Developing of a highly stiff and ductile reinforced connection concept with enhanced pinching for timber structures
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Date
2021
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Abstract
En ingeniería de la madera, conexiones rígidas suelen estar acompañadas con penalizaciones en términos de ductilidad, sin mencionar problemas asociados al desempeño sísmico, como el pinching. Esta investigación presenta un nuevo concepto de refuerzo para conexiones titulado Gap Reinforced Fastened Connection (GRFC) que evita los problemas de rigidez-ductilidad y el pinching en la madera. El refuerzo se lleva a cabo mediante la adhesión vía epoxi de una placa de acero a la madera, luego se incorpora una segunda placa de acero distanciada un cierto gap respecto al plano de corte del conector. El mecanismo de falla consiste en forzar el desarrollo de las rótulas plásticas de los conectores al interior de este gap, evitando el aplastamiento de la madera, obteniendo un comportamiento dependiente solo de las propiedades de los conectores y de la interacción de estos con las placas de refuerzo. Los resultados experimentales han mostrado que, si bien el pinching no ha sido eliminado totalmente, este se reduce considerablemente. Esta reducción está directamente relacionada con el diámetro del conector utilizado, mostrando un mejor comportamiento mecánico para diámetros pequeños. Tanto los valores de rigidez como de ductilidad de la GRFC clavada fueron superiores a los valores de conexiones no reforzadas reportados en la literatura, alcanzando hasta 3.96 y 4.71 veces los valores de rigidez y ductilidad, respectivamente. La incorporación del GRFC permite reducir drásticamente el espaciamiento entre conectores, permitiendo utilizar los espaciamientos prescritos para acero, dado que el refuerzo elimina el riesgo de los efectos de grupo que desencadenan los modos de falla frágiles de la conexión. Mediante la incorporación del concepto GRFC se evita el típico trade-off entre rigidez y ductilidad de las conexiones de madera, permitiendo mejorar el rendimiento de conexiones rígidas que requieran una alta ductilidad, como por ejemplo las conexiones hold-down o de marcos de momento.
Description
Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2021