Análisis de base de columnas de acero mediante el método de los elementos finitos
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Date
2025
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Publisher
PUCE - Quito
Abstract
La presente investigación se centra en la evaluación y el análisis de conexiones de bases de columnas de acero tanto para una sección tubular y tipo I, que son las secciones más utilizadas en nuestro medio. Para el análisis se toma como referencia principalmente las normativas nacionales NEC-SE-AC y NEC-SE-DS, y las siguientes normativas internacionales AISC 360-16, AISC 341-16, AISC 358-16, ASCE 7-16; para el diseño manual se empleó la guía AISC Design Guide 1: Base Connection Design for Steel Structures (Third Ed.).
Se planteó la modelación de diferentes conexiones de bases de columnas de acero a partir de modelos tridimensionales de alto detalle que fueron analizados mediante el método de elementos finitos (FEM) por computadora. Estos modelos se configuraron para ver la distribución de esfuerzos, deformaciones y traslaciones en los diferentes componentes de la conexión y para diferentes situaciones de carga. Se realizaron análisis lineales y no lineales, puesto que queremos obtener un modelo en el que se contempla la plastificación del acero.
Consecuentemente se realizaron evaluaciones y diseños de las conexiones propuestas mediante la guía AISC Design Guide 1: Base Connection Design for Steel Structures que establece una metodología de diseño a través de ecuaciones desarrolladas en base a ensayos de laboratorio.
El propósito principal de la investigación radica en comparar las dos metodologías, obtener las utilidades de la conexión por los diferentes métodos y establecer las conclusiones respectivas del caso en base a los resultados obtenidos.
Las conclusiones de esta investigación aportarán a:
• Eliminar incertidumbres: Gracias a que la información obtenida acerca del comportamiento de las conexiones sirve para disminuir las incertidumbres en el diseño y permitir conseguir una mayor seguridad estructural.
• Ampliar la práctica ingenieril: Las conclusiones aportadas servirán de base para futuras obras y podrán ser incorporadas en guías de diseño nacionales, constituyendo un elemento de mejora para la calidad de las construcciones del país.
• Fomentar la investigación: El trabajo de investigación propuesto sentará las bases para nuevas investigaciones en el tema de las conexiones estructurales y contribuirá a realizar un avance en el conocimiento en la ingeniería estructural.
Description
Keywords
Ingeniería de estructuras, Columnas metálicas, Láminas de hierro y acero, Estructuras de acero - Conexiones, Método de elementos finitos