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Diseño Sismorresistente de Construcciones de Acero - Coggle Diagram
Diseño Sismorresistente de Construcciones de Acero
Capítulo 1: Fundamentos e Introducción
Métodos de Diseño
LRFD (Load and Resistance Factor Design): Se enfoca en Estados Límites (Servicio ELS y Últimos ELU)
Verificación: Resistencia Requerida (Ru) ≤ Resistencia de Diseño (ϕRn)
Comportamiento del Material (Acero)
Ductilidad (μ): Capacidad de deformación inelástica sin pérdida significativa de resistencia. Es cuantificada por la relación ϵu/ϵy
Factores que Afectan la Ductilidad: Desgarramiento laminar y Fatiga de bajo ciclaje
Clasificación de Secciones (Pandeo Local): Basada en la relación anchura-espesor (λ)
Clasificación Sísmica: Secciones con Alta Ductilidad (λhd) y Moderada Ductilidad (λmd)
Efectos No Lineales
No Linealidad Geométrica: Ocurre con grandes desplazamientos. Incluye el Análisis P-Delta (P-Δ y P-δ)
Método de Análisis Directo: Alternativa al factor K de longitud efectiva. Incluye efectos P-Delta e imperfecciones geométricas (ej. desplome hi/500) en el modelo de análisis global
Estructuras Compuestas (Acero y Hormigón)
Tipos de Miembros: Miembros embebidos (perfil rodeado de hormigón), Miembros rellenos (tubos de acero rellenos de hormigón) y Vigas/Losas compuestas (con conectores de corte, ej. pernos Nelson)
Métodos de Resistencia: Tensiones plásticas o Compatibilidad de deformaciones
Capítulo 2: Aspectos Generales del Diseño Sismorresistente
Conceptos Fundamentales
Trípode Estructural: Rigidez, Resistencia y Ductilidad
Ductilidad (μ): Cociente entre desplazamiento máximo (Δmax) y el de fluencia (Δy)
Disipación de Energía: Energía absorbida por deformaciones inelásticas (área del ciclo histerético)
Diseño por Capacidad (DC)
Establecer una jerarquía de resistencia para forzar un mecanismo plástico predefinido
Zonas Dúctiles (disipan energía, controladas por deformación) y Componentes Frágiles (protegidos, controlados por fuerza)
Implementación AISC: Protege componentes frágiles usando acciones sísmicas mayores
Acciones con Sobrerresistencia (Emh): Basadas en factor global Ωo
Acciones Limitadas por Capacidad (Ecl): Basadas en la máxima resistencia esperada real de los elementos dúctiles (Mpr)
Definición de la Acción Sísmica
Factor R: Factor de Modificación de Respuesta que reduce la acción sísmica elástica (VE) a la fuerza de diseño (Vd)
Composición: R=Ru* Ωo (Rupor ductilidad y Ωo por sobrerresistencia)
Desplazamientos de Diseño: Se amplifican los desplazamientos elásticos (ΔE) mediante el Factor de Amplificación de Desplazamientos (Cd)
Control de Deformación: Se verifica la Distorsión de Piso (θ) (desplazamiento relativo/altura de piso) para limitar daños. Límites comunes: 0.01 a 0.025
Diseño Basado en Desempeño (DBD)
Metodología que define objetivos de desempeño (ej. Seguridad de Vidas, Totalmente Operativo) correlacionados con niveles de amenaza sísmica (ej. Sismo Raro, Sismo Frecuente)
Capítulo 4: Pórticos No Arriostrados (Pórticos a Momento, MRFs)
Comportamiento Estructural
Mecanismo Deseado: Viga Débil-Columna Fuerte para concentrar la disipación de energía en rótulas plásticas de las vigas
Zonas Protegidas: Los extremos de las vigas (donde se forman las rótulas plásticas)
Conexiones Viga-Columna
Requisito Clave: Para SMF e IMF, se requiere el uso de Conexiones Precalificadas (validadas experimentalmente)
Tipos de Conexiones Precalificadas
RBS (Viga de Sección Reducida): La rótula se aleja de la cara de la columna
WUF-W (Ala Soldada No Reforzada - Alma Soldada): Sencillez constructiva
Placa de Extremo Apernada (BUEEP/BSEEP)
Conexiones patentadas (ej. ConXtech ConXL, Kaiser KBB, SidePlate)
Diseño por Capacidad (SMF)
Columna Fuerte-Viga Débil: Debe verificarse que la suma de los momentos plásticos probables en las columnas (ΣMpc) sea mayor que la suma de la resistencia flexional esperada de las vigas (ΣMpb)
Panel Nodal (Zona de Corte): Debe diseñarse para resistir los esfuerzos máximos probables inducidos por las vigas (Acción sísmica Ecl). Puede requerir Placas de Continuidad o de refuerzo (doubler plates)