Estudio numérico de conexiones a momento tipo "Column-Tree" con empalme fuerte en sistemas estructurales de marcos de acero a momento

Abstract

Este trabajo de título estudia de forma numérica el desempeño de una conexión a momento tipo Column-Tree con empalme fuerte en pórticos de acero a momento. Esta conexión no se encuentra precalificada, aún así, se utiliza comúnmente por sus ventajas en la instalación y la inspección. La conexión Column-Tree o bien conocida en la construcción nacional como Choco , consiste en un segmento de viga soldado a maestranza a la cara de la columna, a la cual se conecta una viga de enlace mediante placas de empalme y pernos de alta resistencia en el alma y ala. En la presente investigación, se propone una metodología de diseño, la cual busca imponer como elemento fusible la viga y no la columna ni la conexión. Está metodología se realiza en base a un diseño por capacidad cumpliendo las normativas AISC-2016. Luego, utilizando el análisis de elementos finitos no lineales del software ANSYS Workbench, se modela una sub-estructura de unión viga-columna y se investiga los efectos de la ubicación del empalme y el desempeño de la metodología de diseño propuesta. Para esto, se diseñan dos especímenes variando la ubicación del empalme y se le aplican desplazamientos controlados de acuerdo al protocolo de carga de la norma AISC 341-16. La validación de la evaluación numérica se realiza a partir de resultados experimentales. Los resultados obtenidos del análisis numérico, muestran que el comportamiento de la unión viga-columna depende de la ubicación del empalme, clasificando la conexión como rígida o semi-rigida. Además, influye en la pérdida de pretensión de pernos, la tendencia a la fractura, la ductilidad y las características de disipación de energía.