9.3.6 Ejemplos Aquí se pueden mostrar ejemplos similares a los de la sección 6.6. El procedimiento es el mismo, y sólo se diferencian en la rigidez, la capacidad resistente de cálculo y la capacidad de deformación. La rigidez de las uniones con columnas rellenas de hormigón es aproximadamente el doble de la de sus equivalentes no rellenas. En la mayor parte de los casos, el criterio de resistencia dominante no es la plastificación de la cara de la columna, sino el punzonamiento. Dado que la capacidad de deformación de las uniones se ha reducido considerablemente, estas uniones deberían diseñarse con mucho cuidado. La mejor forma de diseñarlas es hacer que sean más robustas que las vigas unidas (resistencia total) o diseñarlas como uniones articuladas de extremidad con capacidad de deformación suficiente. 9.4 Uniones rígidas (resistencia total) A menudo, la columna de perfil tubular rellena de hormigón es la opción más adecuada para el diseño sísmico de una columna simple, ya que se puede utilizar el incremento de resistencia de la columna debido al confinamiento del hormigón, así como el arriostramiento continuo del tubo de acero para retrasar el pandeo local y mejorar la ductilidad de la columna bajo carga cíclica. Las uniones de resistencia total de vigas con columnas rellenas de hormigón son necesarias para hacer el mejor uso posible de las virtudes estructurales de estas columnas. Las siguientes directrices sobre el diseño de uniones se basan en las normas AIJ para estructuras mixtas de acero con hormigón armado (AIJ 2001a), aunque se han hecho algunas modificaciones tras tener en cuenta los resultados de los estudios más recientes. El Eurocódigo 4 y las normas AIJ utilizan diferentes aproximaciones para el cálculo de la resistencia de los elementos tubulares rellenos de hormigón. Las normas AIJ adoptan un método de superposición que postula que la resistencia última de un elemento viene dada por la suma de las resistencias últimas de la parte de hormigón y de la parte de acero. El método de superposición requiere cálculos más sencillos que el otro método, que tiene en cuenta las acciones mixtas entre las partes de hormigón y de acero. De acuerdo con la teoría plástica, el método de superposición proporciona una solución límite inferior para una estructura hecha de materiales dúctiles. Sin embargo, este método puede generar un error del lado de la inseguridad si se aplica a elementos mixtos, ya que el hormigón no es lo suficientemente dúctil. Por ello, la resistencia de los elementos mixtos evaluados con el método de superposición debe verificarse siempre mediante comparación con resultados experimentales. El método de superposición es efectivo y ha sido ampliamente utilizado para calcular la resistencia de las uniones mixtas, como se mostrará en las siguientes directrices. 9.4.1 Resistencia a cortante del panel del alma de la columna La resistencia a cortante de cálculo para el panel del alma de la columna Vc,w* puede calcularse como Vc,w* = 1,2 (Ac,p ·
fc 10
+ Ac,w
en donde, para columnas CHS = 2 y para columnas RHS
= 2,5
fc,y 3
)
........................................................9.4
hc,w - 2tc,w hb - 2td
hc,w - 2tc,w hb - 2td
4,0
4,0
149