Puntal de Refuerzo Contra Pandeo: Un Dispositivo Sísmico Innovador

El puntal de refuerzo contra pandeo (BRB, por sus siglas en inglés) es un dispositivo de soporte estructural innovador diseñado para mejorar la resistencia de un edificio a cargas laterales como los terremotos. El BRB exhibe un comportamiento elastoplástico ideal, manteniendo un rendimiento estable bajo cargas cíclicas repetidas. Esto mejora significativamente la ductilidad y la capacidad sísmica de las estructuras. En comparación con los puntales convencionales, el BRB evita el fallo por pandeo bajo compresión, proporcionando una solución sísmica económica y confiable.

Un puntal de refuerzo contra pandeo cuadrado gris

Principio de Funcionamiento
Características
Categoría
Estructura
Especificaciones

Principio de Funcionamiento

El BRB no se pandea bajo carga, proporcionando una rigidez lateral estable para controlar eficazmente la deformación general de la estructura. Bajo acción sísmica, el BRB entrará primero en estado de fluencia, disipando la energía sísmica a través de la deformación plástica del núcleo de acero mientras proporciona amortiguación adicional, reduciendo significativamente el impacto del terremoto en la estructura. Este mecanismo de "fluencia sin pandeo" convierte al BRB en un componente clave para mejorar el rendimiento sísmico de las estructuras.

Principio de funcionamiento de un puntal ordinario

Principio de funcionamiento de un puntal de refuerzo contra pandeo.

Principio de funcionamiento del BRB

Características

Diseño optimizado de la sección transversal. Las dimensiones de la sección transversal son más pequeñas que las de los puntales de acero convencionales, permitiendo un uso eficiente del material y reduciendo el peso propio de la estructura.
Excelente ductilidad. El material exhibe una ductilidad sobresaliente, con capacidad de deformación plástica que cumple con los requisitos del código, y un alargamiento después de la fractura ≥ 20%.
Doble función de refuerzo y amortiguación. El puntal de refuerzo contra pandeo mantiene la capacidad de carga incluso después de la fluencia por compresión, mientras proporciona una relación de amortiguación adicional bajo acción sísmica para mitigar los efectos del terremoto.
Control de desplazamiento sísmico. Cumple con los límites de desplazamiento especificados en la norma GB 50011-2010.
Método de conexión simple. Los puntales de refuerzo contra pandeo pueden instalarse mediante conexiones atornilladas, conexiones articuladas o soldadura, garantizando rentabilidad y facilidad de implementación.
Mantenimiento post-terremoto. Tasa de deformación residual < 0.2% después de terremotos moderados y menores, eliminando la necesidad de reemplazo; reparable mediante renovación parcial o reemplazo completo después de terremotos mayores.

Vistas transversales de núcleos de acero de puntales de refuerzo contra pandeo con diferentes disposiciones.

Vistas transversales de núcleos de acero con diferentes disposiciones

Categoría

Los BRB se dividen en BRB circulares y BRB cuadrados según su forma. Los colores no están estandarizados y pueden personalizarse según los requisitos del proyecto, con opciones comunes que incluyen amarillo, blanco y gris.

Puntal de refuerzo contra pandeo circular azul

Un puntal de refuerzo contra pandeo cuadrado gris y dos blancos dispuestos en orden.

Puntal de refuerzo contra pandeo cuadrado gris y blanco

Tres puntales de refuerzo contra pandeo cuadrados amarillos apilados juntos.

Puntal de refuerzo contra pandeo cuadrado amarillo

Estructura

El BRB consta de cuatro componentes: núcleo de acero deformable, tubo de acero, material no adherente y mortero.

Núcleo de acero deformable: La parte central del BRB, diseñada para resistir todas las fuerzas axiales generadas en el puntal, incluyendo tracción y compresión.
Tubo de acero: Proporciona restricción lateral para evitar que el núcleo de acero experimente pandeo general o local bajo compresión axial. Ofrece soporte lateral a través de la rigidez a la flexión, mejorando la estabilidad estructural.
Material no adherente: Permite que el núcleo de acero se mueva independientemente de la carcasa, evitando la influencia de la deformación de la carcasa en el núcleo de acero. Asegura que el núcleo de acero pueda soportar independientemente las fuerzas axiales según lo previsto en el diseño y realizar la disipación de energía.
Mortero: Colocado entre el núcleo de acero y el tubo de acero, asegura que el núcleo de acero pueda sufrir deformación axial libremente y reduce la fricción entre ambos. Permite que el núcleo de acero se expanda libremente bajo compresión, evitando un aumento en la presión axial debido a la fricción.

Estructura de un puntal de refuerzo contra pandeo.

Estructura del BRB

Especificaciones

Material: Acero
Fuerza de fluencia: 500–1500 kN
Longitud del eje: 5500–8000 mm
Longitud del producto: 3500–6000 mm
Desplazamiento de fluencia de referencia: 4.7–8.3 mm
Tamaño exterior: 150 mm × 150 mm, 200 mm × 200 mm

Tabla 1: Especificaciones de Puntales de Refuerzo Contra Pandeo
Modelo	Fuerza de Fluencia (F)	Longitud del Eje	Longitud del Producto	Desplazamiento de Fluencia de Referencia	Tamaño Exterior (Ancho × Altura)
Modelo	(kN)	(mm)	(mm)	(mm)	(mm)
BRB500-3500	500	5500	3500	4.8	150 × 150
BRB500-4000		6000	4000	5.6	150 × 150
BRB500-4500		6500	4500	6.3	150 × 150
BRB500-5000		7000	5000	6.8	150 × 150
BRB500-5500		7500	5500	7.6	150 × 150
BRB500-6000		8000	6000	8.1	150 × 150
BRB750-3500	750	5500	3500	4.7	200 × 200
BRB750-4000		6000	4000	5.5	200 × 200
BRB750-4500		6500	4500	6.2	200 × 200
BRB750-5000		7000	5000	6.9	200 × 200
BRB750-5500		7500	5500	7.6	200 × 200
BRB750-6000		8000	6000	8.1	200 × 200
BRB1000-3500	1000	5500	3500	4.7	200 × 200
BRB1000-4000		6000	4000	5.5	200 × 200
BRB1000-4500		6500	4500	6.3	200 × 200
BRB1000-5000		7000	5000	6.7	200 × 200
BRB1000-5500		7500	5500	7.4	200 × 200
BRB1000-6000		8000	6000	8.2	200 × 200
BRB1500-3500	1500	5500	3500	4.8	200 × 200
BRB1500-4000		6000	4000	5.5	200 × 200
BRB1500-4500		6500	4500	6.3	200 × 200
BRB1500-5000		7000	5000	6.7	200 × 200
BRB1500-5500		7500	5500	7.6	200 × 200
BRB1500-6000		8000	6000	8.3	200 × 200
Relación de rigidez después de la fluencia: 0.035. Material del núcleo recomendado: Q235B. Si se requieren otros parámetros, la producción puede personalizarse según los requisitos de diseño.

Tabla 2: Propiedades Comunes del Material de la Placa del Núcleo
Símbolos del Material	Punto de Fluencia	Resistencia a la Tracción	Relación de Fluencia	Alargamiento
Símbolos del Material	(N/mm²)	(N/mm²)	(%)	(%)
BLY100	100±20	200–300	≤ 60	≥ 50
BLY160	160±20	220–320	≤ 80	≥ 45
BLY225	225±20	300–400	≤ 80	≥ 40
Q235B	220±15	370–500	≤ 82	≥ 25

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