Análisis comparativo de conexiones precalificadas con tipología soldadas y empernadas para un sistema SMF en un edificio de estructura metálica
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Date
2022-09
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica. Maestría en Ingeniería Civil con Mención en Estructuras Metálicas
Abstract
Ecuador is located in areas where constant and significant earthquakes occur, currently
it has been possible to denote the vulnerability of structural steel buildings to a severe
earthquake. The scope of this work was to carry out a comparative analysis of
prequalified connections with welded and bolted typology for an SMF system in a
metal structure building. The ANSI/AISC 360-16 standard is the standard that
establishes the specifications for designing steel structures, the ANSI/AISC 341-16
standard indicates the seismic provisions for structural steel buildings and the
ANSI/AISC 358-16, which analyzes the prequalified connections for use in special
moments and intermediate frames, the standards present a guide for the design of
prequalified metallic connections that were used as an instrument for the different
mathematical calculations, in addition, applying this methodology, a model of a steel
structure was made . National and international standards were used for the study and
the Etabs 2019 and Ram Connection software, both with student licenses, were used
for the structural analysis. This research performs the comparative analysis of RBS,
BFP, BUEEP and WUF-W prequalified connections, with welded and bolted typology
for an SMF system in a metal structure building. A structural and economic analysis of the metal frame building is obtained, concluding
that the elements that make up the connection in a metal frame building have an elastic
behavior. In addition, it was observed that the RBS connection provides the best
reliability so that the transfer in the beams (plastic hinge) prevails before that in the
columns, as an energy dissipation mechanism and complying with the design
philosophy.
Regarding the analysis of the cost of steel in beams and columns, it was known that
steel in welded beams and columns is cheaper than steel in bolted beams and columns,
due to the materials, equipment, machinery and labor used. in the construction process
of metal structures.
Description
El Ecuador está ubicado en zonas donde ocurren sismos constantes y significativos,
actualmente se ha podido denotar la vulnerabilidad de edificios de acero estructural
ante un sismo severo. Este trabajo tuvo como alcance el realizar un análisis
comparativo de conexiones precalificadas con tipología soldadas y empernadas para
un sistema SMF en un edificio de estructura metálica. La norma ANSI/AISC 360-16
es la norma que establece las especificaciones para diseñar estructuras de acero, la
norma ANSI/AISC 341- 16 indica las provisiones sísmicas para edificios de acero
estructural y la ANSI/AISC 358-16, que analiza las conexiones precalificadas para
su uso en pórticos especiales de momentos e intermedios, las normas presentan una
guía para el diseño de conexiones metálicas precalificadas que se utilizaron como
instrumento para los diferentes cálculos matemáticos, además, aplicando esta
metodología se realizó un modelo de una estructura de acero. Para el estudio se
utilizaron las normas nacionales e internacionales y para el análisis estructural se
utilizó el software Etabs 2019 y Ram Connection, ambos con licencias estudiantiles.
Esta investigación realiza el análisis comparativo de conexiones precalificadas RBS,
BFP, BUEEP y WUF-W, con tipología soldadas y empernadas para un sistema SMF
en un edificio de estructura metálica. Se obtiene un análisis tanto estructural y económico de la edificación de estructura
metálica, concluyendo que los elementos que componen la conexión en un edificio
de estructura metálica tienen un comportamiento elástico. Además, se pudo observar
que la conexión RBS, brinda la mejor confiabilidad para que predomine la cedencia
en las vigas (rótula plástica) antes que, en las columnas, como mecanismo de
disipación de energía y cumpliendo con la filosofía de diseño.
En cuanto al análisis del costo del acero en vigas y columnas, se conoció que el acero
en vigas y columnas soldadas es más económico que el acero en vigas y columnas
atornilladas, debido a los materiales, equipo, maquinaria y mano de obra que se emplea
en el proceso constructivo de las estructuras metálicas.
Keywords
ACERO, ANÁLISIS ESTRUCTURAL, COLUMNAS, CONEXIÓN BFP, CONEXIÓN BUEEP, CONEXIÓN RBS, CONEXIÓN WUF-W, CONEXIONES PRECALIFICADAS, DEMANDA-CAPACIDAD, DISEÑO SISMORRESISTENTE, PERNOS, RÓTULA PLÁSTICA, SMF, SOLDADURA, VIGAS