Revisión numérica del comportamiento de una conexión rígida de viga doble T a columna tubular
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Resumen
Las conexiones precalificadas de dominio público listadas en la norma AISC-358 excluyen actualmente el uso de columnas tubulares (HSS), desaprovechando su eficiencia biaxial. Este trabajo evalúa el comportamiento numérico de una conexión rígida entre viga I y columna HSS mediante diafragmas externos, adaptando la tipología de Placa de Ala Apernada (BFP). Se desarrolló un modelo no lineal de elementos finitos en ANSYS, calibrado rigurosamente con ensayos experimentales de referencia. Los resultados evidenciaron un desempeño histerético estable, soportando rotaciones de hasta 0.05 radianes sin pérdida significativa de rigidez y alcanzando un valor máximo de momento en la cara de la columna (Mf) de 1.24 veces el momento probable de plastificación de la viga (Mpr); esto valida la capacidad de la conexión para desarrollar la rótula plástica en la viga sin comprometer los componentes de unión, cumpliendo mecánicamente con los requisitos para Pórticos con Capacidad Especial de Disipación de Energía (DES). Sin embargo, la verificación normativa reveló que los perfiles HSS comerciales del mercado nacional no satisfacen las relaciones de esbeltez local para miembros de alta ductilidad exigidas por la AISC-341. En consecuencia, aunque la conexión propuesta es robusta, su implementación con materiales locales debe restringirse a sistemas de Disipación Moderada (DMO), sugiriéndose el uso de columnas armadas tipo cajón para superar esta limitación comercial y acceder a rangos de desempeño superior. (Texto tomado de la fuente)
Abstract
The public domain prequalified connections listed in the AISC 358 standard currently exclude the use of HSS sections, limiting the exploitation of their biaxial efficiency. This work evaluates the numerical behavior of a rigid connection between an I-beam and an HSS column using external diaphragms, adapting the Bolted Flange Plate (BFP) typology. A non-linear finite element model was developed in ANSYS and rigorously calibrated with reference experimental tests. The results demonstrated stable hysteretic performance, withstanding rotations of up to 0.05 radians without significant stiffness loss and reaching a maximum moment value at the column face (Mf) of 1.24 times the probable plastic moment of the beam (Mpr). This validates the connection's capacity to develop the plastic hinge in the beam without compromising the joining components, mechanically complying with the requirements for Special Moment Frames (SMF/DES). However, regulatory verification revealed that commercial HSS profiles available in the domestic market do not meet the local slenderness ratios for high-ductility members required by AISC 341. Consequently, although the proposed connection is robust, its implementation with local materials must be restricted to Intermediate Moment Frames (IMF/DMO), suggesting the use of built-up box columns to overcome this commercial limitation and access higher performance ranges.
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ilustraciones a color, diagramas, tablas