Respuesta sísmica inelástica de marcos de acero resistentes a momento con conexiones rígidas y semi-rígidas

• Alfredo Reyes Salazar ^[1] ; Juan Ignacio Velázquez Dimas ^[1] ; Arturo López Barraza ^[1]
  1. [1] Universidad Autónoma de Sinaloa

     Universidad Autónoma de Sinaloa

     México

     
• Localización: Ingeniería sísmica, ISSN-e 2395-8251, Nº. 64, 2001, págs. 45-68
• Idioma: español
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    Se obtiene analíticamente la respuesta sísmica inelástica de marcos de acero resistentes a momento con conexiones perfectamente rígidas (PR) y se compara con la respuesta de marcos de acero similares con conexiones semi-rígidas (SR). Se utilizan diferentes niveles de la rigidez de la conexión. La respuesta estructural, en términos de los desplazamientos máximos de entrepiso y el cortante basal máximo, se estima usando un programa de cómputo desarrollado por los autores y otros miembros de un grupo de investigación. El programa considera las no linealidades geométrica, del material y la producida por las conexiones SR. Los resultados demuestran que el cortante basal máximo puede aumentar significativamente conforme se incrementa la rigidez de las conexiones. Por el contrario, los desplazamientos de entrepiso máximos no siempre se incrementan cuando las conexiones se hacen más flexibles, como pudiera esperarse para el caso de aplicación de carga estática. Aun cuando la rigidez del marco con conexiones SR es menor que la del marco con conexiones PR, la respuesta ante carga sísmica depende significativamente de las características dinámicas tanto de la estructura como de la excitación sísmica. Cuantitativamente, los resultados confirman lo observado en estudios experimentales en forma cualitativa: las conexiones semi-rígidas disminuyen la rigidez global de la estructura pero a su vez constituyen una fuente importante de disipación de energía. Por lo anterior, la respuesta sísmica puede ser mas favorable para marcos con conexiones SR que para marcos con conexiones PR. Sin embargo, se debe proveer un comportamiento estable de las conexiones durante los ciclos de carga y descarga.

  • English

    The seismic inelastic responses of steel moment resisting frames with fully restrained (PR) connections are estimated analytically and compared to those of similar frames with semi-rigid (SR) connections. Different degrees of the connection stiffness are studied. The structural responses, in terms of the maximum interstory displacements and maximum base shear, are estimated by using a computer program developed by the authors and other research team members. Geometric and material nonlinearities and nonlinearities due to SR connections are considered. The results indicate that the maximum base shear may significantly increase with an increase in the connection stiffness. On the other hand, the maximum interstory lateral displacements do not always increase as the connection stiffness decreases, as expected for the application of static loading. Even though the stiffness of the frame with SR connections is lower than that of the frame with PR connections, the response under earthquake loading largely depends on the dynamic characteristics of both the structure and the earthquake excitation. The study quantitatively confirms the behavior observed in experimental investigations: SR connections reduce the stiffness of the frame, but add an important source of dissipation of energy. Thus, the seismic response can be superior for frames with semi-rigid connections than for frames with perfectly rigid connections. However, stable behavior of the connections must be provided during the cycles of loading and unloading.