Estudio numérico de un muro-panel híbrido para sistemas estructurales ligeros en acero conformado en frío

Abstract

[Resumen] La construcción en acero conformado tiene una demanda creciente en las últimas décadas. En este tipo de construcción se utilizan estrategias de prefabricación de elementos estructurales como son los muros panel a cortante. En este proyecto se va a estudiar un tipo de muro‐panel a cortante hibrido, formado por perfiles conformados en frío de sección abierta junto con celosías basadas en perfiles de sección tubular cuadrada. Este tipo de sistemas estructurales tiene una capacidad de carga lateral mayor con un peso inferior que otras soluciones estructurales, lo que permite mejorar el rendimiento lateral de los pórticos de acero ligero. Se va a simular un ensayo experimental con datos extraídos de la literatura. Se va a realizar un modelo de elementos finitos 3D de un muro‐panel híbrido capaz de reproducir dicho ensayo experimental. El análisis previsto incluye las no linealidades geométricas y del material y la modelización eficiente del contacto en las zonas de unión de los distintos elementos. El modelo calibrado se emplea en el estudio numérico del comportamiento de este tipo muros‐panel a cortante, extrayendo el comportamiento, valorando la resistencia y la rigidez a cortante y el modo de fallo del sistema estructural.

[Resumo] A construcción en aceiro formado ten una demanda crecente nas últimas décadas. Neste tipo de construcción utilizanse estratexias de prefabricación de elementos estruturais como son os muros panel a cortante. Neste proxecto estudiarase un tipo de muro-panel a cortante híbrido, formado por perfís conformados en frío de sección aberta xunto con celosías basadas en perfís de sección tubular cadrada. Este tipo de sistemas estruturais ten una capacidade de carga lateral maior cun peso inferior que outras solución estruturais, o que permite mellorar o rendemento lateral dos pórticos de aceiro lixeiro. Vase simular un ensaio experimental con datos extraídos da literatura. Realizarase un modelo de elementos finitor 3D dun muro-panel híbrido capaz de reproducir dito ensaio experimental. O análisis previsto inclúe as no linealidades xeométricas e do material e a modelización eficiente do contacto nas zonas de unión dos distintos elementos. O modelo calibrado emplease no estudio numérico de comportamiento deste tipo de muros-panel a cortante, extraindo o comportamento, valorando a resistencia e a rixidez a cortante e o modo de fallo do sistema estrutural.

[Abstract] Cold Formed Steel construction has been in increasing demand in recent decades. In this type of construction, prefabrication strategies are used for structural elements such as shear wall panels. In this project, a type of hybrid shear wall-panel will be stuidied, made up of cold-formed steel profiles of open cross section together with lattices based on square tubular section profiles. This type of structural system has a higher lateral load capacity with a lower weight than other structural solutions, which allows to improve the lateral performance of light Steel frames. An experimental test will be simulated with data extracted from the literature. We are going to make a 3D finite element model of a hybrid wall-panel capable of reproducing said experimental test. The planned analysis includes the geometric and material non-linearities and the efficient modeling of the contact in the joint zones of the different elements. The calibrated model is used in the numerical study of the shear behavior of this type of wall-panel, extracting the behavior, evaluating the resistance and shear stiffness and the failure mode of the structural system.