Consideraciones sobre el Análisis de Pórticos Sismorresistentes con Barras de Pandeo

Abstract

Las barras de pandeo restringido (BPR) son una clase de disipadores de energía por plastificación de metales, que pueden incorporarse como riostras en estructuras nuevas o en aquellas que deben ser rehabilitadas. En estos dispositivos una barra central de acero puede disipar energía a través de ciclos de plastificación estable de tracción – compresión; mientras que el pandeo se evita colocando la barra dentro de un tubo de acero relleno de hormigón. Con estos disipadores se puede alcanzar entonces un comportamiento estructural dúctil, requisito indispensable cuando se requiere que la estructura disipe energía por deformaciones inelásticas (caso de estructuras sismorresistentes). La norma americana ANSI/AISC 341-2005 admite como tipología estructural a los pórticos con BPR, y propone para el análisis estático de las mismas un factor de reducción de las ordenadas espectrales elástica R = 8. Mientras que en la pre norma FEMA 356-2000, la ordenada espectral elástica se reduce según factores de modificación de amortiguamiento, que son función de la capacidad de disipación de energía de los dispositivos considerados. La normativa Argentina, en cambio, no contempla requerimientos para estructuras con tecnologías innovadoras como las mencionadas. A los efectos de realizar contribuciones en esta temática, se analizan en este trabajo diferentes metodologías de análisis para la tipología estructural de referencia. El estudio se particulariza para un pórtico metálico a escala, de un vano y cinco niveles, con BPR. Para éstas se plantean diseños y metodologías de análisis según las normas americanas mencionadas, tomando como base los espectros de diseño del Reglamento INPRES-CIRSOC 103 vigente. Luego se realizan, mediante un programa de elementos finitos de propósito general, análisis dinámico no lineal de la estructura con BPR sometida a 4 acelerogramas correspondientes a terremotos destructivos. Para esta última metodología de análisis, se compara también el desempeño de la estructura cuando se mantiene la rigidez de las BPR, pero se varía su capacidad de disipación de energía (variando el área de la sección transversal y la longitud de la zona de plastificación de los disipadores). En las conclusiones se proponen recomendaciones para el análisis de pórticos con BPR, que podrían implementarse en las actualizaciones del Reglamento Sismorresistente Argentino.