Comportamiento sísmico de conexiones de hormigón armado con forjados

Abstract

El presente trabajo aborda el comportamiento sísmico de estructuras de hormigón armado formadas por losas sobre pilares aislados, desde el punto de vista energético. El trabajo se divide en dos partes. La primera parte consiste en desarrollar un modelo numérico que represente este tipo de estructura, y mediante un programa llamado OpenSees simular su respuesta dinámica no lineal bajo la acción de un terremoto. El modelo se somete a unas cargas gravitatorias que se mantienen constantes, y a un registro de aceleración medido en la ciudad de Kobe (Japon, 1995) durante el terremoto de Hyogo-ken Namby. Como resultado se obtienen esfuerzos, deformaciones, desplazamientos, reacciones y velocidades en los nodos de la estructura. La segunda parte consiste en un análisis energético del comportamieto de la estructura durante el sismo a partir del postprocesado de los resultados de los cálculos dinámicos que proporciona Opensees. Concretamente se trata de obtener la energía introducida en la estructura, la energía disipada por ésta y cómo se ha distribuido entre los diferentes tipos de energía y entre los diferentes componentes estructurales. Para abordar esta parte, se realizan unas funciones en el programa Matlab que permiten hacer un cálculo de las distintas formas de energía que intervienen en el balance energético. Concretamente, el input de energía en la estructura (E), la energía de deformación elástica (Wes), la energía de deformación plástica (Wp), la energía disipada por amortiguamiento (Wh), y la energía cinética (Wk). Una vez obtenidas estas energías se comprueba de manera numérica o gráfica que el balance energético E=Wes+Wp+Wh+Wk se cumple. Para abordar esta investigación se ha utilizado una estructura consistente en una placa soportada en cuatro pilares en las esquinas, cada uno empotrado en su base. Esta estructura esta construida con los materiales hormigón y acero, y tiene unas secciones de hormigón armado definidas. Se ha considerado que los materiales tienen un comportamiento no lineal. Esto es así porque los terremotos inducen grandes fuerzas en la estructura y no sería viable económicamente proyectarlas para que se mantuviesen elásticas para este tipo de acciones que tienen una probabilidad de ocurrencia muy baja. La energía total disipada es la suma de la energía disipada en los pilares y en las placas. Estas energías se calculan en unos puntos de Gauss de la estructura. Además, se realizan unas funciones para calcular la energía de amortiguamiento, la energía cinética y la energía total introducida en la estructura. Finalmente, se compara y se discute sobre la proporción de energía disipada en los pilares y en las placas con respecto al input de energía introducida.