Evolución de las conexiones en pórticos a momentos
Los pórticos a momento es uno de los sistemas estructurales de acero con mayor versatilidad arquitectónica y con menos componentes (solo vigas y columnas), debido a esto su uso en estructuras tanto de edificación como industriales es muy común. Uno de los componentes más sensibles en este sistema son las conexiones, ya que además de garantizar que la estructura trabaje en conjunto, proporciona la resistencia y rigidez necesaria para permitir que el elemento fusible (viga) pueda deformarse inelásticamente liberando energía.
Esta filosofía de diseño no era de esta manera hace tres décadas, fue el sismo de Northrigde (1994) el cual causó una gran cantidad de víctimas y pérdidas económicas ($20 billones de dólares aproximadamente) el que evidenció el mal desempeño de los pórticos a momento en acero. Motivo a esto FEMA (Federal Emergency Mangement Agency) fundó el proyecto SAC (Structural Engineers Association of California – SEAOC, Applied Technology Council – ATC and Consortium of Universities for Research in Earthquake Engineering – CUREE), que tuvo como objetivo principal investigar el daño ocurrido en pórticos a momento soldados producto del sismo, y desarrollar técnicas de reparación y nuevos enfoques de diseño para minimizar el daño en futuros eventos sísmicos. El diagnóstico de esta investigación mostró el bajo desempeño de las conexiones, donde se evidenció fallas frágiles en la zona del panel, soldadura, pandeo flexo-torsional en vigas, entre otras.
Producto de este diagnóstico surgieron los nuevos enfoques de diseño que conocemos actualmente, los cuales se plasmaron en las normas AISC 341 y 358, donde entre otras cosas se planteó la inclusión de la sobre-resistencia del acero en el diseño, el uso de conexiones precalificadas para pórticos con altos niveles de ductilidad, las cuales tienen procedimientos de diseño debidamente especificados en la norma (De no usarse las conexiones que están allí se debe pasar por un proceso de ensayos previo a su utilización), entre otras cosas.
Por otra parte, es importante destacar que en estructuras industriales la utilización de este sistema para resistir la acción sísmica, muchas veces requiere de procedimientos más robustos respecto a procedimientos analíticos, ya que las conexiones utilizadas en estas estructuras no siempre son estándares. Debido a esto cada día se utiliza más el análisis por elementos finitos; los softwares que realizan este tipo de análisis (Ej: IDEA Statica Connection) proporcionan una herramienta al calculista para aumentar la confiabilidad de sus diseños (evaluando escenarios de diseño no contemplados en procedimientos normativos, materiales no convencionales, entre otras cosas), consolidándose como una práctica común en la Ingeniería Estructural.
Autor del artículo:
Pablo García
Ingeniero Civil:
Consultor y Soporte técnicon Construsoft LATAM
