Determinación del amortiguamiento adicionado por una unión semirrígida a un marco de madera

Abstract

En esta investigación se estudia el efecto de la adición de amortiguamiento a un marco de madera, por medio del uso de conexiones semirrígidas con capacidad de disipación de energía. Dichas uniones pueden trabajar como rígidas para cargas de servicio y como flexibles para cargas sísmicas de diseño, permitiendo la disipación de energía por deformación. Una característica diferenciadora de esta unión es que una vez retirada la carga sísmica, es capaz de volver a su forma original sin que esto implique deformaciones permanentes. Este dispositivo permitiría construir estructuras de madera grandes en tamaño, con elementos menos robustos en comparación con estructuras que usen conexiones tradicionales. Esto debido a que la conexión permite absorber las deformaciones que el sismo impone, reduciendo la demanda en los elementos resistentes como vigas y columnas. Con el uso de esta conexión la filosofía de diseño por resistencia puede ser cambiada por la un diseño por desplazamiento al incluir uniones muy flexibles que disipen parte de la energía del sismo y resistan las deformaciones impuestas, reduciendo la dimensión y costo de los demás elementos estructurales. Se realizaron ensayos de vibración libre a un marco de madera a escala real con distintos desplazamientos iniciales impuestos para verificar el correcto funcionamiento de la conexión. Se determinó la energía disipada por la deformación relativa de las uniones propuestas, así como la correspondiente al amortiguamiento interno de la estructura. A través de estos ensayos se busca determinar capacidad de las uniones plásticas autocentrantes para adicionar capacidad de disipación de energía. A partir de los resultados se pudo establecer la efectividad de amortiguamiento proporcionado por la unión propuesta. Esta fue capaz de incrementar el amortiguamiento interno de la estructura del orden del 4% con uniones rígidas, hasta niveles del 37% de amortiguamiento crítico al incorporar las conexiones semirrígidas.