{"id":16244,"date":"2021-12-16T00:45:25","date_gmt":"2021-12-16T05:45:25","guid":{"rendered":"https:\/\/www.quaketek.com\/?page_id=16244"},"modified":"2021-12-22T22:20:02","modified_gmt":"2021-12-23T03:20:02","slug":"diagonales-restringidas-al-pandeo","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/quaketek.com\/es\/diagonales-restringidas-al-pandeo\/","title":{"rendered":"Diagonales Restringidas al Pandeo"},"content":{"rendered":"

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Diagonales Restringidas al Pandeo Quaketek<\/h2>\n

[\/vc_column_text][vc_column_text]Los Diagonales Restringidas al Pandeo de Quaketek son producidas teniendo en cuenta un balance de calidad y costo. Son usadas para proveer a la estructura con protecci\u00f3n s\u00edsmica m\u00ednima basada en ductilidad.[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row][vc_row][vc_column width=”2\/3″][vc_column_text]<\/p>\n

Que son las Diagonales Restringidas al Pandeo?<\/h2>\n

[\/vc_column_text][vc_column_text]Son elementos que entran en fluencia (ductilidad) en ambas, tensi\u00f3n y compresi\u00f3n a lo largo de su eje central (una direcci\u00f3n). El principio de trabajo es el mismo que el de cualquier diagonal met\u00e1lica, pero evita la falla abrupta por pandeo en compresi\u00f3n al proveer unos cuantos ciclos de carga y descarga adicionales antes de quebrarse. Este comportamiento d\u00factil cuasi proporcional en las dos direcciones es logrado al cubrir el n\u00facleo met\u00e1lico sacrificable (placa met\u00e1lica, barra corrugada, etc. dependiendo del dise\u00f1o) con una camisa de mortero o concreto en su longitud. A su vez el mortero es cubierto por una \u00faltima camisa exterior met\u00e1lica para que evitar que explote cuando se quiebra por la presi\u00f3n del n\u00facleo met\u00e1lico al pandearse. Aunque luce como un elemento de secci\u00f3n compuesta, una capa aislante es colocada entre el mortero\/concreto y el n\u00facleo met\u00e1lico sacrificable para evitar este comportamiento. As\u00ed cuando la diagonal es exigida en tensi\u00f3n, solo el n\u00facleo sacrificable en acero deber\u00eda trabajar para evitar rupturas en las conexiones y otros elementos de la estructura debido a la capacidad aumentada y no prevista de una no deseada secci\u00f3n compuesta.[\/vc_column_text][\/vc_column][vc_column width=”1\/3″ css=”.vc_custom_1546290692172{margin-right: 0px !important;margin-left: 0px !important;border-right-width: 0px !important;border-left-width: 0px !important;padding-right: 0px !important;padding-left: 0px !important;}”][vc_single_image image=”16253″ img_size=”full” alignment=”center”][\/vc_column][\/vc_row][vc_row][vc_column][vc_column_text]<\/p>\n

Enfoque para el dise\u00f1o de marcos con Diagonales Restringidas al Pandeo<\/h2>\n

[\/vc_column_text][vc_column_text]Dependiendo de la filosof\u00eda para el dise\u00f1o sismorresistente del c\u00f3digo a usar, estas diagonales pueden funcionar como el elemento sacrificial que focaliza el da\u00f1o o, como el sistema estructural d\u00factil principal en una direcci\u00f3n principal. En c\u00f3digos y normas s\u00edsmicas que favorecen el dise\u00f1o por desempe\u00f1o por encima del m\u00ednimo de salvamento de vidas, los marcos con Diagonales Restringidas al Pandeo son usadas en un enfoque de \u201ccontrol del da\u00f1o\u201d donde se convierten en el elemento sacrificial de la estructura con marcos resistentes a momento. En esos casos, la estructura es protegida por la diagonal como elemento de sacrificio y gracias a los marcos de momento la estructura puede tener una rigidez post fluencia decente que garantizar\u00eda un nivel de da\u00f1o moderado o bajo. As\u00ed, luego del sismo de dise\u00f1o, idealmente, solo se debe incurrir en el gasto de desmontaje, alzado y montaje de las diagonales en el edificio.<\/p>\n

Por ejemplo, en Jap\u00f3n, la metodolog\u00eda de dise\u00f1o usa las diagonales como miembros sacrif\u00edcales para proteger el sistema primario, los marcos (Kasai, Fu and Watanabe 1998). C\u00f3digos y normas s\u00edsmicas de este estilo tienden a usar factores de reducci\u00f3n y factores de comportamiento s\u00edsmico (e.g. R) relativamente conservadores. En contraste, otros est\u00e1ndares como el americano y aquellos lo usan como norma base, aplican una filosof\u00eda donde los Diagonales Restringidas al Pandeo son el sistema estructural principal permitiendo altos valores de deformaci\u00f3n lateral. En estructuras dise\u00f1adas de acuerdo con estos est\u00e1ndares, la rigidez lateral de post fluencia despu\u00e9s del sismo es considerablemente m\u00e1s baja que cuando las diagonales son requeridas a trabajar en paralelo dentro del l\u00edmite el\u00e1stico de los marcos resistentes a momento principales (Applied Technology Council 2015). Consecuentemente, en estos tipos de c\u00f3digos y normas es com\u00fan encontrar valores de coeficientes de disipaci\u00f3n de energ\u00eda (e.g. R) mucho m\u00e1s agresivos, y el desempe\u00f1o final, medido en el nivel de deformaci\u00f3n lateral de la estructura, tiene a ser tan bajo como el de otros sistemas d\u00factiles prescritos en el est\u00e1ndar (Marcos resistentes a momento, Muros de concreto, Marcos arriostrados etc.). Para este caso, el ingeniero debe considerar los siguientes requerimientos m\u00ednimos para una implementaci\u00f3n segura[\/vc_column_text][vc_column_text]<\/p>\n

Requerimientos m\u00ednimos para el dise\u00f1o s\u00edsmico de Marcos con Diagonales Restringidas al Pandeo<\/span><\/span><\/h3>\n

[\/vc_column_text][vc_single_image image=”16258″ img_size=”full” alignment=”center”][vc_tta_accordion][vc_tta_section title=”Rotaci\u00f3n en las conexiones en el punto de m\u00e1xima deformaci\u00f3n lateral del marco” tab_id=”1597090463034-317b4e18-fe83″][vc_column_text]Las Diagonales Restringidas al Pandeo son modeladas como si estuvieran conectados a un pin ideal, es decir una conexi\u00f3n rotulada perfecta con solo la traslaci\u00f3n en el plano siendo restringida. Por lo tanto, una vez el ingeniero tiene una estimaci\u00f3n de la m\u00e1xima deformaci\u00f3n lateral del piso (amplificada por factores descritos en los c\u00f3digos y normas o a trav\u00e9s de an\u00e1lisis no linear) puede usarla para estimar la rotaci\u00f3n que ocurrir\u00e1 en la diagonal desde su \u00e1ngulo diagonal inicial. Si la deformaci\u00f3n lateral relativa\u00a0 del entrepiso es cercana o mas grande que el 2% de la altura del piso, un especial cuidado en el dise\u00f1o de la conexi\u00f3n debe ser tenido. Estos sistemas de diagonales tienen a sufrir rupturas debido a fuerzas fuera del plano (Chien, et al 2018) y, por lo tanto, permitir una rotaci\u00f3n sin restricciones es esencial. Por esta raz\u00f3n, conexiones con pines reales son preferidas a tales niveles de deformaci\u00f3n. El ingeniero puede alternativamente revisar en detalle (n\u00famero y arreglo de los pernos) y si la conexi\u00f3n pernada permite esta demanda de rotaci\u00f3n en la configuraci\u00f3n final de instalaci\u00f3n.[\/vc_column_text][\/vc_tta_section][vc_tta_section title=”Fuerza Cortante m\u00e1xima para el dise\u00f1o s\u00edsmico de Columnas, Conexiones y cimentaci\u00f3n” tab_id=”1597090599986-266cb1b1-bbcb”][vc_column_text]Antes de quebrarse, un Diagonal Restringida al Pandeo desarrolla una fuerza de respuesta ultima de rotura de al menos 2veces su punto inicial de fluencia y tiende a variar entre tensi\u00f3n y compresi\u00f3n y seg\u00fan el radio entre la longitud, la fuerza nominal de fluencia, las propiedades del material y la deformaci\u00f3n axial ejercida. Por lo tanto, esta verificaci\u00f3n acerca de cu\u00e1l es la real fuerza de respuesta es muy importante puesto que la transmisi\u00f3n de carga \u201cLoad-path\u201d podr\u00eda verse en riesgo. En otras palabras, esta revisi\u00f3n define la habilidad de la estructura de transmitir la fuerza desde una diagonal ubicada en cualquier punto de la estructura hasta la cimentaci\u00f3n.<\/p>\n

Para que esta transmisi\u00f3n de carga exista, el da\u00f1o solo debe estar presente en las diagonales (y subsecuentemente en las vigas y en las columnas cuando han sido detalladas d\u00factiles) pero nunca en las conexiones o en la cimentaci\u00f3n. En el caso de las conexiones, estas son de falla fr\u00e1gil, y en el caso de la cimentaci\u00f3n, est\u00e1s deben permanecer el\u00e1sticas puesto que cuando se modela la estructura con un factor de modificaci\u00f3n de la respuesta (e.g. R) se hace asumiendo una condici\u00f3n de base fija (empotrada) y para que esta condici\u00f3n se cumpla en la realidad, el factor de comportamiento s\u00edsmico usado para el dise\u00f1o de la estructura debe ser ajustado en el momento que se dise\u00f1an los elementos de la estructura de cimentaci\u00f3n (suelo y elementos estructurales de cimentaci\u00f3n), de lo contrario la capacidad de disipaci\u00f3n de energ\u00eda de la estructura y su estabilidad ante cargas laterales puede ser peligrosamente sobre estimada puesto que ser\u00eda en realidad menor a lo que el factor de modificaci\u00f3n de la respuesta representa. En esta filosof\u00eda de dise\u00f1o donde se tienen en cuenta las capacidades reales de la estructura, la superestructura disipa la energ\u00eda s\u00edsmica a trav\u00e9s del da\u00f1o mientras que la cimentaci\u00f3n permanece esencialmente el\u00e1stica (NBCC 2015). Hacer esta verificaci\u00f3n de cortante ultimo para la cimentaci\u00f3n es relativamente sencillo, e incluso algunos c\u00f3digos y normas han incluido par\u00e1metros para un c\u00e1lculo aproximado indirecto. El ingeniero puede tomar una de estas dos opciones:<\/p>\n

A trav\u00e9s de ensayos<\/strong><\/p>\n

El ingeniero debe requerir al fabricante un esp\u00e9cimen representativo de todas las diagonales del proyecto, (e.g. promedio de todas las fuerzas de fluencia en el proyecto) y hasta el punto de deformaci\u00f3n m\u00e1ximo que se observe en el an\u00e1lisis estructural. Aunque esto no represente una muestra completa de todo el proyecto, como se esperar\u00eda en otros dispositivos alto desempe\u00f1o como el freno s\u00edsmico por ejemplo, si puede darle al ingeniero un grado adicional de confianza con respecto al m\u00e1ximo cortante a este para, mejorando un poco la precisi\u00f3n de sus c\u00e1lculos.<\/p>\n

Debe considerarse con esta opci\u00f3n que la mayor\u00eda de los fabricantes de Diagonales Restringidas al Pandeo usualmente solo reenv\u00edan un reporte entregado por el molino, u otro vendedor, correspondiente a un ensayo a tensi\u00f3n de un peque\u00f1o cup\u00f3n tomado de la l\u00e1mina de donde, con suerte, el n\u00facleo met\u00e1lico sacrificable de las diagonales ha sido cortado. En otras ocasiones se entregan reportes de ensayos de prototipo. En ambos casos, los reportes no necesariamente representan resultados de las diagonales a instalar en el proyecto en cuesti\u00f3n. Esta pr\u00e1ctica es com\u00fan porque es el m\u00ednimo requerido por las normas t\u00e9cnicas, sin embargo, deja un margen de incertidumbre considerable para la estimaci\u00f3n de la fuerza de respuesta \u00faltima de las diagonales y el cortante que producen. De la misma manera debe notarse que este nivel de incertidumbre es com\u00fan en la practica para los sistemas estructurales prescritos en las normas t\u00e9cnicas pues tambi\u00e9n carecen de procesos de control de calidad espec\u00edficos para el proyecto. Sin embargo, el ingeniero siempre puede requerir este tipo de ensayos debido a que es el responsable del proyecto y su estabilidad estructural y econ\u00f3mica.<\/p>\n

A trav\u00e9s factores prescritos en las normas y c\u00f3digos<\/strong><\/p>\n

Al final del d\u00eda, el n\u00facleo met\u00e1lico sacrificable de un Diagonal Restringida al Pandeo este hecho de acero, y las propiedades de este material son bastante bien entendidas. Por lo tanto, las normas t\u00e9cnicas ofrecen una gu\u00eda l\u00f3gica que los ingenieros pueden usar para estimar este valor de fuerza de respuesta ultima y que a su vez se traduce en la m\u00e1xima fuerza cortante de dise\u00f1o por sismo para las conexiones, columnas y cimentaci\u00f3n. En la mayor\u00eda de las normas, existe un valor prescrito para la sobre resistencia (a veces identificado con \u03a9) para los marcos con diagonales, y usualmente es al menos 2.5veces. As\u00ed, el ingeniero puede multiplicar la fuerza axial de la diagonal y los respectivos cortantes de piso y en la base por 2.5veces para encontrar las fuerzas de dise\u00f1o para conexiones, columnas y cimentaci\u00f3n respectivamente.[\/vc_column_text][\/vc_tta_section][vc_tta_section title=”Restricci\u00f3n en altura del sistema estructural” tab_id=”1597090463075-cf365894-ae5e”][vc_column_text]La mayor\u00eda de las normas t\u00e9cnicas que usan factores de modificaci\u00f3n de la respuesta (e.g. R) agresivos imponen fuertes limitaciones a la altura m\u00e1xima de este sistema estructural con Diagonales Restringidas al Pandeo en un edificio, usualmente alrededor de 45m. Esto sucede por que es bien conocido que los sistemas arriostrados con diagonales tienden a acumular deformaci\u00f3n permanente d\u00factil a medida que aumenta la altura, y esto puede llevar a fallas debido a inestabilidad din\u00e1mica (Zieman 2010). Por otra parte, este problema puede ser mitigado al acompa\u00f1ar el sistema estructural arriostrado con marcos especiales de momento de Ductilidad Alta que puedan proveer con algo de rigidez lateral post fluencia reduciendo la acumulaci\u00f3n excesiva de deformaci\u00f3n d\u00factil permanente desbalanceada hacia un solo sentido.[\/vc_column_text][\/vc_tta_section][vc_tta_section title=”Resistencia de la capa aislante entre el n\u00facleo sacrificable y el mortero” tab_id=”1597090715702-a34eef5b-59a6″][vc_column_text]El dise\u00f1o de los Diagonales Restringidas al Pandeo asume que para fuerzas de tensi\u00f3n esta debe trabajar como una placa de acero (n\u00facleo sacrificable) y consecuentemente esa es la l\u00f3gica usada para estimaci\u00f3n de la capacidad ultima. Ser\u00eda muy peligroso si, por condiciones de uso, ambientales, o pobre calidad en la fabricaci\u00f3n, el mortero u otro material usado para la camisa que cubre el n\u00facleo sacrificable se adhiriera tal que la diagonal trabajara como una secci\u00f3n compuesta. Esto causar\u00eda que las fuerzas de respuesta y por ende la fuerza cortante estimada previamente en el an\u00e1lisis estructural fueran considerablemente mayores a las usadas para el dise\u00f1o de conexiones, columnas y cimentaci\u00f3n. Este peligroso comportamiento terminar\u00eda por romper la transmisi\u00f3n de carga \u201cLoad path\u201d provocando una catastr\u00f3fica falla de la estructura por inestabilidad lateral. Por lo tanto, el ingeniero debe requerir del fabricante alg\u00fan tipo de garant\u00eda en este respecto, o requerir alg\u00fan tipo de protocolo de ensayo para el proyecto tal que se descarte este peligro, o a falta de mayor informacion, asumir este escenario como el input para calcular la m\u00e1xima capacidad la diagonal y sus respectivos cortantes resultantes para el dise\u00f1o de conexiones, columnas y cimentaci\u00f3n.[\/vc_column_text][\/vc_tta_section][\/vc_tta_accordion][\/vc_column][\/vc_row][vc_row][vc_column][\/vc_column][\/vc_row]<\/p>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

[vc_row css_animation=”fadeIn”][vc_column][vc_column_text] Diagonales Restringidas al Pandeo Quaketek [\/vc_column_text][vc_column_text]Los Diagonales Restringidas al Pandeo de Quaketek son producidas teniendo en cuenta un balance de calidad y costo. Son [\u2026]<\/span><\/p>\n","protected":false},"author":8,"featured_media":16253,"parent":0,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"footnotes":""},"yst_prominent_words":[89,145,146,140],"class_list":["post-16244","page","type-page","status-publish","has-post-thumbnail","hentry"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/quaketek.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/16244","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/quaketek.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/quaketek.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/quaketek.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/8"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/quaketek.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=16244"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/quaketek.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/16244\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":16350,"href":"https:\/\/quaketek.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/16244\/revisions\/16350"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/quaketek.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/16253"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/quaketek.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=16244"}],"wp:term":[{"taxonomy":"yst_prominent_words","embeddable":true,"href":"https:\/\/quaketek.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/yst_prominent_words?post=16244"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}