Modelo no lineal en elementos finitos para muros livianos con entramados de acero sujetos a carga lateral
DOI:
https://doi.org/10.17533/udea.redin.18145Palabras clave:
muros livianos, elementos finitos, ajuste de modelos, carga lateral, muros de cortanteResumen
En este artículo se presentan los resultados de una investigación que tuvo como propósito modelar con elementos finitos el comportamiento a cargas laterales de los muros livianos compuestos de un entramado típico de acero para diferentes materiales de revestimiento. Se inició con la recopilación de información de ensayos de caracterización en los elementos del muro y las conexiones entre estos, a partir de esta información y la investigación realizada por [1] se construyó un modelo de elementos finitos que considera el comportamiento no lineal de las conexiones entre los elementos. Este modelo fue ajustado con la información de los ensayos ante carga lateral realizados en probetas a escala real para cinco configuraciones de revestimiento. En este proceso se encontraron grandes diferencias entre los parámetros del modelo ajustado y los iniciales que son atribuidas a la interacción entre los componentes del muro liviano. La validación del modelo se realizó prediciendo los resultados experimentales de una nueva configuración en la cual se combinan varios materiales, obteniendo un error del 6.9%. Este resultado indica una buena capacidad de predicción del modelo para otras posibles configuraciones de revestimiento.
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S. Andreasson, M. Yasumura. L. Daudeville. Sensitivity Study of the Finite Element Model for Wood-Framed Shear Walls”. Journal of Wood Science. Vol. 48. No 3. 2002. pp 171-178. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00771363
L. Xu, J. Martínez. "Strength and stiffness determination of shear wall panels in cold-formed steel framing". Thin-Walled Structures. Vol. 44. 2006. pp. 1084-1095. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tws.2006.10.002
IRC2009. International Residential Code For one- and two-family Dwellings. Ed. International Code Council. Inc. 1th ed. 2009. Washington, D.C. USA. pp. 868
AISI. North American standard for cold-formed steel framing-lateral design. S213. Ed. American Iron and Steel Institute. Washington, USA. 2007. pp.73.
J.K, Sinha, A. Rama, R.K, Sinha. Advantage of the Updated Model of Structure: A Case Study. Nuclear Engineering and Design. Vol. 232. 2004. pp 1-6. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2004.03.010
L. Fiorino, G. Dellacorte, R. Landolfo. “Experimental tests on typical screw connections for cold-formed steel housing”. Engineering Structures. Vol. 29. 2007. pp. 1761-1773. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2006.09.006
B. Xia, J. Dong. "Finite Element Analysis of the Lateral Force Resistance of Light Gauge Steel Framed Compound Bearing Walls". Building Structure Supplement. No. 8. 2004. pp. 334-337.
S. Pei, J. Van de Lindt. "Seismic numerical modeling of a six-story light-frame wood building: Comparison with experiments". Journal of Earthquake Engineering. Vol. 15. 2011. pp. 924-941. DOI: https://doi.org/10.1080/13632469.2010.544840
I. Christovasilis, A. Filiatrault. A two-dimensional numerical model for the seismic collapse assessment of light-frame wood structures. ECCOMAS Thematic Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering. Rhodes, Greece. 2009. pp. 24 DOI: https://doi.org/10.1061/41130(369)76
L. Fülöp, D. Dubina. "Performance of wall-stud coldformed shear panels under monotonic and cyclic loading Part II: Numerical modeling and performance analysis. Thin-Walled Structures". Vol. 42. 2004. pp. 339-349. DOI: https://doi.org/10.1016/S0263-8231(03)00064-8
A. Blasetti, R. Hoffman, D. Dinehart. "Simplified hysteretic finite element model for wood and viscoelastic polymer connections for the dynamic analysis of shear walls". Journal of Structural Engineering. Vol. 134. No. 1, 2008, pp. 77-86. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(2008)134:1(77)
J. Humbert, J. Baroth. Predictive models for panelsheathed shear walls under seismic loadings. Wood Science and Technology Proceedings of Korea, Korea Society of Wood. Seoul, Korea. 2012. pp. 24-25.
L. Davenne, L. Daudeville, N. Kawai, M. Yasumura. A numerical analysis of shear walls structural performance. Proceedings of the CIB-W18 meeting 19. Vancouver, Canada. 1997. pp. 1-10.
ASTM. Standard Practice for Application of Cellulosic Fiber Insulating Board for Wall Sheathing C846. Ed. American Society for Testing and Materials. West Conshohocken, USA. 2009. pp. 1515.
C. Bermudez. Análisis y Diseño de Uniones a Momento en Perfiles de Lámina Doblada en Frío. VII Jornadas de Estructuras en Acero: Perfiles conformados en frío o en lámina delgada. Bogotá, Colombia. 2010. pp. 75-86.
FEMA. Home Builders Guide to Seismic Resistant Construction. FEMA 232. Ed. National Institute of Building Sciences. Washington D.C., USA. 2006. pp.212 17.
P. Guerrero, C. Gaviria. Comportamiento Experimental de Muros con Perfiles de Acero de Lámina Delgada y Placas de Ferrocemento. Memories of 10th International Symposium on Ferrocement and Thin Reinforced Cement Composite -FERRO10. Ed. Obras UNAICC. La Habana, Cuba. 2012. pp. 223-242.
A. Guerrero. Desarrollo de un sistema Industrializado de muros livianos para la construcción de vivienda. Informe Técnico Final de Investigación. Universidad del Valle -Colciencias-Perfilamos. Cali, Colombia. 2010. pp. 147.
ASTM. Standard Test Methods for Cyclic (Reversed) Load Test for Shear Resistance of Vertical Elements of the Lateral Force Resisting Systems for Buildings ASTM E2126. Ed. American Society for Testing and Materials. West Conshohocken, USA. 2009. pp. 15
S. Catacolí, J. García, P. Thomson, A. Guerrero. "Comportamiento mecánico de un panel del sistema constructivo de muros tendinosos Parte I: Modelo Computacional No Lineal Y Experimentos De Vibración Libre". Revista Internacional de Ingeniería de Estructuras. Vol. 9. 2004. pp. 45-56.
S. Vagh, D. Dolan, S. Easterling. Effect of Anchorage and Sheathing Configuration on the Cyclic Response of Long Steel-Frame Shear Walls. Virginia Polytechnic Institute and State University. Report No. TE-2000- 002. Virginia, USA. 2007. pp. 97.
Z. Xuhong, S. Yu, Z. Tianhua, L. Yongjian, D. Jin. "Study on Shear Resistance of Cold-Formed Steel Stud Walls in Residential Structure. Advances in Engineering Structures, Mechanics & Construction". 2006. pp. 423-435. DOI: https://doi.org/10.1007/1-4020-4891-2_35
R. Dannemann. Manual de Ingeniería de Steel Framing. 1a ed., Ed. Instituto Latinoamericano del Fierro y Acero. Santiago de Chile, Chile. 2005, pp.147.
Lusas FEA Software V14.1 , FEA Ltd. Surrey, United Kingdom. 2009.
ASTM. Standard Test Methods and Definitions for Mechanical Testing of Steel Products - ASTM A370. Ed. American Society for Testing and Materials. West Conshohocken, USA. 2008. pp. 48.
ASTM. Standard Test Methods for Physical Testing of Gypsum Panel Products ASTM C473, Ed. American Society for Testing and Materials. West Conshohocken, USA. 2007. pp. 16
ASTM. Standard Test Methods for Sampling and Testing Non-Asbestos Fiber-Cement Flat Sheet, Roofing and Siding Shingles, and Clapboards – ASTM C1185. Ed. American Society for Testing and Materials. West Conshohocken, USA. 2008. pp. 9
ASTM. Standard Test Method for Flexural Strength of Concrete (Using Simple Beam With Center-Point Loading) – ASTM C293 . Ed. American Society for Testing and Materials. West Conshohocken, USA. 2008. pp.4
J. De la Horra. Estadística aplicada. 3a .ed. Ed. Ediciones Días de Santos. Madrid. España. 2003. pp 357.
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