Diseño sísmico de marcos especiales a momento compuestos (C-SMF) con columnas tubulares cuadradas de acero rellenas de hormigón (CFT) y vigas de perfil W aplicando la norma chilena NCH 433

Seismic design of composite special moment frames (C-SMF) with square tubular steel columns filled with concrete (CFT) and W-profile beams applying the Chilean standard NCH 433

Resumen

En el presente trabajo de investigación se realizó el diseño sísmico de marcos especiales a momento compuestos (C-SMF). Para llevar a cabo este planteamiento como primer punto se realizó el prediseño de los elementos utilizando el método de la fuerza lateral equivalente (Bruneau, et al., 2011) para este sistema estructural. Luego de eso se realizó el diseño de varias configuraciones de edificios prototipo en 2D de 3, 6, 8, 12 y 16 pisos de altura tomados de una planta típica, ubicados en diferente zonificación sísmica y tipo de suelo, aplicando la norma chilena NCh 433 (INN, 1996). Se utilizó el software SAP2000 versión 19.1.1 para llevar a cabo todo el trabajo de investigación.

Un total de 18 diseños se llevaron a cabo. Se logró cumplir con las especificaciones para elementos del AISC 360 (ANSI, 2016), con las limitaciones sísmicas de la NCh 433 (INN, 1996) y el diseño por capacidad acorde al AISC 341 (ANSI, 2016) donde la disipación de energía se concentra en los extremos de las vigas y en la base de las columnas del primer entrepiso haciendo énfasis en la verificación del criterio sísmico de columna fuerte-viga débil para C-SMF. La solicitación en los elementos fue mucho menor que su resistencia quedando los diseños controlados completamente por el límite de deformaciones impuesto por la NCh 433 (INN, 1996).