Esfuerzos combinados

I.1 PARÁMETROS DE COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL.
I.1.1. EDIFICIO. ACCIÓN vs. DEFORMACIÓN. CURVA DE RESPUESTA.
La cuantificación de la respuesta estructural en términos de parámetros
distintivos que la definen, se puede hacer tanto en referencia a cargas gravitatorias
como a horizontales, en forma aislada o combinada. Se optará por definir los
parámetros de respuesta en función de una curva querepresente el modelo de
comportamiento bajo las acciones combinadas. La Fig. 1.1 muestra en forma
esquemática el edificio en estudio sometido a la acción de cargas gravitatorias y
horizontales. Para hacer el modelo de respuesta, se supone que las cargas verticales,
provenientes de peso propio y sobrecargas de uso, permanecen constantes y las
horizontales, debidas a la acción sísmica, seincrementan desde cero hasta provocar la
falla completa del edificio. Hay que distinguir entre respuesta global del edificio,
respuesta local de los elementos estructurales y respuesta del material.
(a) (b) (c)
Fig. 1.1 Esquema de Edificio Sometido a Acciones
Horizontales:
(a) acciones (b) desplazamientos (c) Esfuerzos de Corte.
Fig. 1.3.
Respuesta Global. Identificación del
Comportamiento avarios Niveles.
Fig. 1.2.
Respuesta Global.
Comportamiento Lineal y
No Lineal.
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Para ambos tipos de respuesta, global y local, se utiliza una representación en
ordenadas de la variable estática (asociada a equilibrio, fuerza, momento) y en abscisa
de la variable cinemática (asociada a compatibilidad, por ejemplo desplazamientos,
deformaciones, rotaciones, etc.), y lo que las vincula esalgún tipo de ley constitutiva.
En los capítulos siguientes se trabajará con respuestas locales, como lo son momento
vs. rotación, momento vs. curvatura, corte vs. distorsión, para los elementos y sus
secciones y con tensión vs. deformación para los materiales.
Para la respuesta global, en el caso de un edificio de varios pisos, lo usual es
representar cortante total del edificio vs.desplazamiento de la última losa. Se supone
entonces que las cargas verticales no varían y que el edificio es “empujado” por las
fuerzas horizontales que crecen desde cero en forma estática, monotónica y
proporcional. Estática porque se aplican lentamente (no genera fuerzas de inercia
asociadas a aceleraciones), monotónica porque van siempre en el mismo sentido (no
hay reversión) y proporcional implicaque todas las cargas horizontales aumentan en
forma proporcional, es decir, manteniendo la relación entre ellas. En la literatura técnica
inglesa este tipo de análisis se llama “push-over”. Obviamente esta es una manera de
estudiar el comportamiento a carga combinada, es muy instructiva y aunque esté lejos
de representar lo que sucede durante un sismo, la información que se obtiene es muyvaliosa. En este caso servirá para clarificar los conceptos de rigidez, resistencia y
ductilidad. En la Fig. 1.2 se muestra un esquema, (obtenido de información japonesa)
sobre la diferencia conceptual entre comportamiento Lineal y No lineal. Luego de que la
acción desaparece, se ve que en el primer caso, no quedan prácticamente
deformaciones permanentes, mientras que en el segundo, laverticalidad del edificio,
dependiendo del grado de incursión inelástica, se ha afectado.
La Fig. 1.3 muestra varias curvas, algunas identificadas como respuesta
observada (observed response) y otras la simplificación de las mismas (idealized
responses). La respuesta observada o real sería la que resulta de, por ejemplo, un
ensayo físico del tipo push-over, o la envolvente de un ensayo dinámico quesólo toma
fuerzas y desplazamientos positivos. Estas curvas podrían también haberse obtenido a
partir de procedimientos analíticos, mediante una adecuada modelación de las
acciones y el edificio. Las curvas idealizadas o simplificadas son las que permiten, por
ejemplo, definir hitos que separan características de la respuesta e identifican los
estados límites. En el eje de ordenadas se ha...