Comparación entre 3 tipos alternativos de conexión en un edificio de acero bajo cargas sísmicas

Abstract

Se presenta una metodología analítica basada en simulaciones de Monte Carlo y resultados experimentales previos, la cual permite comparar la efectividad en costo de 3 tipos de conexiones alternativas de acero, considerando las incertidumbres en carga sísmica y resistencias. Dicha efectividad se mide a través de la probabilidad de falla y el costo esperado en el ciclo de vida del edificio. Dado que, para el cálculo de la probabilidad de falla, el proceso crudo de simulación se vuelve muy largo y pesado, en la presente metodología se propone un procedimiento basado en 2 etapas: 1) análisis no lineal de la máxima respuesta de la junta crítica ante escenarios predefinidos de aceleraciones sísmicas típicas en la Ciudad de México e identificación de la relación funcional entre la respuesta máxima y dichas aceleraciones sísmicas y; 2) identificación, mediante análisis de elemento finito, del estado límite crítico de cada conexión en función de la respuesta máxima y simulación de Monte Carlo mediante ensayos del estado límite de cada conexión variando aleatoriamente la respuesta máxima obtenida en 1). Con la probabilidad de falla se calcula el costo esperado en el ciclo de vida del edificio, que incluye las principales consecuencias de falla del mismo: costo asociado a fatalidades, pérdida del edificio y contenidos y pérdida económica derivada de la interrupción de los servicios en el edificio. Con las probabilidades de falla y costos esperados en el ciclo de vida del edificio con las 3 alternativas de conexión, se generan recomendaciones para su uso en el ambiente sísmico de la Ciudad de México. Los diseñadores podrán adaptar la metodología para las condiciones de tipo estructural, demanda sísmica y costos que correspondan a sus casos.