pernos

UNIVERSIDAD DE CHILE
FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL

REVISIÓN DE LOS CRITERIOS DE DISEÑO
DE PERNOS DE ANCLAJE
MEMORIA PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL

NICOLÁS ANDRÉS CHÁVEZ MERINO

PROFESOR GUÍA:
ALEJANDRO VERDUGO PALMA
MIEMBROS DE LA COMISIÓN:
RICARDO HERRERA MARDONES
MAXIMILIANO ASTROZA INOSTROZA

SANTIAGO DE CHILE
DICIEMBRE2011

RESUMEN DE LA MEMORIA PARA OPTAR AL
TÍTULO DE INGENIERO CIVIL
POR: NICOLÁS CHÁVEZ M.
FECHA: 24/01/2012
PROF. GUÍA: Sr. ALEJANDRO VERDUGO P.
“REVISIÓN DE LOS CRITERIOS DE DISEÑO DE PERNOS DE ANCLAJE”
A lo largo de los años en que se ha utilizado la norma NCh 2369 Of. 2003 “Diseño sísmico de
estructuras e instalaciones industriales” para diseñar estructuras industriales en nuestropaís, han
ocurrido varios terremotos, siendo el más reciente el ocurrido el 27 de febrero del 2010. Tras
estos terremotos, se han observado daños en los anclajes de algunas estructuras de acero, lo cual
motiva la realización de un estudio acerca de los criterios de diseño que actualmente dispone la
norma. Temas como la conveniencia de diseñar anclajes con fluencia temprana, la seguridad en elreapretar tuercas de pernos que han fluido tras un sismo y la influencia del largo de los pernos de
anclaje en la respuesta de las estructuras son temas que se analizan en este trabajo.
Para ello, y a diferencia de cómo son modelados los apoyos en la práctica usual (perfectamente
empotrados o perfectamente rotulados), se modelaron dos estructuras (un marco rígido y uno
arriostrado) con apoyosque incorporan la no linealidad asociada a la fluencia de los pernos de
anclaje. Considerando cómo trabajan los anclajes en la realidad, estos apoyos rescatan el hecho
de que los pernos, una vez que han fluido, no trabajan sino hasta que se supere su deformación
remanente previa.
La modelación de los apoyos se construyó de tal manera que ésta quedara en función de
parámetros de diseño fácilesde manejar, como la tensión de fluencia, largo y diámetro de los
pernos de anclaje y la carga estática de las columnas de las estructuras. Con esto, se logra
modificar tanto la resistencia como la rigidez de los apoyos. Para ver cómo la variación de estos
parámetros afectaba la respuesta de ambas estructuras, los modelos de las estructuras fueron
sometidos a registros de terremotos de distintascaracterísticas, como lo son el terremoto de 1985
(estación de Llolleo) y el terremoto de Kobe de 1995 en Japón (estación Takarazuka).
En ambas estructuras resultó más favorable limitar la fluencia de los pernos de anclaje, cosa
contraria a lo fomentado por la norma NCh 2369. Basado en lo anterior, se recomienda aumentar
el nivel de resistencia de los pernos, confiando la disipación tempranade energía no sólo en el
anclaje sino también en la estructura. Por otro lado, se observó que el largo de los pernos de
anclaje no influye significativamente en los esfuerzos de las estructuras y que anclajes con pernos
de un largo mayor consumían una menor parte de su capacidad de deformación, con lo que éstos
quedaban más lejos de alcanzar su nivel de rotura. Además, se estimó que pernos quepresentan
deformaciones remanentes del orden de tres veces su diámetro (3d ) han consumido una parte
mayor de su capacidad de deformación y que probablemente se rompan al someterse a un
siguiente sismo severo; el reapriete de las tuercas en estos casos puede ser una práctica insegura.
Por último, en marcos arriostrados el uso de bajas cargas estáticas origina un aumento relevante
de la cargaaxial por sismo, debido al “zapateo” excesivo en que incurre a estructura, por lo que
se recomienda el uso de cargas estáticas “equilibradas” que compensen este fenómeno sin
incrementar en demasía las cargas axiales en las columnas.

ii

AGRADECIMIENTOS:
Quisiera darles las gracias a todas las personas que con su ayuda y dedicación hicieron
posible este trabajo.
Agradecer a mi...