Abstract:
This Integrated Project analyzes the seismic behavior of special moment frames in a mid-rise steel residential building, evaluating the influence of the prequalified RBS, END-PLATE 4E, and WUF-W connections. The objective is to characterize the regulatory requirements established in AISC 341, AISC 358, and NEC-SE-2015, verify the failure mechanism, and determine the demand-capacity relationship of the structural system. It is hypothesized that, by complying with the regulatory provisions, the three connection types exhibit adequate ductile behavior and guarantee satisfactory seismic performance. The justification for the study lies in the need to optimize seismic-resistant design in steel buildings located in areas of intermediate seismic hazard. The project was developed using three-dimensional modeling of the building in a finite element program. ASTM A36 steel profiles were used, gravitational and lateral loads were applied according to NEC-SE-2015, and static, dynamic, and pushover analyses were performed. Drift, base shear, eccentricity control, and plastic hinge formation were verified, considering the acceptance criteria established by current regulations. The results demonstrated that the three connections met the drift limits (less than 2%) and exhibited the weak beam-strong column mechanism. It is concluded that the RBS, END-PLATE 4E, and WUF-W connections guarantee overall ductility and adequate seismic performance when designed according to regulations, allowing their classification as SMF systems.
Keywords: Integrated Project, Prequalified Connections, Pushover Analysis, Seismic Design, Steel Structures.
Description:
El presente Proyecto Integrador analiza el comportamiento sísmico de pórticos especiales a momento en un edificio residencial de acero de mediana altura, evaluando la influencia de las conexiones precalificadas RBS, END-PLATE 4E y WUF-W. El objetivo consiste en caracterizar los requisitos normativos establecidos en AISC 341, AISC 358 y NEC-SE-2015, verificar el mecanismo de falla y determinar la relación demanda–capacidad del sistema estructural. Se plantea como hipótesis que, al cumplir con las disposiciones normativas, las tres tipologías de conexión desarrollan un comportamiento dúctil adecuado y garantizan un desempeño sísmico satisfactorio. La justificación del estudio radica en la necesidad de optimizar el diseño sismorresistente en edificaciones metálicas ubicadas en zonas de amenaza sísmica intermedia. El desarrollo del proyecto se realizó mediante el modelado tridimensional del edificio en un programa de elementos finitos. Se utilizaron perfiles de acero ASTM A36, se aplicaron cargas gravitacionales y laterales conforme a la NEC-SE-DS-2015 y se ejecutaron análisis estático, dinámico y análisis no lineal estático (Pushover). Se verificaron distorsión entre pisos, cortante basal, control de excentricidad y formación de rótulas plásticas, considerando los criterios de aceptación establecidos por la normativa vigente. Los resultados demostraron que las tres conexiones cumplieron con los límites permisibles de las derivas de los pisos (menores al 2%) y desarrollaron el mecanismo viga débil–columna fuerte. Se concluye que las conexiones RBS, END-PLATE 4E y WUF-W garantizan ductilidad global y desempeño sísmico adecuado cuando se diseñan conforme a normativa, permitiendo su clasificación como sistemas SMF.
