Publicación: Calibración de un modelo matemático para determinar el desempeño de un elemento estructural de disipación de energía por deformación para la empresa f´c control y diseño de estructuras S. A. S.
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Resumen en español
RESUMEN: Con el objetivo de obtener una herramienta eficiente para la evaluación matemática de disipadores de energía por deformación tipo riostra, se desarrolló un modelo de elementos finitos basado en 6 especímenes construidos a escala real con industria y mano de obra local y llevados a la falla mediante un protocolo de carga que supera el establecido por la norma Colombiana NSR-10. Mediante la exposición sencilla y detallada del comportamiento teórico de una riostra que surge de éste proyecto, se espera aumentar la confianza en el gremio constructor Colombiano para desarrollar nuevos métodos de diseño sismorresitentes en edificaciones locales mediante el uso de disipadores histeréticos. El modelo fue desarrollado a través de la calibración de diferentes parámetros como lo son las propiedades mecánicas de los materiales, el coeficiente de endurecimiento, los tipos y definiciones de elementos matemáticos, entre otros; teniendo siempre presente los resultados experimentales obtenidos. Para la simulación se utilizó el software SimulationMechanical 2014 de Autodesk y se aplicaron cargas cíclicas de tracción y compresión hasta llegar a las deformaciones especificadas en el programa experimental y en la norma. Los resultados de ésta investigación explican el desarrollo de la simulación paso a paso ydeterminan las consideraciones que deben ser tomadas para simular futuros modelos de riostras BRB.Por otro lado se grafica la curva histerética de fuerza – deformación calculada por el software seleccionado y se demuestra la necesidad de utilizar modelos no lineales con mayores capacidades al incluir no linealidades simultaneasde pandeo, deformaciones plásticas, estabilización de partes por contacto y cargas cíclicas en el tiempo. La principal conclusión de ésta investigación determina la capacidad máxima del software SimulationMechanical y especifica el proceso de simulación y modelación de una riostra BRB.
Resumen en inglés
ABSTRACT: Through the objective to obtain an efficient mathematical tool to evaluate the behavior of a brace type hysteretic damper, a finite element model was developed based on 6 specimens built in real scale with local industry and workforce and taken to failure with a establish protocol by the Colombian normative NSR-10. By a simple and detailed explanation of the theoretical behavior of a BRB,it is expected to increase the confidence in the Colombian constructor guild and encourage the use of seismic response control techniques in local buildings. The model was developed by calibrating different parameters like the material mechanical properties, the hardening coefficient, the element types, mathematical element definition and others; involving all the time the experimental results. The simulation was taken on the software Simulation Mechanical 2014 from Autodesk, where cyclical traction and compression loads were applied until deformations specified on the experimental program and the norm were reached. The results of this project explains clearly the process to obtain an effective simulation for future BRB models. By the other hand, the hysteretic force-displacement curvewas calculated using the software and it was proved that it is necessary to use a better non lineal software due to the simultaneous nonlinearities which includes buckling, plastic deformations, stabilization of elements by contact and cyclical timed loads. The main conclusion of this investigation specifies the maximum capacity of the Simulation Mechanical software and define a method to simulate a BRB using a finite element software´s.