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Columna-Fuerte-Viga-Debil 2
Columna-Fuerte-Viga-Debil 2
Columna-Fuerte-Viga-Debil 2
Articulación plástica: Estado plástico que alcanzan todas las fibras de un elemento
estructural al producirse una articulación en la sección transversal del mismo. También
llamada rótula plástica.
rótula plástica: Estado plástico que alcanzan todas las fibras de un elemento estructural al
producirse una articulación en la sección transversal del mismo. También llamada
articulación plástica.
zona de deformación plástica: Intervalo de fatigas para las que un material sufre una
deformación plástica.
fluencia plástica: Deformación de un material plástico producida por una fatiga superior al
límite elástico del material, que le produce un cambio permanente de su forma. También
llamada deformación plástica.
Este requerimiento se debe a que de esta forma se puede disipar energía y retrasar el
colapso de la estructura, ya que a diferencia de las columnas, la falla de las vigas no
conlleva al colapso total de la estructura.
Por esta razón, no se recomienda el uso de vigas de gran altura sobre columnas esbeltas,
ya que podrían producir un colapso repentino de las columnas y por ende de la estructura.
En la figura 2 se aprecia una columna esbelta conectada a una viga de gran altura.
Pretende prevenir la rotulación de las columnas antes que ocurra la rotulación de las
vigas y evitar de esta manera la formación de mecanismos de colapso de piso. Las rótulas
plásticas en vigas de acero tienen una longitud finita, típicamente del orden de la mitad de
la altura de la viga. Por lo tanto, de acuerdo a este enfoque, la ubicación de la rótula
plástica debe estar por lo menos a una distancia igual a dicho largo de rótula plástica
desde la cara de la columna. La figura lustra esta situación, la distancia”Sh” identifica la
ubicación de la rótula plástica respecto del eje de la columna, en la misma figura se
muestra la viga con y sin cartela.
Ubicación de la Formación de Rótulas Plásticas.
En esta ecuación:
Mpr: Momento Plástico Probable en la rótula plástica.
Cpr: Factor que considera el endurecimiento por deformación y otras
condiciones en la conexión. Para todas las conexiones este factor se obtiene de la
ecuación
(2)
En la mayoría de los casos es suficiente usar el valor 1.1 en reemplazo de la ecuación (2),
excepto en donde se especifique un valor especial a calcular.
Ry: Coeficiente que depende del material de la viga obtenido de tabulaciones en
las especificaciones sísmicas de las AISC, “Seismic Provisions” [AISC, 2005].
Ze: Módulo plástico efectivo en la sección en donde se produce la rótula plástica.
Fy: Resistencia mínima especificada a la fluencia para el material de la viga.
Fu: Resistencia mínima especificada a la rotura para el material de la viga.
Donde
EIv y EIc se definen como la rigidez a flexion de las vigas y columnas.
Lv y Lc se definene como las longitudes de las vigas y columnas respectivamente
Uniones Viga - Columna. Todas las uniones viga – columnas usadas en sistemas
resistentes al sismo deben satisfacer los siguientes requisitos:
Donde:
CONEXIONES VIGA – COLUMNA PRECALIFICADAS
El comportamiento deseado de una conexión se consigue dimensionando los elementos
(viga, columna, conectores, soldadura, etc.), de manera de garantizar que, la formación de
una eventual rótula plástica, esta ocurra en la viga a una cierta distancia respecto de la
cara de la columna. Para esto, además de la condición viga débil-columna fuerte, debe
dotarse la conexión de una mayor resistencia que la viga, lo cual puede conseguirse de dos
maneras: