Modelo numérico del comportamiento histerético de uniones entre forjados reticulares y pilares de fachada

ResumenLas estructuras de forjados reticulares sobre pilares aislados han sido ampliamente utilizadas en el sur de Europa para edificios de viviendas y oficinas entre los años setenta y noventa del siglo pasado. Estas estructuras, proyectadas y construidas con códigos actualmente obsoletos, podrían tener un comportamiento deficiente en caso de terremoto y es necesario evaluar su vulnerabilidad y la necesidad de ser reacondicionadas sísmicamente. Este artículo propone un modelo sencillo de transmisión de esfuerzos en uniones existentes entre forjado reticular y soporte exterior, solicitadas en la dirección normal al plano de fachada. La propuesta tiene en cuenta particularidades de estos forjados tales como la concentración de armaduras orientadas con los nervios y la presencia sistemática de crucetas de punzonamiento. El modelo global consiste en elementos tipo barra para los soportes y tipo placa para el forjado, con uniones entre ambos mediante rótulas a flexión y a torsión. La resistencia de las rótulas a flexión se determina a partir de la estimación de la porción de armadura longitudinal del forjado que transmite directamente momentos al pilar por flexión. La deformación de plastificación de las rótulas se estima con expresiones simples. Como ductilidad de las rótulas a flexión se adopta el valor propuesto por la norma FEMA 356, mientras que para las rótulas a torsión se adopta ductilidad infinita, lo cual es consistente con resultados experimentales previos. Se muestra que la respuesta frente a desplazamientos laterales impuestos monótonamente crecientes obtenida con el modelo propuesto se ajusta adecuadamente a resultados experimentales obtenidos en estudios anteriores, en cuanto a rigidez, resistencia y ductilidad.

Waffle-flat-plate structures have been widely used for residential and office buildings in the South of Europe between the seventies and nineties of the last century. These buildings were designed with old seismic codes and its vulnerability needs to be evaluated to determine whether they need to be seismic retrofitted or not. This article proposes a simple model that represents the moment transfer between plate and column, for existing exterior connections loaded in the direction normal to the building façade. The model takes into account singularities of existing waffle-flat-plate structures such as the concentration of reinforcement in the direction of the joints, and the existence of punching shear reinforcement. The model consists of frame elements for the columns and shell elements for the slabs, both connected with flexural and torsion hinges. The strength of the flexural hinges is obtained by estimating the portion of longitudinal reinforcement of the plate that transfers directly the unbalanced moment to the column by flexure. The yielding deformations of the flexural and torsion hinges are estimated with simple expressions. The ductility of the flexural hinges is taken from FEMA 356, while infinite ductility is adopted for the torsional hinges in accordance with previous experimental studies. It is shown that the proposed model provides a good approximation of the experimental response of the connection under monotonically increasing lateral displacements, in terms of stiffness, strength and ductility.