Calificación de conexiones de perfiles I de acero - viga conectada al eje débil de la columna (2015)
El uso de conexiones rígidas en edificios de acero se ha restringido a sólo algunos casos que se pueden encontrar en el AISC 2010 y en el FEMA 350 (aunque en este último código algunas de las conexiones han sido ya revaluadas por no garantizar un comportamiento sísmico suficientemente confiable para este tipo de estructuras), por lo que suelen presentarse limitaciones a la hora de diseñar una edificación y en algunos casos la configuración de ésta obliga a la búsqueda de otro tipo de conexiones no calificadas. Uno de estos casos es el de la conexión al eje débil, el cual no está contemplado en el AISC, el FEMA, o en el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente (NSR-10). En ese sentido, el propósito de la presente investigación fue analizar el comportamiento de una conexión al eje débil ante cargas cíclicas, a partir de la experimentación y del análisis por elementos finitos. Para tal efecto, se analizaron dos configuraciones de conexión al eje débil (una empernada y una soldada) y de cada configuración se ensayaron tres uniones cuya diferencia se basó en el peralte de la viga. Para evaluar su comportamiento se modelaron varios prototipos de conexión (siguiendo recomendaciones encontradas en estudios previos en lo que respecta a su configuración geométrica y a detalles de la fabricación y el montaje) y se evaluaron a través de modelos por elementos finitos; adicionalmente se hicieron pruebas de laboratorio a escala real, evaluando el comportamiento de las conexiones cuando están sujetas a cargas cíclicas, las cuales fueron aplicadas siguiendo el protocolo del NSR-10. Como resultado de los ensayos de laboratorio y de los análisis por elementos finitos de las conexiones, se halló que los seis especímenes cumplieron con los requisitos de rotación exigidos en el NSR-10 y en el AISC de 0.04 radianes, como también con los requisitos de resistencia necesarios para una conexión rígida de un edificio sismo resistente, aunque se encontró que en la conexión soldada se presentó una importante concentración de esfuerzos en la soldadura de la aleta inferior. Finalmente, se puede concluir a partir de este estudio que las conexiones evaluadas pueden ser utilizadas en edificaciones sismo resistentes de acero, ya que cumplen con los requisitos necesarios dentro del reglamento NSR-10.