Rigidez efectiva en columnas de hormigón armado encamisadas: modelado lineal en Etabs y validación con Opensees.

Abstract

Aunque el encamisado de hormigón armado es una técnica habitual en rehabilitación sísmica, su modelado lineal en software comercial enfrenta un vacío técnico: no existe consenso sobre la rigidez real que debe asignarse a la sección compuesta. Esta investigación solventa dicha incertidumbre determinando factores de rigidez efectiva (α) validados numéricamente para su aplicación directa en ETABS. Se desarrolló una arquitectura avanzada en OpenSeesPy mediante discretización por fibras, capturando fenómenos físicos como la inestabilidad P-Delta y el ablandamiento del material. El estudio paramétrico reveló una paradoja física: aunque la resistencia absoluta aumenta con el espesor del refuerzo, la eficiencia relativa de la sección (α) no es constante —contrario a los factores fijos del ACI 318—, sino que sufre una degradación asintótica conforme la sección se vuelve más masiva. El hallazgo central es la formulación de la "Norma de Dilución Geométrica", una ecuación racional que permite calcular el espesor del refuerzo basándose en una rigidez objetivo, reconociendo que la eficiencia se "diluye" al aumentar el volumen. La validación cruzada confirmó que los factores propuestos reducen el error en la estimación de derivas al 0.55% respecto al modelo no lineal. Esto mejora drásticamente las discrepancias cercanas al 25% de los métodos convencionales, proporcionando una herramienta de diseño coherente con la realidad física del daño esperado.