A partir de la versión 2018.a, CYPE 3D permite incluir en el diseño de los elementos estructurales de acero laminado y armado, las principales especificaciones y requerimientos vinculados a los tres sistemas sismorresistentes más usuales definidos en la norma estadounidense AISC 341-10 (Seismic Provisions for Structural Steel Buildings):
- Pórticos resistentes a momento
- Pórticos con arriostramientos concéntricos
- Pórticos con arriostramientos excéntricos
También se implementa el cálculo, dimensionamiento y comprobación de Uniones Precalificadas según la norma ANSI/AISC 358-10 y ANSI/AISC 341-10. El dimensionamiento y comprobación de Uniones Precalificadas se exponen con detalle en el apartado "Uniones precalificadas según ANSI/AISC 358-10 y ANSI/AISC 341-10". Estas uniones se aplican a los sistemas sismorresistentes formado por "Pórticos resistentes a momento".
En los siguientes apartados se describen los tres sistemas sismorresistentes contemplados y los tipos en los que se subdividen. En el apartado "Comprobaciones realizadas" de la página "CYPE 3D. Sistemas sismorresistente según ANSI/AISC 341-10, y Uniones precalificadas según ANSI/AISC 358-10 y ANSI/AISC 341-10" puede consultar las comprobaciones que CYPE 3D realiza para cada uno de estos tipos.
Pórticos resistentes a momento
Los pórticos no arriostrados o pórticos resistentes a momento son ensambles rectilíneos de vigas y columnas conectadas entre sí mediante soldaduras, bulones o ambos. Las barras componentes de estos pórticos quedan sometidas principalmente a momentos flectores y esfuerzos de corte, que controlan su diseño.
Las especificaciones AISC 341-10 consideran tres tipos de pórticos resistentes a momento de acuerdo al grado de comportamiento dúctil que se considera en el diseño. La diferencia fundamental entre ellos es que se diseñan con distintos niveles de capacidad de disipación de energía:
- Pórticos Ordinarios Resistentes a Momento (OMF - Ordinary Moment Frames) (AISC 341-10, E1)
- Pórticos Intermedios Resistentes a Momento (IMF - Intermediate Moment Frames) (AISC 341-10, E2)
- Pórticos Especiales Resistentes a Momento (SMF - Special Moment Frames) (AISC 341-10, E3)
Pórticos con arriostramientos concéntricos
Este tipo de estructura se caracteriza porque los ejes centrales de los elementos estructurales componentes se cortan en un punto, formando así una estructura reticulada. Es por ello que las acciones laterales inducen, principalmente, esfuerzos axiales en las barras del pórtico arriostrado.
Las especificaciones AISC 341-10 consideran dos categorías de pórticos arriostrados concéntricamente en función del nivel de desempeño esperado:
- Pórticos Ordinarios con Arriostramientos Concéntricos (OCBF - Ordinary Concentrically Braced Frames) (AISC 341-10, F1)
- Pórticos Especiales con Arriostramientos Concéntricos (SCBF - Special Concentrically Braced Frames) (AISC 341-10, F2)
Pórticos con arriostramientos excéntricos
En los pórticos con arriostramientos excéntricos, las fuerzas axiales inducidas en las riostras son transferidas mediante esfuerzos de corte y flexión en segmentos de reducida longitud (e), llamados enlaces o links, donde se disipa energía por fluencia del acero. Los enlaces representan "fusibles estructurales", los cuales deben detallarse adecuadamente para evitar que el pandeo local y otros fenómenos de inestabilidad degraden la respuesta.
Las especificaciones AISC 341-10 consideran un única categoría de pórticos con arriostramientos excéntricos:
- Pórticos Especiales con Arriostramientos excéntricos (EBF) (AISC 341-10, F3)
Asignación de sistemas sismorresistentes en CYPE 3D
La asignación del sistema sismorresistente a una barra se realiza mediante la opción "Sistema sismorresistente" del menú "Barra". Esta opción sólo estará disponible si la norma de acero laminado seleccionada es la "ANSI/AISC 360-10".
La asignación de sistemas sismorresistentes a las barras la realiza el usuario libremente y según su criterio. Lógicamente debe ser coherente con la geometría del pórtico.
Las barras a las que se asignen los sistemas sismorresistentes han de ser de acero laminado o armado y estar definidas como elementos estructurales tipo Genérico, Pilar o Viga. Su selección se puede realizar de modo individual o múltiple mediante ventanas de captura.
- Elementos estructurales genéricos (arriostramientos)
Las barras del tipo "Genérico" son las que se van a utilizar como arriostramientos, por lo que sólo es posible asignarles sistemas sismorresistentes de los tipos OCBF, SCBF o EBF. - Elementos estructurales tipo pilar
A las barras del tipo Pilar, es posible asignarles cualquiera de los sistemas sismorresistentes indicados (OMF, IMF, SMF, OCBF, SCBF o EBF) en la dirección de los ejes locales "Y" y "Z". El sistema sismorresistente puede ser diferente en una y otra dirección.
De cara a la comprobación de uniones precalificadas y si el sistema sismorresistente seleccionado es del tipo IMF o SMF, se puede indicar si la "Altura de la planta superior para la comprobación de cortante en el panel nodal" la calcula el programa o la indica el usuario. También es posible activar la opción "Comprobar como unión sin soporte lateral en la dirección del pórtico sísmico", aplicable a uniones de pórticos del tipo SMF. En el subapartado "Funcionamiento en CYPE 3D" (incluido en el apartado "Uniones precalificadas según ANSI/AISC 358-10 y ANSI/AISC 341-10"), dispone de más información sobre estas dos opciones. - Elementos estructurales tipo viga
A las barras del tipo Viga, es posible asignarle cualquiera de los sistemas sismorresistentes indicados (OMF, IMF, SMF, OCBF, SCBF o EBF) si se selecciona como "Elemento" la opción "Viga". Si se selecciona como "Elemento" la opción "Enlace" no aparece ningún tipo de sistema para asignar, ya que los "Enlaces" son propios de los sistemas sismorresistentes EBF, que es el asignado automáticamente.
De cara a la comprobación de uniones precalificadas y si se selecciona como "Elemento" la opción "Viga", se puede indicar si la "Luz libre de viga entre caras de pilares" la calcula el programa o la indica el usuario. En el subapartado "Funcionamiento en CYPE 3D" (incluido en el apartado "Uniones precalificadas según ANSI/AISC 358-10 y ANSI/AISC 341-10"), dispone de más información sobre esta opción.
