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Análisis estructural del sistema de "arriostramiento con rodilla (knee bracing)" para mejorar el comportamiento sísmico de muros de mampostería

Resumen

Este proyecto de Investigación surge ante la necesidad de desarrollar nuevas alternativas para el mejoramiento sísmico de las viviendas del Área Metropolitana de Bucaramanga con pobres características de diseño y construcción. Para lograr esto se plantea analizar el sistema de arriostramiento con rodilla (KBF), un tipo de sistema de control pasivo, cuya ventaja principal es la de enfocar la disipación de energía o ductilidad de la estructura en un elemento de sacrificio llamado rodilla, el cual debe desarrollar una plastificación ante la ocurrencia de un evento sísmico severo. Este sistema aplicado a los muros de mampostería, principal elemento estructural de las viviendas objetivo, debe permitir un mejor comportamiento del muro ante cargas laterales y al producir la disipación de energía, al plastificarse el elemento rodilla, este elemento pueda ser remplazado con facilidad y a un bajo costo. Para verificar la efectividad del sistema se realiza un análisis del sistema aplicado a muros de mampostería buscando garantizar que el primer elemento del muro en presentar cualquier grado de plastificación o daño sea el elemento rodilla; además se realiza la comparación del comportamiento de muros de mampostería con y sin el sistema de arriostramiento KBF. La verificación de la efectividad del sistema se evalúa realizando múltiples variaciones en los parámetros del sistema de arriostramiento, como tipo de perfiles metálicos utilizados, magnitud de la carga horizontal aplicada y relación longitud Œ altura del muro. Finalmente, aunque se observa una mejoría en las solicitaciones y comportamiento general del muro al utilizar el sistema de arriostramiento con rodilla KBF, no se puede garantizar que el primer elemento del muro en plastificarse y fallar sea el elemento rodilla, lo cual impide que la ventaja energética que ofrece el sistema sea aprovechada.