Marcos con riostras intencionalmente excéntricas con sección W, sección C y HSS redonda
DOI:
https://doi.org/10.15517/Palabras clave:
Análisis no lineal dinámico, diseño sismorresistente, marcos arriostrados de acero, marcos con riostras intencionalmente excéntricas, riostras intencionalmente excéntricasResumen
Los marcos de acero con riostras intencionalmente excéntricas (FIEB, del inglés Frame with
Intentionally Eccentric Braces) constituyen un sistema sismorresistente novedoso que ofrece ventajas
significativas en comparación con los marcos arriostrados concéntricamente.
Investigaciones recientes han mostrado que la ajustabilidad de la resistencia y la rigidez que ofrecen
las riostras intencionalmente excéntricas (BIE, del inglés Brace with Intentional Eccentricity) de sección
estructural hueca (HSS, del inglés Hollow Structural Section) rectangular permite un mejor control sobre
la respuesta dinámica de la estructura y reducir las fuerzas de diseño por capacidad para los miembros
no disipadores de energía.
En este artículo, se evalúa preliminarmente la aptitud de las secciones W, secciones C y HSS redondas
para ser empleadas como BIE en FIEB de varios niveles. Con este fin, se diseñan edificios hipotéticos de
diferentes alturas con FIEB basados en los tres tipos de sección mencionados, utilizando un procedimiento
de diseño basado en desplazamientos y considerando la amenaza sísmica de sitios en Costa Rica. El
desempeño de los edificios se evalúa numéricamente mediante análisis no lineal de respuesta en el tiempo.
Los resultados muestran una respuesta sísmica satisfactoria por parte de los FIEB con las tres secciones
consideradas, en términos de razones de deriva máxima y cortantes de piso, e indican que, entre estas, las
secciones W permiten diseños más eficientes.
Referencias
[1] K. A. Skalomenos, H. Inamasu, H. Shimada, and M. Nakashima, “Development of a Steel Brace with Intentional Eccentricity and Experimental Validation,” Journal of Structural Engineering, vol. 143, no. 8, p. 04017072, Aug. 2017, doi: 10.1061/(asce)st.1943-541x.0001809.
[2] A. González Ureña, R. Tremblay, and C. A. Rogers, “Experimental and numerical study of square HSS BIEs under cyclic loading,” Eng. Struct., vol. 252, p. 113669, Feb. 2022, doi: 10.1016/j.engstruct.2021.113669.
[3] A. González Ureña, R. Tremblay, and C. A. Rogers, “Earthquake-resistant design of steel frames with intentionally eccentric braces,” J. Constr. Steel Res., vol. 178, p. 106483, Mar. 2021, doi: 10.1016/j.jcsr.2020.106483.
[4] A. González Ureña, R. Tremblay, and C. A. Rogers, “Design and performance of Frames with Intentionally Eccentric Braces,” in 17th World Conference on Earthquake Engineering, Sendai, 2020.
[5] D. Martínez Vargas, “Diseño sismorresistente de marcos de acero con riostras intencionalmente excéntricas de sección W,” B.S. thesis, Escuela de Ingeniería Civil, Universidad de Costa Rica, San José, Costa Rica, 2024.
[6] W. M. Guerrero Angulo, “Análisis numérico del comportamiento mecánico de riostras intencionalmente excéntricas con sección de acero estructural tipo C en sistemas de marcos sismorresistentes,” B.S. thesis, Escuela de Ingeniería Civil, Universidad de Costa Rica, San José,
Costa Rica, 2024.
[7] M. J. Zamora Durán, “Diseño y estudio del desempeño sísmico de marcos de acero con riostras intencionalmente excéntricas con HSS circular,” B.S. thesis, Escuela de Ingeniería Civil, Universidad de Costa Rica, San José, Costa Rica, 2024.
[8] M. J. N. Priestley, G. M. Calvi, and M. J. Kowalsky, Displacement-based seismic design of structures. Pavia, Italy: IUSS Press, 2007.
[9] Colegio Federado de Ingenieros y de Arquitectos de Costa Rica, Código Sísmico de Costa Rica 2010. Revisión 2014, Cartago, Costa Rica: Editorial Tecnológica de Costa Rica, 2014.
[10] Standard Specification for Structural Steel Shapes, ASTM A992/A992M-22, ASTM International, Sept. 2022.
[11] Standard Specification for High-Strength Low-Alloy Columbium-Vanadium Structural Steel, ASTM A572/ A572M-21, ASTM International, Apr. 2017.
[12] F. McKenna, M. H. Scott, and G. L. Fenves, “Nonlinear Finite-Element Analysis Software Architecture Using Object Composition,” Journal of Computing in Civil Engineering, vol. 24, no. 1, pp. 95-107, 2010, doi: 10.1061/ ASCECP.1943-5487.0000002.
[13] Steel Construction Manual, 16th ed., American Institute for Steel Construction (AISC), Chicago, IL, USA, 2022.
[14] Seismic Provisions for Structural Steel Buildings, ANSI/ AISC 341-22, American Institute of Steel Construction (AISC), Sep. 2022.
[15] Standard Specification for Cold-Formed Welded Carbon Steel Hollow Structural Sections (HSS), ASTM A1085/ A1085M-22, ASTM International, Dec. 2022.
[16] Standard Specification for Carbon Structural Steel, ASTM A36/A36M-19, ASTM International, Jul. 2019.
[17] Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures, ASCE/SEI 7-22, American Society of Civil Engineers (ASCE) and Structural Engineering Institute (SEI), Mar. 2022.
[18] Canadian Commission on Building and Fire Codes, National Building Code of Canada 2020. Ottawa, Canada: National Research Council of Canada, 2020.
[19] Specification for Structural Steel Buildings, ANSI/AISC 360-22, American Institute of Steel Construction (AISC), Aug. 2022.
[20] D. A. Hidalgo-Leiva et al., “The 2022 Seismic Hazard Model for Costa Rica,” Bulletin of the Seismological Society of America, vol. 113, no. 1, pp. 23-40, Dec. 2022, doi: 10.1785/0120220119.
[21] D. Hidalgo Leiva et al., Actualización de la Amenaza Sísmica para Costa Rica. San José, Costa Rica: Proyecto UCREA, 2021.
[22] T. D. Ancheta et al., “PEER NGA-West2 Database.” May 2, 2013. Distributed by Pacific Earthquake Engineering Research Center. https://peer.berkeley.edu/sites/default/files/2013_03_ancheta_7.3.2020.pdf
[23] K-NET, KiK-net, National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience, Nov. 2023. [Online]. Available: https://www.kyoshin.bosai.go.jp/
[24] J. McCormick, H. Aburano, M. Ikenaga, and M. Nakashima, “Permissible residual deformation levels for building structures considering both safety and human elements,” in The 14th World Conference on Earthquake Engineering, Beijing, China, 2008.
Publicado
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2025 Andrés González Ureña (Autor/a)
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
Se considerarán autores a quienes:
- Hayan contribuido sustancialmente en la concepción o diseño del trabajo, o en la interpretación de los datos.
- Hayan participado en el diseño del trabajo de investigación o en la revisión crítica del contenido.
- Hayan intervenido en la aprobación final de la versión que será publicada.
- Están en posición de responder a cualquier duda suscitada en cuanto al trabajo que fue publicado.
- Un autor deberá cumplir con todos los requisitos antes mencionados (adaptado del Comité Internacional de Editores de Revistas Médicas http://www.icmje.org/recommendations/translations/spanish2015.pdf)
Los autores que publican en esta revista están de acuerdo con los siguientes términos:
- Los autores conservan los derechos de autor y garantizan a la revista el derecho de ser la primera publicación del trabajo.
- Ingeniería: Revista de la Universidad de Costa Rica, establece una licencia Creative Commons Attribution License que permite a otros compartir el trabajo con un reconocimiento de la autoría del mismo y con un reconocimiento de la publicación inicial en esta revista.
- Los autores pueden establecer por separado acuerdos adicionales para la distribución no exclusiva de la versión de la obra publicada en la revista (por ejemplo, situarlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro), con un reconocimiento de su publicación inicial en esta revista.
- Los autores pueden difundir sus trabajos electrónicamente (por ejemplo, en repositorios institucionales o en su propio sitio web) únicamente tras el proceso de aprobación y publicación del manuscrito.
- A partir del Volumen 26 No.1 del 2016; los derechos de autor corresponden a los autores de los documentos. Antes de esa fecha las políticas editoriales indicaban que ese derecho pertenecía a Ingeniería: Revista de la Universidad de Costa Rica.
- A partir del Volumen 32.1 del 2022; los autores deben detallar los roles en los que ha participado cada uno de los autores. Cada autor puede tener varios roles y cada rol puede ser empleado en diferentes autores.
La taxonomía de roles es la siguiente:
Conceptualización – Ideas; formulación o evolución de los objetivos y metas generales de la investigación.
Curación de datos – Actividades de gestión para anotar (producir metadatos), depurar datos y mantener los datos de la investigación (incluido el código de software, cuando sea necesario para interpretar los propios datos) para su uso inicial y su posterior reutilización.
Análisis formal – Aplicación de técnicas estadísticas, matemáticas, computacionales u otras técnicas formales para analizar o sintetizar datos de estudio.
Adquisición de fondos – Adquisición del apoyo financiero para el proyecto que conduce a esta publicación.
Investigación – Realización de una investigación y proceso de investigación, realizando específicamente los experimentos, o la recolección de datos/evidencia.
Metodología – Desarrollo o diseño de la metodología; creación de modelos.
Administración del proyecto – Responsabilidad de gestión y coordinación de la planificación y ejecución de la actividad de investigación.
Recursos – Suministro de materiales de estudio, reactivos, materiales, pacientes, muestras de laboratorio, animales, instrumentación, recursos informáticos u otras herramientas de análisis.
Software – Programación, desarrollo de software; diseño de programas informáticos; implementación del código informático y de los algoritmos de apoyo; prueba de los componentes de código existentes.
Supervisión – Responsabilidad de supervisión y liderazgo en la planificación y ejecución de actividades de investigación, incluyendo la tutoría externa al equipo central.
Validación – Verificación, ya sea como parte de la actividad o por separado, de la replicabilidad/reproducción general de los resultados/experimentos y otros productos de la investigación.
Visualización – Preparación, creación y/o presentación del trabajo publicado, específicamente la visualización/presentación de datos.
Redacción – borrador original – Preparación, creación y/o presentación del trabajo publicado, específicamente la redacción del borrador inicial (incluyendo la traducción sustantiva).
Redacción – revisión y edición – Preparación, creación y/o presentación del trabajo publicado por los miembros del grupo de investigación original, específicamente revisión crítica, comentario o revisión – incluyendo las etapas previas o posteriores a la publicación.
