Determinación de la bilinealización para la curva de capacidad ("pushover", método N2)

Artículo técnico sobre el tema del análisis de estructuras usando Dlubal Software

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Artículo técnico

Para realizar un cálculo por empujes incrementales (pushover), es necesario transformar la curva de capacidad determinada en una forma simplificada. El método N2 se describe en el Eurocódigo EN 1998. Este artículo debería ayudar a explicar qué significa una bilinealización según el método N2.

Hay varios métodos disponibles para simplificar la curva de capacidad. Sin embargo, generalmente siempre se realizan mediante un análisis de equivalencia de energía. En tal análisis, los componentes del área se comparan entre sí.

En este artículo, se selecciona un pórtico de dos articulaciones con varias plantas y se aplican articulaciones plásticas. Por lo tanto, es posible calcular una curva de capacidad con el complemento Estabilidad de la estructura.

En el caso presente, es necesario determinar la rigidez inicial del sistema idealizado al calcular la relación fuerza-desplazamiento elástica-plástica idealizada, de modo que las áreas bajo la curva fuerza-desplazamiento real e idealizada sean iguales.

Según el método N 2 , la idealización comienza con una rama lineal y luego se convierte en una rama horizontal constante. Esto representa el comportamiento plástico ideal de la estructura.

La simplificación es necesaria para aplicar posteriormente el procedimiento de cálculo para el método por empujes incrementales. Basado en esta suposición, surge el desplazamiento de fluencia del sistema idealizado de un solo grado de libertad.

Para comparar las áreas, es necesario copiar la curva de capacidad del programa de análisis estructural a Microsoft Excel. De esta forma, obtiene los datos para los pasos de carga o cortante horizontal, y la deformación para cada paso de carga que se muestra en una tabla.

El siguiente paso es determinar la deformación máxima y el cortante horizontal asociado. Es casi constante en las últimas iteraciones porque se alcanza la carga máxima. La deformación correspondiente aumenta en cada iteración adicional. Por lo tanto, se recomienda elegir un paso donde el cambio de deformación no sea tan alto, de modo que alcance una seguridad suficiente y el fallo aún esté al comienzo del área plástica. El par de valores determinado aquí es ahora el valor inicial para la bilinealización de la curva de capacidad.

Teniendo en cuenta el primer punto, ahora puede definir una línea recta horizontal, que representa la parte superior de la bilinealización.

La rama linealmente creciente al principio del diagrama también se representa mediante una línea recta con una pendiente distinta de cero. Ahora, varíe la pendiente de esta línea recta hasta que las áreas encerradas sean las mismas. En una hoja de cálculo de Excel, puede hacer esto por medio de una determinación iterativa aumentando los pasos de carga. Al final, puede observar la iteración para la cual ambos componentes del área son aproximadamente iguales. De esta manera, puede ver dy* directamente en la tabla y puede continuar con el cálculo adicional.

Con la ayuda de este cálculo, que se describe solo mediante un gráfico en la norma del Eurocódigo, puede ver claramente que se requiere una cierta cantidad de esfuerzo para crear la bilinealización. Esto sólo tiene la intención de ilustrar el tiempo requerido. Porque todos los programas que han implementado el análisis por empujes incrementales (pushover) generalmente lo hacen de forma completamente automática, y no es necesario que se ocupe de ello en detalle.

En el vídeo en la parte superior izquierda de este artículo se describe cómo transferir los resultados del cálculo utilizando RFEM o RSTAB a la herramienta de Excel.

Palabras clave

Análisis por empujes incrementales ("pushover")

Referencia

[1]   Eurocódigo 8: Proyecto de estructuras sismorresistentes - Parte 1: Reglas generales, acciones sísmicas y reglas para edificación; EN 1998-1:2004/A1:2013

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  • Actualizado 30. noviembre 2023

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