RESPUESTA SÍSMICA DE MARCOS DE HORMIGÓN ARMADO CON DETALLES INNOVADORES PARA LAS VIGAS EN LAS ZONAS PRÓXIMAS A LOS NUDOS

Después de ocurrir un movimiento sísmico severo suele observarse que estructuras de hormigón armado que parecen estar adecuadamente diseñadas y construidas muestran una alta concentración de daño con un rápido vaciamiento del hormigón en zonas críticas,mientras que el resto de la estructura luce casi sin daños. En el laboratorio del Departamento de Obras Civiles de la UTFSM, esto también ha sido visto en ensayos de modelos a escala en mesa sísmica y en ensayos de elementos estructurales próximos a escala natural. Buscando obtener una reducción y una distribución más favorable del daño,en anteriores memorias desarrolladas en el mismo laboratorio se ha experimentado con la incorporación de estribos inclinados a 45° y suples longitudinales de corta longitud en el arranque de las vigas, habiéndose obtenido excelentes resultados en términos de estabilidadde los ciclos de histéresis, disipación de energía y control del deterioro en estas zonascríticas. Específicamente, se han realizado diez ensayos de vigas en voladizo con estosnuevos detalles, que fueron sometidas en su extremo libre a cargas cíclicas de amplitudvariable, los que pueden interpretarse también como ensayos sísmicos de vigas de marcosen la zona próxima a la columna.La intención del presente trabajo fue examinar algunos de los datos experimentales,anteriormente descritos y representar mediante un modelo analítico el comportamiento deelementos estructurales como los ensayados, para finalmente incorporarlos en un análisissísmico tipo paso a paso de una estructura completa. Lo anterior se llevó a cabo primeromediante un análisis cuantitativo de la ductilidad, rigidez y disipación de energía, de estamanera se expresó numéricamente las ventajas que fueron observadas cualitativamente poranteriores memoristas. A partir de lo anterior, se encontró que un armado con estribosinclinados es levemente más rígido, alcanza un 60% más de ductilidad y disipa casi el triplede energía en comparación con un armado convencional. Por otro lado las simulacionesnuméricas realizadas en la plataforma OpenSees, lograron reproducir de maneraaproximada el comportamiento cíclico no lineal de los elementos ensayados, modelos quefueron incorporados a un marco real de hormigón armado, realizado también en la mismaplataforma, permitiendo así asociar los desplazamientos en el extremo libre del voladizocon solicitaciones sísmicas reales. La hipotética respuesta del marco con estribos inclinadosfue comparada con la del mismo marco pero con elementos detallados de la formaconvencional, encontrándose que los estribos inclinados mejoran considerablemente larespuesta, manifestándose en un retardo en el inicio de la fluencia y en el colapso de laestructura.
 It has been observed that, after a strong earthquake, reinforced concrete structures thatappear to be properly designed and constructed show high concentration of damage, andrapid spalling and crushing of concrete in critical areas, which could carry the structure tocollapse. At the UTFSM laboratories, this has been seen in scale models of RC cantileverbeams tested quasi-statically and structural frames tested on a shaking table. Looking for areduction and a more favorable distribution of damage, in previous experiences developedin the same laboratory, specimens with 45 degree inclined stirrups were tested achievingexcellent results in terms of stability of hysteresis cycles, energy dissipation and damagecontrol in these critical areas. The intention of this report is to examine the experimentaldata previously described, and to study an analytical model that represents the behavior ofstructural elements as those tested here, which could be incorporated into a time stepseismic analysis of the complete structure.The results indicated that cantilever beam specimens with 45 deg. stirrups could increaseat least, 60% ductility, and three times the energy dissipation, as compared toconventional shear reinforcement system.