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

Abstract

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.