ensayes ante cargas laterales cíclicas reversibles de un edificio ...

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04.03.2015 Views

Mario Rodríguez y John Blandón A 5.00 Varilla Ø1 1/4" C 2.75±0.15 Placa de fijación Actuador 100 ton 0.28 0.28 1.21 1.81 Articulación Placa e=2" fija Viga TT Piso de reacción 0.85 de espesor Viga Portante Articulación Actuador 50 ton Articulación Placa e=2" móvil Muro de reacción 0.85 de espesor 1.95 1.49 b) Elevación (no se muestran las columnas y muros del espécimen) Figura 8. Sistema de aplicación de cargas (dimensiones en metros, continuación) Una característica del sistema de carga lateral empleado fue la de distribuir las cargas laterales en cada nivel del espécimen, de manera que la losa en cada nivel y vigas pudieran rotar libremente por medio de articulaciones suministradas (fig. 8). Otra característica favorable de esta forma de ensaye, si se compara con el caso de aplicación de cargas en un solo lado del espécimen, fue la de impedir tensiones excesivas en los puntos de aplicación de cargas durante los diferentes ciclos de aplicación de éstas. Esto permitió que la estructura no tuviera que ser reforzada por este aspecto y que no se modificaran las propiedades de los elementos involucrados. También se debe mencionar que cuando los actuadores trabajaban en compresión las mencionadas barras de 1 ¼” tenían una holgura inicial de 50 mm, con el objeto de que estas barras no impidieran el alargamiento de las vigas ubicadas en el sentido del ensaye, fenómeno que se produce por la formación de articulaciones plásticas en estas vigas y que ha sido estudiado en la literatura, así como en esta investigación. Una vista general del espécimen y el sistema de carga se aprecia en la fig. 9. El espécimen se fijó al piso de reacción, mediante viguetas de acero estructural apoyadas en los candeleros y atornilladas al piso de reacción (fig. 9). Para representar en el espécimen las cargas muerta y viva del prototipo se emplearon 53 lingotes de acero en cada nivel, con un peso aproximado de 155 Kg. cada uno, dispuestos uniformemente como se aprecia en la fig. 8. De esta manera se obtuvo una carga de 285 kg/m 2 68

Ensayes ante Cargas Laterales Cíclicas Reversibles de un Edificio Prefabricado de Concreto Reforzado...Parte I... que sumado al peso propio de la losa dio un total 548 kg/m 2 que corresponde al 71% del valor que especifica el reglamento de diseño para la condición de carga muerta y viva, y de 88% del valor requerido cuando se considera sismo. El peso del espécimen sin considerar la cimentación fue igual a 29 ton. Figura 9. Vista general del espécimen y sistema de carga Los posibles movimientos del espécimen en la dirección perpendicular de éste se evitaron mediante el empleo de rodamientos en el segundo nivel, los que permitían el desplazamiento del espécimen en la dirección de aplicación de cargas pero que impedían movimientos en la dirección perpendicular a la de aplicación de éstas. El procedimiento que se siguió para definir la historia de cargas laterales fue el siguiente. Al inicio del ensaye se controló que la carga lateral aplicada no sobrepase el valor del cortante basal resistente, V bDF , igual a 20.2ton, valor del cortante basal correspondiente cuando se alcanza la capacidad resistente del primer elemento estructural de acuerdo con las NTC96, calculada empleando factores de reducción de resistencia iguales a 1. En el primer ciclo de carga se aplicó un valor de carga lateral igual a 0.75 V bDF , obteniendo en el ensaye un desplazamiento en el segundo nivel respecto a la base que se define como 0.75 ∆ Y . Con base en aceptar un comportamiento elástico de la estructura en este nivel de carga, se determinó el desplazamiento de fluencia, ∆ Y , el cual fue igual a 4.5 mm, este valor posteriormente se empleó para controlar el ensaye. Los desplazamientos máximos aplicados en cada nivel de ciclos de carga en la estructura después de aplicar ∆ Y fueron ∆ Y , 4 ∆ Y , 6 ∆ Y , 13 ∆ Y y 20 ∆ Y , realizando tres ciclos de carga para cada uno de estos niveles. Si se define la deformación relativa global Dr, como el cociente entre el desplazamiento lateral del segundo nivel y la altura de éste con respecto a la base de las 69

Ensayes <strong>ante</strong> Cargas Laterales Cíclicas Reversibles <strong>de</strong> <strong>un</strong> Edificio Prefabricado <strong>de</strong> Concreto Reforzado...Parte I...<br />

que sumado al peso propio <strong>de</strong> la losa dio <strong>un</strong> total 548 kg/m 2 que correspon<strong>de</strong> al 71% <strong>de</strong>l valor<br />

que especifica el reglamento <strong>de</strong> diseño para la condición <strong>de</strong> carga muerta y viva, y <strong>de</strong> 88% <strong>de</strong>l<br />

valor requerido cuando se consi<strong>de</strong>ra sismo. El peso <strong>de</strong>l espécimen sin consi<strong>de</strong>rar la cimentación<br />

fue igual a 29 ton.<br />

Figura 9. Vista general <strong>de</strong>l espécimen y sistema <strong>de</strong> carga<br />

Los posibles movimientos <strong>de</strong>l espécimen en la dirección perpendicular <strong>de</strong> éste se evitaron<br />

medi<strong>ante</strong> el empleo <strong>de</strong> rodamientos en el seg<strong>un</strong>do nivel, los que permitían el <strong>de</strong>splazamiento <strong>de</strong>l<br />

espécimen en la dirección <strong>de</strong> aplicación <strong>de</strong> <strong>cargas</strong> pero que impedían movimientos en la<br />

dirección perpendicular a la <strong>de</strong> aplicación <strong>de</strong> éstas.<br />

El procedimiento que se siguió para <strong>de</strong>finir la historia <strong>de</strong> <strong>cargas</strong> <strong>laterales</strong> fue el siguiente.<br />

Al inicio <strong>de</strong>l ensaye se controló que la carga lateral aplicada no sobrepase el valor <strong>de</strong>l cort<strong>ante</strong><br />

basal resistente, V bDF , igual a 20.2ton, valor <strong>de</strong>l cort<strong>ante</strong> basal correspondiente cuando se alcanza<br />

la capacidad resistente <strong>de</strong>l primer elemento estructural <strong>de</strong> acuerdo con las NTC96, calculada<br />

empleando factores <strong>de</strong> reducción <strong>de</strong> resistencia iguales a 1. En el primer ciclo <strong>de</strong> carga se aplicó<br />

<strong>un</strong> valor <strong>de</strong> carga lateral igual a 0.75 V bDF , obteniendo en el ensaye <strong>un</strong> <strong>de</strong>splazamiento en el<br />

seg<strong>un</strong>do nivel respecto a la base que se <strong>de</strong>fine como 0.75 ∆ Y . Con base en aceptar <strong>un</strong><br />

comportamiento elástico <strong>de</strong> la estructura en este nivel <strong>de</strong> carga, se <strong>de</strong>terminó el <strong>de</strong>splazamiento<br />

<strong>de</strong> fluencia, ∆ Y , el cual fue igual a 4.5 mm, este valor posteriormente se empleó para controlar el<br />

ensaye. Los <strong>de</strong>splazamientos máximos aplicados en cada nivel <strong>de</strong> ciclos <strong>de</strong> carga en la estructura<br />

<strong>de</strong>spués <strong>de</strong> aplicar ∆ Y fueron ∆ Y , 4 ∆ Y , 6 ∆ Y , 13 ∆ Y y 20 ∆ Y , realizando tres ciclos <strong>de</strong> carga para<br />

cada <strong>un</strong>o <strong>de</strong> estos niveles. Si se <strong>de</strong>fine la <strong>de</strong>formación relativa global Dr, como el cociente entre<br />

el <strong>de</strong>splazamiento lateral <strong>de</strong>l seg<strong>un</strong>do nivel y la altura <strong>de</strong> éste con respecto a la base <strong>de</strong> las<br />

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