INDICE
INTRODUCCINRTULAS PLSTICAS1. DEFINICIN2. FORMACIN DE ROTULAS
PLSTICAS3. PLASTIFICACIN ROTULAS PLSTICAS MOMENTO PLSTICO DIAGRAMA
MOMENTO -CURVATURA ELEMENTO VIGA- COLUMNA DEFORMACIONES Y
DESPLAZAMIENTOS4. PROBLEMA
INTRODUCCIN
Al ser sometida una estructura de concreto armado a movimientos
ssmicos severos, sta generalmente responde no linealmente. Esto es
atribuible a que el concreto armado es un material no homogneo y su
comportamiento es altamente no lineal. El nmero de variables
comprendidas en la respuesta no lineal de estructuras de varios
niveles es tan elevado, que estudios anteriores han demostrado la
alta dependencia de las respuestas inelsticas a las caractersticas
propias de cada modelo, y el estado del arte actual hace difcil el
poder dar recomendaciones de carcter general. Sin embargo, se
pueden obtener valores cualitativos de ciertos factores dentro de
un intervalo probable, para su posterior utilizacin dentro de un
procedimiento racional de diseo.Los anlisis dinmicos no lineales
indican que en las columnas de prticos de varios pisos, pueden
ocurrir distribuciones inesperadas de momento flexionante, en
comparacin con la distribucin obtenida de la carga lateral esttica
equivalente que recomienda la Norma Tcnica de Edificacin E-030 de
Diseo Sismo resistente. El anlisis de carga lateral esttica indica
generalmente que los puntos de inflexin se encuentran prximos a la
mitad de la altura de las columnas, excepto en los pisos prximos a
la parte superior e inferior del prtico. Sin embargo, el anlisis
dinmico no lineal sugiere que en determinados instantes durante la
respuesta de la estructura a los movimientos ssmicos, el punto de
inflexin en una columna puede estar prximo a la unin viga-columna y
ocasionalmente, incluso la columna puede estar en curvatura
simple.La carga lateral esttica de la Norma E-030 normalmente tiene
una distribucin triangular que corresponde a las cargas laterales
que varan linealmente desde cero en la base a un mximo en la parte
superior de la estructura. Los anlisis dinmicos no lineales tambin
indican que generalmente no estn presentes las rtulas plsticas en
todas las vigas en el mismo intervalo de tiempo. El desarrollo de
rtulas plsticas tiende a moverse hacia arriba del prtico, en ondas
que abarcan unos cuantos pisos a la vez, pero puede haber
instantes, en edificios de baja altura donde todas las vigas tengan
rtulas plsticas formadas simultneamente.
ROTULAS PLSTICAS
1. DEFINICIONAl ser sometida una estructura de concreto armado a
movimientos ssmicos severos, sta generalmente responde no
linealmente. Esto es atribuible a que el concreto armado es un
material no homogneo y su comportamiento es altamente no
lineal.
Una rtula plstica es un dispositivo de amortiguacin de energa,
que permite la rotacin de la deformacin plstica de la conexin de
una columna, de manera rgida. En la teora estructural, la viga de
ingeniera o rtula plstica se usa para describir la deformacin de
una seccin en una viga donde se produce la flexin de plstico.
Con la constitucin de esa rtula plstica en el centro de la viga,
queda formado un mecanismo con un grado de libertad, al existir
-incrementalmente- tres rtulas alineadas. Aqu la estructura se ha
transformado en mecanismo y corresponde a la definicin de uno de
los Estados Lmites Ultimos o de Colapso. La carga ultima o de
colapso qu ser, por tanto:qu = qp
Se usa el trmino rtula plstica para referirse a la seccin
central en ese estado. La rtula plstica, permite rotaciones
relativas a ambos lados de la seccin indefinidamente grandes, y
tiene asociado un momento flector igual al momento Mp. El diagrama
momento-curvatura es lineal hasta alcanzar el momento de fluencia
My. A aprtir de all es no lineal y se hace completamente plstico
con el momento de plastificacin Mp.
2. FORMACIN DE ROTULAS PLASTICAS
Sea el prtico biarticulado e hiperesttico sometido a una carga
puntual P en el dintel.
Prtico biarticulado sometido a carga puntual en el dintelPrtico
biarticulado sometido a carga puntual en el dintel.Diagrama de
momentos flectores
El momento mximo (MC) se produce en la seccin C donde acta la
carga P. En los nudos B y D, los momentos son iguales (MB = MD),
aunque se siguen nombrando con el subndice indicando la seccin
donde actan. Si MC es inferior al momento que agota la seccin en
rgimen elstico (Me) la distribucin de deformaciones y de tensiones
en la seccin en estudio es la mostrada en la Figura 12.17.Al
incrementar el valor de P hasta que la seccin C se agote en rgimen
elstico, la ley de momentos flectores y la distribucin de tensiones
en la seccin C son las mostradas en la Figura.Si se sigue
incrementando P, comenzar la plastificacin de la seccin C, llegando
un momento en que toda la seccin plastificar; se ha alcanzado la
deformacin en rotura de la fibra ms deformada, formndose una rtula
plstica. En este momento,
Prtico biarticulado sometido a carga puntual en el
dintel.Diagrama de momentos flectores y distribucin de tensiones en
la seccin C alAlcanzarse en dicha seccin
Entonces la estructura inicialmente hiperesttica, ha pasado a
ser isosttica:
Formacin de una rtula plstica en la seccin CSimultneamente, en
las secciones B y D tambin aumenta el momento llegando estas a
agotarse elsticamente. Al seguir incrementando el valor de P,
seguir aumentando el momento flector en B y D. En la seccin C el
momento plstico que agot la seccin se mantiene constante.
Prtico biarticulado sometido a carga puntual en el
dintel.Redistribucin de momentos en B y D
Habr un valor de P para el que las secciones extremas B y D se
agotan, formndose sendas rtulas plsticas, que provocan el colapso
de la estructura al transformarse est en un mecanismo.
Colapso de la estructura por transformacin en mecanismo por
laFormacin de rtulas plsticas
