PERFORM-3D

Información general

La especificación ASCE 41 “Seismic Rehabilitation of Existing Buildings” se refiere a la rehabilitación de estructuras, pero los procedimientos descriptos en la normativa pueden ser aplicados al dimensionamiento de estructuras totalmente nuevas. Los procedimientos descriptos en la especificación incluyen el método de dimensionamiento basado en los desplazamientos, utilizando un análisis no lineal. 

El PERFORM 3D es una herramienta que implementa de forma genérica el método de dimensionamiento basado en los desplazamientos y, adicionalmente, añade la especificación ASCE 41.

Componentes Estructurales

Elementos

PERFORM-3D incluye los siguientes tipos de elementos:

  • Elementos de barra para vigas, pilares y arriostramientos

  • Elementos de muro para muros resistentes

  • Elementos de losa para pisos

  • Elementos de barra (solo con rigidez axial) de varios tipos

  • Restricciones de pandeo en arriostramientos

  • Elementos de contacto tipo (“Gap”)

  • Aisladores de base (“Friction”, “Rubber”, y “Triple Pendulum”)

  • Amortiguadores con relación no lineal de tensión/deformación
  • Opción “panel zone” para modelar la deformación por corte en las conexiones viga-pilar

  • Opción “Infill panel” para tener en cuenta solo la rigidez y resistencia al corte en las conexiones viga-pilar

  • Opción “Gages” para el cálculo de deformaciones, donde se considera la ausencia de rigidez para la determinación de la ratio de deformación “demand/capacity” 

Componentes

En PERFORM-3D la mayoría de los elementos están compuestos por un determinado número de componentes. Por ejemplo, un elemento de viga podrá estar constituido por diversos componentes.

Propiedades de los componentes

Todos los componentes inelásticos tienen esencialmente la misma relación tensión-deformación. PERFORM-3D tiene en consideración la relación trilineal de cada componente y la respectiva pérdida de rigidez.

Histéresis

La histéresis para un determinado componente, puede contabilizar la degradación de la rigidez. Cada ciclo está debidamente representado para que el usuario pueda comprobar si tiene la forma esperada.

Deformación

La capacidad de deformación se puede especificar para cada componente inelástico, pudiendo evaluar las ratios de “demand/capacity”. Esta se puede especificar mediante 5 niveles de rendimiento.

Estados límite

El número de componentes con ratios D/C puede ser ilimitado. Para simplificar la toma de decisión, podrán agruparse los componentes cuyos valores de ratio D/C sean semejantes.

Estructuras porticadas

Las estructuras porticadas consisten en elementos de vigas y muros. Estas pueden estar constituidas por varios componentes y pueden ser elásticos o inelásticos. Los efectos P-delta pueden considerarse o ignorarse.

Comprobación Estructural

Herramientas

PERFORM-3D incluye varias herramientas de posprocesamiento de los resultados para análisis. Estas permiten al usuario hacer el estudio del comportamiento de la estructura y comprobar la adecuación del análisis. Las herramientas mencionadas consisten:

  • Deformadas. Estas puede animarse para resultados de análisis pushover estático y time-history.

  • Análisis time-history para varios tipos de respuesta, incluyendo desplazamientos de nudos, velocidades y aceleraciones, esfuerzos y deformaciones de los elementos y componentes.

  • Ciclos histeréticos en componentes inelásticos.

  • Diagramas de momentos y esfuerzo transversal para vigas, pilares y muros. Estos pueden ser animados también.

  • Balance energético, con visualización de la disipación de la tensión, energía cinética, trabajo inelástico y energía de amortiguamiento. Incluye también la comparación entre el trabajo externo e interno, que consiste en un buen indicador de la precisión numérica del análisis en cuestión.

Evaluación del Rendimiento

Herramientas

PERFORM-3D incluye varias herramientas que evalúan el rendimiento de la estructura, principalmente:

  • Determinación del desplazamiento–objetivo en análisis pushover. Podrán utilizarse diversos métodos, incluidos en las normativas ASCE 41 y FEMA 440.

  • Ratios de uso para diferentes casos de carga. Los gráficos con  las “ratios de uso” muestran la variación de los desplazamientos en cada grupo de estados límites, seleccionados por el usuario.

  • Envolventes de “ratios de uso” para combinaciones de cargas. Es práctica común el cálculo del análisis time-history para varios sismos (generalmente 7 ó más) para evaluar el rendimiento en base a los valores medios de las ratios de uso.

  • Deformadas representadas con código de colores basadas en la ratio D/C. Estas pueden utilizarse para identificación de los “hot spots” donde los componentes son más frágiles.
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