Publicación: Análisis numérico de riostras restringidas al pandeo en pórticos de hormigón
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Resumen en español
RESUMEN: Este trabajo de grado aborda el análisis estructural de un caso de estudio de una edificación de hormigón armado a la que se le han implementado elementos de disipación sísmica conocidos como riostras restringidas al pandeo o BRB por sus siglas en inglés; se realizó con el objetivo principal de evaluar el impacto de estos elementos en el comportamiento global de la estructura ante cargas sísmicas. Para ello se desarrollaron dos modelos numéricos en elementos finitos utilizando el software ANSYS en sus versiones 2024 R1 y 2025 R1, en los cuales se simuló el comportamiento estructural del caso de estudio con y sin riostras restringidas al pandeo, lo que permitió generar una comparación directa en temas de deformaciones ante modos de vibración y cargas muertas, vivas, de viento, sísmicas y la de la gravedad en un análisis transitorio. En todo el proceso metodológico se cubren temas como la definición de materiales, secciones de los elementos, condiciones de frontera y el proceso para generar y resolver los modelos numéricos tanto de la edificación como de la riostra restringida al pandeo, proceso con el cual se logró aproximar el desempeño real de una estructura de 5 pisos y una cubierta. Los resultados evidenciaron los efectos contrastantes de implementar las BRB, por un lado, en la dirección para la cual se diseñaron las riostras resultó una reducción notable de las deformaciones direccionales globales y en puntos específicos de la estructura, por otro lado, en la dirección ortogonal a la cual fue diseñada la BRB se presentó un aumento en las deformaciones, posiblemente debido a la escasez de diseño y consideraciones en dicho sentido, a pesar de ello, las deformaciones totales globales se lograron mantener en rangos favorables. Finalmente, el estudio logra concluir que las riostras restringidas al pandeo (BRB) se presentan como una solución viable y eficaz para refuerzo sísmico en estructuras con sistemas de pórticos resistentes a momentos de concreto reforzado, siempre que se realice un correcto diseño y una correcta implementación de estas.
Resumen en inglés
ABSTRACT: This degree work deals with the structural analysis of a case study of a reinforced concrete building with seismic dissipation elements known as buckling restrained bracing or BRB; it was carried out with the main objective of evaluating the impact of these elements on the overall behavior of the structure under seismic loads. For this purpose, two finite element numerical models were developed using ANSYS software versions 2024 R1 and 2025 R1, in which the structural behavior of the case study was simulated with and without buckling restrained braces, which allowed generating a direct comparison in terms of deformations under vibration modes and dead, live, wind, seismic and gravity loads in a transient analysis. The entire methodological process covers topics such as the definition of materials, sections of the elements, boundary conditions and in general the process to generate and solve the numerical models of both the building and the buckling-restricted brace, a process with which the real performance of a 5-story structure and a roof was approximated in an acceptable manner. The results showed the contrasting effects of implementing the BRBs. On the one hand, in the direction for which the braces were designed, there was a notable reduction in the overall directional deformations and at specific points of the structure; on the other hand, in the orthogonal direction to which the BRB was designed, there was an increase in the deformations, possibly due to the lack of design and considerations in this sense, in spite of this, the overall total deformations were maintained in favorable ranges. Finally, the study concludes that buckling restrained braces (BRB) are presented as a viable and effective solution for seismic reinforcement in structures with reinforced concrete moment resisting portal frame systems, provided that they are correctly designed and implemented. The recommendations presented here range from technical aspects to considerations for future applications.