Ingeniero Civil / Este trabajo de título estudia de forma numérica el comportamiento de viga y columna de una conexión para marcos a momento en acero. El tipo de conexión utilizada para materializar dicha unión es la llamada \textit{Conexión Árbol} o en inglés \textit{Column-Tree}, que a pesar de no estar precalificada en la normativa vigente es de amplia utilización en el país, como por ejemplo en Metro de Santiago o el Aeropuerto Arturo Merino Benitez. La conexión \textit{Column-tree} consiste en un segmento de viga ( Stub Beam ) soldado en maestranza a la cara de la columna, a la cual se conecta el resto de la viga mediante placas de empalme en las alas y alma, las cuales pueden estar soldadas o apernadas, lo que genera ventajas constructivas respecto a otros tipos de conexión. El estudio numérico consiste en la aplicación de desplazamientos controlados, mediante un protocolo de carga a un sub-ensamblaje del marco a momento. Para ello se definió una estructura tipo, modelada en el software de diseño sísmico ETABS, obteniendo dimensiones de los perfiles viga y columna luego de la completa verificación según la norma de diseño sísmico NCh 433. Simultáneamente, se elaboró una guía de diseño para la conexión, cumpliendo con todas las especificaciones de las normas vigentes (AISC 2016) verificando los modos de falla pertinentes y utilizando una filosofía de diseño por capacidad mediante la cual se establece la formación de rótula plástica en la viga Stub Beam , con el objetivo de evitar fallas frágiles. Posteriormente se modela el sub-ensamblaje del marco a momento en el software de elementos finitos ANSYS, donde finalmente se realiza el estudio numérico. Finalizado el análisis se obtiene una curva histerética momento-rotación que tiene un cambio de pendiente al inicio del protocolo de carga, lo que refleja una disminución en la rigidez de la conexión pero no así de su resistencia, lo cual es producto de deformaciones plásticas tempranas en la zona de la viga que está en contacto con el borde de los extremos de empalmes de ala. Este efecto se debe a la restricción geométrica que imponen los empalmes al ser de un espesor y largo considerables. La conexión es analizada hasta 0.04 [rad] de rotación, donde se alcanzan las principales deformaciones plásticas en las alas de la viga \textit{Stub-Beam}. Los resultados permiten concluir que para la estructura diseñada se obtienen perfiles y empalmes de grandes dimensiones los que restringen en exceso a la viga, fenómeno que no se pudo prever en el cálculo, lo cual lleva a dejar propuesto el análisis del comportamiento de la conexión en diversas estructuras.

Ingeniero Civil / En el rubro de la construcción, se han usado armaduras de acero por muchos años. Para el traspaso de esfuerzos, la opción más conocida es el empalme mediante traslapo. El estudio y desarrollo de los conectores, pretende ser un nuevo método para el traspaso de esfuerzos. Existen distintos tipos de conectores mecánicos, con rosca, epoxico, mortero y otros. En este trabajo se ahondará en un tipo de conector. El presente trabajo de título tiene como objetivo principal la realización de una certificación de los conectores NMB Splice Sleeve, que han sido desarrollados junto a un mortero cementicio para conectar las barras de acero y poder realizar el traspaso de esfuerzo sin la necesidad de un traslapo. Además, como segundo objetivo el poder lograr una guía de instalación directa, tanto para conectores que sirven en elementos de hormigón prefabricado como para hormigón en sitio. Para poder completar los objetivos, se efectuó una revisión bibliográfica. En primer lugar, de las normas que muestran los requerimientos de desempeño de los conectores mecánicos. Tanto los códigos internacionales, como las normas chilenas. Segundo, una revisión de los archivos proporcionados por NMB Splice Sleeve, como son los ensayos realizados a los conectores y el mortero usado. Además, de distintas aprobaciones y manuales. Este trabajo permite concluir que los conectores mecánicos NMB y todos los que cumplan con los estándares impuestos, son aptos el uso en Chile. Por otro lado, cumplen con la denominación Tipo 2, es decir, se pueden usar en lugares de alta sismicidad. Además, son una ventajosa opción del punto de vista de la reducción del tiempo en la obra, de algunos materiales, como son los moldajes y el tiempo de espera para el fragüe. Incluido ello, son una muy buena elección para elementos esbeltos, donde el uso de gran cantidad de armadura no permita un adecuado vaciamiento del hormigón y posterior vibrado.

Ingeniero Civil / Los muros cortos, vigas altas, ménsulas y uniones viga columnas son sistemas estructurales cuyo modo de falla es comúnmente determinado por su capacidad al corte. Por este motivo es relevante contar con una herramienta simple que permita determinar la capacidad máxima del elemento estructural al corte. Para estimar la capacidad al corte se implementa una formulación simple basada en el modelo de ángulo fijo de Ulloa (2013). El ángulo puntal a compresión se mantiene fijo para todo nivel de desangulación del elemento estructural. Además, éste se modela como un elemento tipo panel, en el que los esfuerzos se consideran constantes a lo largo de los ejes principales. Como simplificación, asume que la dirección principal de tensiones es igual a la dirección principal de deformaciones. En cuanto a leyes constitutivas, el hormigón se modela mediante un comportamiento biaxial, en el que existe pérdida de rigidez y resistencia en el puntal a compresión debido a la deformación a tracción en la dirección ortogonal a este. El acero se representa mediante una ley uniaxial elasto-plástica perfecta. En el presente trabajo se incorpora la armadura transversal del elemento estructural en la capacidad nominal a tracción del hormigón. Además, se captan los puntos máximos asociados a cada componente estructural (capacidad nominal a tracción y compresión del hormigón armado y fluencias de armadura longitudinal y de borde). Luego, con el objetivo de cerrar el modelo, se aplican calibraciones lineales y logarítmicas a una de las deformaciones del elemento estructural con respecto a sus parámetros relevantes. Para analizar el comportamiento del modelo cerrado de ángulo fijo generado se recopila una base de datos constituida por 252 ensayos de muros cortos, 182 de vigas altas, 109 de ménsulas y 92 de uniones viga columna. Con la base de datos se abarca, para los 4 sistemas estructurales, un amplio rango de cada parámetro influyente en la capacidad al corte. La comparación entre el modelo cerrado de ángulo fijo y las capacidades experimentales entregan valores promedio y coeficiente de variación (COV) de la razón capacidad del modelo sobre experimental de 1.006 y 0.238, respectivamente. Al comparar modelos cerrado e iterativo, se obtienen promedio y COV de 1.032 y 0.135, respectivamente, concluyendo que el modelo cerrado logra mantener el desempeño del modelo de ángulo fijo. Además, el modelo cerrado presenta una baja dependencia a cada uno de sus parámetros importantes. Por último, al comparar con la bibliografía, el modelo cerrado de ángulo fijo presenta uno de los mejores comportamientos para cada sistema estructural, lo que lo valida como una útil herramienta para estimar la capacidad al corte de elementos estructural sin recurrir a un proceso iterativo.