¿Que es el análisis no lineal estático-Pushover?

B.- QUE ES EL ANALISIS NO LINEAL ESTATICO-PUSHOVER?

Pushover es un método no lineal donde se analiza la estructura que esta sometida a cargas gravitatorias de valor constante y a cargas laterales que se incrementan de forma constante hasta que llegue al colapso de la misma, cuando alcanza su máximo desplazamiento. En la siguiente figura se muestra la grafica del cortante en la base y el desplazamiento en la parte superior del edificio.

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Fig. 1 demostración del método Pushover

Con este proceso el modelo matemático deberá ser capaz de capturar la no linealidad del material, ya que este es un proceso incremental es posible obtener la información detallada del comportamiento de cada elemento. Este proceso permite capturar la secuencia de deformaciones en los elementos o sea la secuencia de formación de rotulas plásticas. [1]

El proceso debe ser usado con precaución ya que es una representación aproximada de la respuesta estática de la estructura cuando es sometida a cargas dinámicas. La ventaja de usar este método es que conlleva menos tiempo y más sencillo que un método dinámico no lineal.

Por lo tanto, cuando se procede a realizar un análisis estático no lineal PUSHOVER es necesario contar con la siguiente información sobre la estructura.

• Características constitutivas de los materiales.
• Las secciones de los miembros y el acero de refuerzo, tanto longitudinal como transversal y el detallado de cada uno de ellos
• Las acciones gravitatorias (cargas permanentes y variables) que actúan sobre ella.
• La resistencia de las vigas y columnas
• La posible ubicación donde podrían formarse las rotulas plásticas en los miembros estructurales
• Las propiedades de las relaciones tensiones-deformación de las rotulas plásticas en función de su cantidad de acero de refuerzo longitudinal y transversal, así como su detallado y las solicitaciones que actúan.
• Cargas laterales aplicadas en el centro de masa de la estructura. El valor de estas cargas por pisos debe tener la misma forma de cargas proveniente de la aplicación del primer modo. Es decir, de forma triangular invertida, de mayor valor en el piso superior y menor en el nivel inferior.

Capacidad

La curva de capacidad de una estructura es representada por una curva Pushover. La manera mas conveniente de graficar dicha curva es con en cortante basal y el desplazamiento del último piso.

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Fig.2 Aplicación de cargas laterales en una estructura de 2 pisos

En el análisis no lineal lo que se hace es una modificación al modelo en cada paso de análisis para tener en cuenta la reducción de la rigidez de los componentes que llegan al punto de fluencia hasta que se llegue al límite de estabilidad de la estructura o hasta el límite establecido de análisis. [2]

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Fig3. Curva de capacidad

Demanda de la estructura

Mediante el desarrollo de la curva de capacidad nos permite conocer las características del desempeño de una edificación, sin embargo, para ser aceptable respecto a un objetivo de desempeño, es necesario estimar el desplazamiento máximo probable asociado a una oscilación sísmica [2]

Este espectro de respuesta típico que se define en la normativa (Sa vs T) se debe modificar cambiando el periodo T en las abscisas por desplazamientos (Sd) para obtener una gráfica de Aceleración-Desplazamiento.

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Fig.4.-Comparativa entre espectros de capacidad y demanda variando la abscisa entre T y Sd

Desempeño de la estructura

Ya concluido el cálculo de la capacidad y definido la demanda del sistema se tienen criterios para poder definir el desempeño de la estructura. Estos criterios se pueden tomar tanto de la ATC como de la FEMA 365 y están definidos en 3 categorías las cuales están “limitados” por el ángulo de giro Que se toman de las tablas 11-3 y 11-4 de la ATC o las tablas 5-7 y 6-8 de la FEMA 365 especifica los límites de rotación en radianes de las rotulas plásticas tanto primarias como secundarias. [1]

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