Criterios de Desempeño

Dentro del contexto de la ingeniería sísmica basada en el desempeño/la performance, resulta primordial que los analistas e ingenieros sean capaces de identificar los instantes en los que distintos estados límites de performance (por ej., daño a componentes no estructurales, daño estructural, colapso) son alcanzados. Esta tarea puede ser llevada a cabo eficientemente con SeismoStruct mediante la definición de Criterios de Performance, con los cuales el programa monitorea automáticamente durante el análisis la consecución de determinados umbrales de deformación del material, curvatura de la sección, rotación de cuerda del elemento y/o corte del elemento, fuerza / momento del elemento, deformación del elemento, deriva del elemento, etc. Están disponibles diferentes áreas para la definición de criterios de desempeño para Elementos de marco y Elementos que no son de marco.

El tipo de criterio a utilizar depende claramente de los objetivos del usuario. Sin embargo, dentro del contexto del enfoque de modelado con fibras implementado en SeismoStruct, las deformaciones de los materiales constituyen habitualmente el mejor parámetro para la identificación del estado de performance de una estructura dada. Los criterios disponibles referidos a las deformaciones de los materiales son:

Fisuración de elementos estructurales. Puede ser detectada controlando cuándo se verifican deformaciones (positivas) mayores que la razón entre la resistencia a tracción y la rigidez inicial del concreto [valor típico: +0.0001]
Descascaramiento del concreto de recubrimiento. Puede ser identificado verificando si las deformaciones (negativas) del recubrimiento son mayores que la deformación última de aplastamiento del concreto no confinado [valor típico: -0.002].
Aplastamiento del concreto del núcleo. Puede ser verificado controlando si las deformaciones (negativas) del núcleo son mayores que la deformación última de aplastamiento del concreto confinado [valor típico: -0.006].
Fluencia del acero. Puede ser detectada controlando cuándo se verifican deformaciones mayores que la razón entre el límite de fluencia y el módulo de elasticidad del acero [valor típico: + 0.0025].
Rotura del acero. Puede ser establecida controlando si las deformaciones (positivas) del acero son mayores que la deformación de rotura [valor típico: +0.060].

Alternativamente, o en forma adicional, las curvaturas de las secciones y/o las rotaciones de cuerda pueden también ser utilizadas en la verificación de numerosos estados límites, para lo cual se sugiere a los usuarios referirse a la literatura disponible por mayores indicaciones respecto a valores de curvatura/rotación a utilizar [por ej., Priestley, 2003]. Adicionalmente, también es posible monitorear los valores de cortante en elementos de pórtico, con la definición de uno o más valores límite de cortante.

Finalmente, revisiones de fluencia de rotación de cuerda, capacidad de rotación de cuerda y de capacidad de cortante para elementos de marco puede introducirse, de manera que el programa automaticamente calcule la capacidad de los elementos durante el análisis, de acuerdo a las ecuaciones seleccionadas, y revise la demanda correspondiente. Se pueden introducir verificaciones de Fuerza/momento, desplazamiento y Deriva de elementos para elementos que no son de marco, por lo que el programa calcula automáticamente la capacidad de los elementos durante el análisis, de acuerdo con la ecuación seleccionada de los Códigos disponibles (Eurocódigos, ASCE 41-17 y NTC -18), y lo compara con la demanda correspondiente o los valores definidos por el usuario. Nótese que los valores esperado serán calculados considerando las calidades promedio de los materiales y sin seguridad en los factores de confianza.

Para indicar una verificación de performance estructural, el usuario debe definir el nombre/identificador del criterio; seleccionar el tipo de criterio (es decir, el parámetro de respuesta a controlar: deformación del material, curvatura seccional, rotación de cuerda del elemento o corte del elemento para elementos de marco y fuerza/momento del elemento, deformación, deriva, fuerza de corte, fuerza de compresión y momento de flexión para elementos que no son de marco, dependiendo del tipo de elemento) en el menú desplegable; establecer el valor para el cual el criterio de performance es alcanzado; seleccionar la ecuación para el cálculo del valor límite, indicar los elementos sobre los cuales el criterio debe ser aplicado, definir el elemento de Degradación de Resistencia, cuando una revisión en particular ha sido alcanzada. El usuario puede especificar una resistencia residual como porcentaje de la capacidad, seleccionar remover el elemento completamente, o mantener su resistencia sin ningún tipo de degradación. Definir el tipo de acción a seguir cuando el criterio es alcanzado: (i) detener el análisis e introducir una notificación en el registro del análisis, (ii) pausar el análisis e introducir una notificación en el registro, (iii) dejar que el análisis prosiga e introducir una notificación en el registro, (iv) ignorar la consecución, es decir, colocar el criterio en modo inactivo; asignar un color para cada criterio definido, para permitir la visualización gráfica en el módulo Visor de la Deformada. Seleccionar los efectos visuales de daño, para poder permitir la visualización gráfica del daño en el módulo de Visualizador de la Deformada.

Importante: Los usuarios deben tener cuidado al definir la degradación de la resistencia, ya que este tipo de opciones puede llevar a inestabilidades numéricas.

Notas

En los Criterios de desempeño donde solo se permiten valores positivos, las verificaciones se llevan a cabo contra el valor absoluto de la cantidad de respuesta para la demanda. Mientras que, en los Criterios de Desempeño donde se definen valores positivos y negativos, la verificación se lleva a cabo contra el valor con signo de la cantidad de respuesta y se permiten diferentes valores para los valores positivos y negativos. En el último caso, si los usuarios introducen un valor de criterio positivo, el programa considerará automáticamente una verificación de rendimiento "mayor que". Por el contrario, si se define un valor de criterio negativo, el programa activará automáticamente una verificación de rendimiento "menor que".
Revisiones de las deformaciones y desempeño de curvatura pueden llevarse a cabo en las Secciones de Integración de los elementos seleccionados.
Debe notarse que los Criterios de Performance sólo pueden ser definidos para controlar la respuesta de elementos inelásticos de pórtico. Sin embargo, es posible asignarles a éstos un material elástico, lo cual significa que, en la práctica, los criterios de performance también pueden ser aplicados a miembros cuya respuesta sea elástica.
La introducción de Revisiones de Criterios de Desempeño durante el análisis indce a un incremento en el tiempo de su duración, por razones obvias.
Calidades promedio de los materiales sin ningún tipo de factores de seguridad o de confianza se usan en el cálculo automático de la capacidad de los elementos, p. ej. en el caso de los Criterios por Desempeño con un límite automáticamente definido.