Comportamiento sísmico de marcos a momento de acero considerando la influencia de sus conexiones

Abstract

Dentro de este trabajo de investigación se estudia el efecto que tienen diferentes conexiones viga-columna y columna-placa base en el comportamiento sísmico de una estructura de acero. Para lograr este objetivo la primera parte del trabajo se centra en la calibración y análisis de diferentes conexiones viga-columna y conexiones columna-placa base, así como en la calibración y análisis de la zona del panel. En una segunda parte se realiza la calibración de un modelo no lineal de un marco (que incluye el modelado de las conexiones) para que reproduzca la respuesta de un edificio a escala real ensayado experimentalmente en mesa vibradora. La calibración global de este edificio permite verificar que todos los componentes calibrados individualmente tengan una correcta interacción entre ellos. En la parte final se realizan múltiples análisis y comparativas que buscan evaluar la influencia de las conexiones viga-columna y columna-placa base en la respuesta sísmica no lineal de marcos de acero. El resultado de los diversos análisis no-lineales muestra que diferentes tipos de conexiones, tanto viga-columna como columna-placa base, generan diferentes mecanismos de disipación de energía en una estructura de acero. El estudio se centra en marcos momento resistentes de acero formados por vigas laminadas I (IR o W) que se conectan a columnas de sección hueca (OR o HSS).

The influence that different types of beam to column connections and column to base plate connections have on the seismic behavior of steel moment frame systems is studied in this research. This research is divided in three main parts. The first one centers its attention in the analysis and calibration of beam-to-column and base plate-to-column connections, as well as the panel zone component. Experimental tests are taken as the main source for the calibration and analysis process. In the second part of this research, a full scale four-story steel building tested at a shaking table is calibrated in a model that implements all the previously calibrated components. This calibration allows this research to verify the correct interaction between the different calibrated components included within the model. In the third and final part of the research, a series of analysis and comparisons are performed with the aim of evaluating the influence that different types of beam-to-column connections and base plate-to-column connections have on the seismic response on steel moment frames. Through multiple non-linear analysis, different types of connections (beam-to-column and base plate-to-column) that generate different energy dissipation mechanisms are verified. This research is focus on steel moment frames that implement wide-flange beams (W) connected to hollow structural sections (HSS).