Comportamiento no lineal de marcos dÃºctiles de concreto reforzado

13.07.2015 Views
Eber A Godínez Domínguez y Arturo Tena ColungaDiseño por flexocompresión en columnasComo se ilustra en el croquis de la figura 22, en cada gráfica expuesta en esta sección se presentanlas relaciones carga axial - momento flexionante registradas durante el análisis estático no lineal de lascolumnas de planta baja. Asimismo, se muestran los diagramas de interacción de diseño y los obtenidos alconsiderar fuentes de sobrerresistencia. Se indican también, mediante líneas rectas horizontales, tanto el'límite asociado a la carga axial máxima de diseño considerada ( Pmax 0.5 A f g c/ 10 ), como el límite decarga axial a partir del cual, conforme a las NTCC-04, un elemento debe diseñarse como un miembro enflexocompresión ( P A f 'g c/ 10 ). Estos dos últimos límites se emplearon para valorar si, en efecto, loselementos estudiados se comportan tal y como se predijo en las premisas de diseño, pues por ejemplo, enel caso que las columnas estudiadas excedieran significativamente el límite de carga axial máximoespecificado, indicaría que su comportamiento no es del todo satisfactorio, pues su modo de falla seríapoco deseable de acuerdo con los objetivos de diseño planteados inicialmente, en los cuales se busca uncomportamiento dúctil.P / P OC2.001.50DI SrP1.00. A gf'max 0 5c0.50DI DiseñoRelacionesP Mde columnas en estudio'P A gf c/100.00M / M O0.00 1.00 2.00 3.00-0.50Figura 22. Croquis descriptivo para identificación de curvasEn la figura 23 se presentan las relaciones carga axial - momento flexionante normalizadas( P / POCvs M / MO) obtenidas en las columnas de borde de planta baja de los modelos de cuatro a 24niveles en dirección X. P oc y M o son respectivamente la carga axial máxima de compresión y el momentode flexión pura. Los resultados corresponden a los modelos en que las columnas aportan aproximadamenteel 50% de la resistencia a cortante de entrepiso.Para los modelos comprendidos entre los cuatro y 16 niveles (figura 23), en la mayoría de los casos,el comportamiento de las columnas se considera adecuado, pues las historias de carga axial-momentoflexionante se encuentran dentro límites aceptables tanto de carga axial como de flexión, pues en ningún'caso se excede la carga máxima permisible ( Pmax 0.5 A f g c) ni la capacidad a flexión definida por losdiagramas de interacción que consideran efectos de sobrerresistencia.Conforme a los resultados obtenidos (figura 23), para los marcos de entre cuatro y 16 niveles, eldiseño por flexocompresión resultó adecuado, lo que indica que la metodología propuesta para estimar lascargas axiales (en la cual se considera la carga axial transmitida del sistema de contraventeo a lascolumnas) y los momentos flexionantes de diseño es adecuada.92

Comportamiento no lineal de marcos dúctiles de concreto reforzado con contraventeo chevrón. Propuesta de diseño2.002.002.001.501.501.501.001.001.00P/Poc0.50P/Poc0.50P/Poc0.500.000.00 1.00 2.00 3.00.000.00 1.00 2.00 3.000.000.00 1.00 2.00 3.00-0.502.00M/Moa) m4x50sr-0.502.00M/Mob) m8x50sr-0.502.00M/Moc) m12x50sr1.501.501.50P/Poc1.000.500.000.00 1.00 2.00 3.00P/Poc1.000.500.000.00 1.00 2.00 3.00-0.50P/Poc1.000.500.000.00 1.00 2.00 3.00 4.00-0.50-1.00-0.50M/Mod) m16x50srFigura 23. RelacionesM/MoM/Moe) m20x50sr f) m24x50sr/ en columnas de los modelos de ocho nivelesP P vs M / MOCORespecto a los modelos de mayor altura (20 y 24 niveles), los niveles de carga axial observados enlas columnas de borde se incrementan de manera importante respecto a los modelos de menor altura, enespecial en los modelos en que las columnas resisten aproximadamente el 50% de la carga lateral (figuras23e y 23f). Esto, como se mencionó, se debe a que para este balance de resistencia se considerancontravientos más robustos que para el caso en que las columnas aportan aproximadamente el 75% de laresistencia a fuerza cortante de entrepiso.De las figuras 23e y 23f se observa que en algunas de las columnas de los marcos de 20 y 24 nivelesse excede la carga máxima permisible (en algunos casos muy ligeramente). Lo anterior pudiese indicarque para los modelos de mayor altura, o visto de otra manera, en los modelos con mayor relación deesbeltez (H/L), podría reconsiderarse la forma en que se estima la carga axial de diseño, posiblementeincrementando dicha carga por efecto de esbeltez del marco, pues debe notarse que la relación de esbeltez(H/L) de los algunos de los modelos de 20 y 24 niveles no cumplen con el inciso b del apartado 6 de lasNTCS-04 referente a las condiciones de regularidad, donde se especifica que la relación altura a basemenor no debe exceder de 2.5 (H/L≤2.5) para que una estructura sea considerada como regular.Con fines de valorar los niveles en que debería incrementarse la carga axial de diseño por efecto deesbeltez, en la figura 24 se muestran, para las columnas de planta baja, los valores de carga axial últimaactuante normalizada respecto a la carga máxima permisible de diseño ( / P ) contra la relación deP umax93

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columnas

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