Metodologías para la determinación del desplazamiento de fluencia en la cima de pórticos de hormigón armado sismorresistentes

• Autores: Lucca, Oscar Roberto
• Año de publicación: 2010
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis de maestría
• Colaborador/a o director/a de tesis: Möller, Oscar; Rubinstein, Marcelo
• Materia: Sismorresistentes; Estructuras; Hormigón armado
• Institución: Universidad Nacional del Nordeste

Fil: Lucca, Oscar Roberto. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ingeniería; Argentina.
Fil: Möller, Oscar. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ingeniería; Argentina.
Fil: Rubinstein, Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular; Argentina.
En los últimos años se han realizado importantes avances en el desarrollo de nuevos criterios sobre el diseño sismorresistentes de estructuras, destacando que la respuesta sísmica es esencialmente de naturaleza dinámica, y se refiere principalmente a desplazamientos impuestos y no a fuerzas. Para acomodar los desplazamientos importantes que se producen, la estructura debe poseer ductilidad, capacidad de disipar energía a través de la incursión en el campo inelástico de las deformaciones, sin perder resistencia.Si a ciertas regiones de la estructura se las diseña para cumplir esa función - disipar y no absorber energía-, se tiene una de las aplicaciones de la nueva filosofía, el “método de diseño por capacidad”.El otro nuevo enfoque es la llamada “Ingeniería sísmica basada en el desempeño”, que consiste en diseñar la estructura para alcanzar distintos niveles de comportamiento para distintos niveles de terremotos de diseño. Esos niveles de comportamiento estructural son límites de ductilidad, distorsiones de piso, índices de daño límites, aceleraciones máximas.En el proceso de diseño preliminar, donde se definen las características de rigidez - resistencia para cumplir con los estados límites propuestos, el parámetro invariante es la curvatura de fluencia de las secciones de la estructura que van a incursionar en el campo no lineal, y en consecuencia el desplazamiento de fluencia del sistema.En esta tesis se evalúan varias metodologías para determinar el desplazamiento de fluencia en la cima de pórticos de hormigón armado sismorresistentes, y se propone una nueva alternativa que consiste en aproximar los resultados discretos obtenidos con análisis estático no lineal (push- over), mediante redes neuronales.La modelización de la estructura se realiza con un número de variables que son consideradas esencialmente influyentes en la determinación de la respuesta. Las combinaciones de las variables (de ingreso) que definen el problema, se obtienen a través del “diseño de experimentos por computadoras” dentro del entorno dado por sus valores límites. Con la base de datos de los desplazamientos de fluencia en la cima, resultante en cada combinación obtenidos con análisis estático no lineal (push-over), se entrena una red neuronal.Cuando se realiza un diseño preliminar particular, la red neuronal permite rápida y eficientemente calcular el desplazamiento de fluencia.Se presentan ejemplos numéricos, analizando comparativamente las diferentes alternativas, y validando el método propuesto frente a resultados experimentales disponibles.
In the last years been made significant progress in the development of new criteria conceming the seismic design, concluding that the seismic performance is essentially made of a structural dynamic and have to do with imposition displacement and not with forces.The structure must have ductility to assessment the impact from a force-based of seismic, and capacity to dissipate energy through the incursión in the inelastic field of the deformations, without losing strength.The special design of portions of structures with this function- dissipate the seismic wave energy and not absorb the impact of this energy-, is provides for the new philosophy of the “method of design by capacity”.The other new perspective is the “Seismic performance analysis” that is the design of the structure to get different levels of behavior associated with different levels of earthquakes. This levels of structural behavior are the limits of ductility, inter-story drift, damage indices limits, accelerations principies.In the process of preliminary design, where the characteristics of stiffness-strength to satisfy the proposed limits are defined, the invariant parameter is the yield curvature of the portions of the structures that will be in the nonlinear field, and in consequence the displacement yield drift of the system.In this paper are analyzed several methodologies for determined the displacement yield drift in top of reinforced concrete frames seismic structures, and is provides a new altemative that consist to approximate the discreet results of the nonlinear static analysis through neural network.The modeling of the structure is made with a number of variables that are considered essentially influential in the determination of the response. The combination of the variables input that defined the problem, are obtained through the “design of Computer experiments methodology” in the context of the limit valúes. With the results of the data-base of the displacements yield drift in the top, obtained in every combination with the nonlinear static analysis (push-over), one trains a neural network.When a preliminary particular design is performed, the neural network allow to calculated the displacement yield drift in a fast and efficient way.In addition number examples are offered, with a comparative analysis of the different altematives, proving the method that was proposed in front of the available experimental results.