta investigación se efectúa una breve descripción de los daños y la rehabilitación del puente Corpac de Tingo María, Perú con base en información recabada de distintos medios de comunicación e investigación de campo in situ, registrándose que, debido al tránsito de vehículos que excedieron la carga máxima permisible y a la falta de mantenimiento de la obra de infraestructura vial, se produjeron varios daños, tales como un deslizamiento en el patín inferior de la viga del carril izquierdo con dirección a Castillo Grande y una fractura a lo largo de la soldadura entre algunas placas y vigas de acero. Para las reparaciones se efectuaron soldaduras empleando electrodo E 7018. Posteriormente, en este trabajo se analizan los problemas sociales y económicos derivados del cierre vehicular del puente con base en información obtenida de entrevistas estructuradas y no estructuradas, documentándose que se produjo un gran descontento social por la inflación, así como grandes afectaciones en algunos negocios. Para evitar problemas más graves en el futuro, por ejemplo, un colapso que propicie víctimas humanas o mayores pérdidas económicas se sugiere que las autoridades correspondientes tomen medidas estrictas para controlar el tránsito vehicular del puente Corpac. Además, se recomienda comisionar a Ingenieros especialistas en Estructuras para realizar inspecciones más continuas de esta construcción, llevar a cabo un correcto mantenimiento de la obra de infraestructura y construir vías alternas para el beneficio de la población.

Artículo 10.-

ESTADO DEL ARTE SOBRE EXPERIMENTACIÓN Y MODELACIÓN DE NUDOS HÍBRIDOS DE HORMIGÓN ARMADO Y ACERO

Yordy Mieles, Rafael Larrúa, Mavel Pardo

RESUMEN

Internacionalmente se reportan una gran variedad de sistemas estructurales donde interactúan elementos de* hormigón armado y acero, lo que da lugar a la necesidad de la utilización de nudos, denominados híbridos, que garantizan la unión entre los elementos y un adecuado comportamiento global de la estructura.  Un ejemplo de lo anterior en el contexto ecuatoriano, es la difundida utilización de sistemas constructivos con losas compuestas de hormigón y láminas de acero (steel deck) en edificaciones con pórticos de hormigón armado, con una notable dispersión en las tipologías de nudos híbridos utilizados, los que en general no cuentan con una fundamentación rigurosa. Lo anterior ha conducido al desarrollo reciente y actual de investigaciones teóricas y experimentales sobre el tema, con énfasis en el estudio del comportamiento de nudos híbridos entre vigas de acero y vigas de hormigón armado, lideradas por la Universidad Técnica de Manabí (UTM); como parte de estas, en el presente artículo se expone una síntesis del estado del arte sobre experimentación y modelación de este tipo de conexión, y se esbozan algunos resultados alcanzados en la investigación en curso. Pudo constatarse que no existen antecedentes de investigaciones experimentales o numéricas específicas en la tipología actualmente valorada en la UTM. Se resalta el rol y potencialidades de cada herramienta de investigación, experimentación y modelación, así como de su integración, en las investigaciones recientes en el ámbito de los nudos híbridos, como es usual en el contexto de la ingeniería estructural.  

Artículo 11.-

CÁLCULO DE LAS PROPIEDADES DINÁMICAS DE UNA ESTRUCTURA CON CEINCI-LAB Y APLICACIÓN AL REFORZAMIENTO DE PARQUEADERO DE ULEAM

 Roberto Aguiar, Brian Cagua, Julia Pilatasig

RESUMEN

La estructura del parqueadero de la Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabí ULEAM, que fue afectada por el terremoto de Pedernales de 2016 (M=7.8) es bastante interesante, por lo que se decidió utilizarla para presentar algunas funciones del sistema de computación CEINCI-LAB; la generación de la geometría de los pórticos se la realiza en forma cronológica utilizando las funciones desarrolladas en el 2008 hasta las nuevas funciones obtenidas en el 2021. Paralelamente a la presentación de las funciones que conducen al cálculo de la matriz de rigidez lateral y de la matriz de rigidez en coordenadas de piso, para el análisis sísmico en 3 D, se presentan aspectos relacionados al daño que tuvo la estructura durante el terremoto de 2016 y la forma como se reparó y reforzó la estructura. La principal falla que se dio en el diseño estructural original fue la generación de pórticos con columna corta en la periferia del edificio y en el eje central fue más grave, ya que se tenía losas a diferente altura a los dos lados. Se indica la forma como se eliminó el problema de columna corta. Se indica la forma cómo se obtiene la matriz de rigidez lateral en un pórtico de hormigón armado, reforzado con diagonales concéntricas en la planta baja y con disipadores de energía TADAS colocados sobre diagonales en los pisos superiores, modelando el conjunto diagonal-disipador mediante una diagonal equivalente.