Conexiones Rigidas

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CONEXIONES RIGIDAS

1. Introducción
Los marcos rígidos constituyen un sistema estructural muy común en construcciones
modernas; están formados por vigas y columnas de eje recto, unidas entre sí en los
extremos. Su resistencia y rigidez ante fuerzas laterales provienen, principalmente, de
los momentos flexionantes y fuerzas cortantes que se desarrollan envigas, columnas,
y conexiones, es decir, de la acción de marco rígido, ya que, por la rigidez de las
conexiones, el marco no puede desplazarse lateralmente sin que se flexionen los
miembros que lo componen.

Hasta hace no muchos años, las conexiones de los marcos rígidos se trataban como
el punto de intersección de las barras que concurren en ellas, sin dimensiones, o de
rigidez infinita. Larealidad es otra: son elementos estructurales deformables de
tamaño finito, y las deformaciones de los elementos de unión (placas y ángulos), de
los patines y del alma de la columna, pueden influir, de manera significativa, en la
respuesta bajo carga de la estructura, por lo que la rigidez de la conexión ha de ser
suficiente para que no se afecte el comportamiento de conjunto o, en casocontrario,
las deformaciones han de tenerse en cuenta en el análisis.

La resistencia y rigidez de las conexiones deben ser suficientes para transmitir a las
columnas las acciones de diseño (momento flexionante, fuerza axial y fuerza cortante)
en el extremo de las vigas, conservando, sin cambio apreciable, el ángulo entre sus
ejes.

El comportamiento de un marco rígido depende, en buena medida,del de sus
conexiones; si no tienen rigidez suficiente, permiten rotaciones elásticas e inelásticas
significativas, como si fuesen uniones semirrígidas, y los momentos calculados
difieren de los reales (por ejemplo, aumentan los momentos positivos por carga
vertical en la región central de las vigas); si su resistencia es baja, pueden ser
incapaces de soportar las acciones internas, y sicarecen de ductilidad adecuada, de
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mantener, durante rotaciones importantes, los momentos necesarios para que se
forme el mecanismo de colapso elegido en el diseño, lo que reduce la resistencia y
capacidad de absorción de energía del marco.

A lo largo del tiempo se ha hecho un grannúmero de estudios, teóricos y
experimentales, para determinar el comportamiento, elástico e inelástico, de las
conexiones. La mayor parte, realizados en las últimas décadas, se refiere a
conexiones soldadas, con tornillos de alta resistencia, o con una combinación de
tornillos y soldadura.

En un principio se estudiaron conexiones con carga estática y, después, bajo
solicitaciones cíclicas,para desarrollar métodos de diseño de marcos rígidos de
edificios construidos en zonas sísmicas. Estos estudios se han incrementado, de
manera muy importante, después de los temblores de Northridge, California, y Kobe,
Japón, de enero de 1994 y 1995, respectivamente.

Fig. 1 Conexiones viga – columna de marcos rígidos
Las cuatro conexiones viga-columna que se utilizan en marcos rígidos deedificios se
ilustran en la Fig. 1; dos corresponden al nivel superior, y las otras a uno intermedio;
en cada caso se ha dibujado una columna intermedia y una exterior. Como es usual

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en estructuras reales, las vigas se interrumpen, y la columna pasa a través de ellas
(aunque esto no esindispensable, sobre todo en el nivel superior, es lo más común,
pues se facilita el montaje y se obtienen conexiones más resistentes, ya que los
perfiles de las columnas suelen ser más resistentes que los de las vigas, más
compactos y con alma de mayor grueso).

Casi todos los estudios se han hecho para marcos planos, con una o dos vigas
unidas a los patines de la columna, aunque son...