Desarrollo de una herramienta en Excel para diseño de conexiones precalificadas de acero para sistemas de marcos especiales (SMF) e intermedios (IMF) según el Código Sísmico de Costa Rica 2010.

Abstract

Históricamente, para lograr la seguridad y buen funcionamiento de las obras civiles se han creado los códigos de diseño. En el caso específico de los códigos sísmicos, su objetivo es ser una guía para la construcción de edificios con la habilidad de soportar terremotos sin que se alcance el colapso de la estructura, pero que aun así el edificio pueda ser reparado o desalojado en un tiempo prudente. Sismos en Estados Unidos como el de Loma Prieta en 1989 junto al de Northridge de 1984 evidenciaron las fallas en las conexiones existentes de los edificios de la época, por lo que se invirtieron recursos en el desarrollo de una solución. Las conexiones en acero buscan ser parte de esa solución de darles seguridad a los usuarios de un edificio, por lo que se desarrollaron diferentes tipos de conexiones que obedecen a necesidades de cada sistema constructivo. La hoja de Excel elaborada en este proyecto busca ayudar al diseño de cinco conexiones precalificadas, las cuales han sido certificadas en forma confiable por el AISC, de forma que existen documentos que demuestran analíticamente las limitaciones de cada conexión. Las conexiones diseñadas en este proyecto son: Conexión de sección de viga reducida, Conexión de ala soldada sin refuerzo y alma soldada, Conexión de placa extrema empernada rigidizada y sin rigidizar y Conexión de placa de ala empernada. La hoja de Excel toma en cuenta diferentes criterios y estados límites para cada conexión, como lo es la resistencia a fluencia en placas, resistencia a cortante y momentos en vigas. A la vez también se confeccionó los planos constructivos de un prototipo de modelo didáctico de las conexiones precalificadas, que se pretende que sea una guía para que futuras generaciones puedan aprender de este tipo de conexiones. __________________________________________________________________________ Abstract: Historically, to achieve security and proper functioning of the civil works, certain design codes have been established. In the specific case of seismic codes, it aims to be a guide for building construction with the ability to withstand earthquakes without reaching collapsing, but with the possibility of repairing or evacuate the building in a reasonable time. Earthquakes in the United States as the Loma Prieta in 1989 and the Northridge in 1994 showed the flaws in the existing connections of the buildings of the time, so this helped to invest in the develop of a solution. The steel connections seek to be part of that solution to reassure security for the users of a building, so that it develops different types of connections to obey needs of each building system. The Excel spreadsheet developed seeks to help the design of five pre-qualified connections in hot-rolled steel, this connections had been verified by the design methods of the AISC in a way that there are official documents that shows in analytical way the limitations of each connection The connections for this project are: reduced beam section, bolted flange plate, welded unreinforced flange-welded, bolted unreinforced and reinforced extended end plate connections. The Excel spreadsheet takes into account different criteria and limit states for each connection, such as creep resistance in plates, shear strength and moments in beams. At the same time also the construction plans were prepared from a prototype didactic model, intended as a guide so that future generations can learn from these connections.