Los arriostres de pandeo restringido (Buckling Restrained Braces – BRBs) son considerados también sistemas de protección sísmica y son empleados en el diseño de estructuras modernas, tiene la particularidad que funcionan como elementos con similar desempeño tanto a compresión como a tracción, pudiendo reemplazar a los arriostres convencionales o pudiendo ser incorporados como sistemas complementarios de protección.

Figura N°1 Modelo de BRB (Fuente: Core Brace)

Los BRBs consisten de una placa de acero (que es el elemento deformable, denominado “núcleo”) que está rodeada por un tubo de acero relleno de concreto como se muestra en la figura 2. A  medida que el sismo hace que las fuerzas se eleven dentro del BRB, el núcleo de acero comienza a deformarse generando ciclos de histéresis y disipando la energía. Al estar confinado el núcleo de acero por el concreto a su alrededor, el pandeo no constituye el parámetro determinante para el dimensionamiento del mismo.

Los BRBs restringen el pandeo del núcleo de acero bajo cargas de compresión logrando un límite elástico a la compresión que es aproximadamente igual a su límite elástico a la tracción.  Por lo tanto, el área del núcleo se puede dimensionar para cargas sísmicas en base al esfuerzo de fluencia del núcleo, a diferencia de los arriostres convencionales, que se dimensionan en base al esfuerzo crítico de pandeo de    la sección.

Figura N°2 Configuración de un BRB (Fuente: Core Brace)

La curva histerética de un BRB muestra un comportamiento cíclico simétrico por endurecimiento y deformación debido a la fuerza axial a tensión y compresión, como se muestra en la figura 3. En los BRBs, la principal fuente de ductilidad es la fluencia del núcleo, el mismo que tiene una sección más pequeña como resultado de que el pandeo no es el parámetro determinante en el diseño, haciendo un dispositivo más eficiente con menos material para su manufactura y montaje, además de ocupar menos espacio en los ambientes donde son instalados. Los BRBs son más flexibles que los arriostres convencionales y pueden diseñarse en base a diversos parámetros de desempeño de la estructura en lugar de estar limitados a los requisitos de resistencia al pandeo del acero.

Figura N°3 Curva histerética de un BRB

VENTAJAS DE UN PÓRTICO CON BRBs

• Los códigos como el AISC permiten una reducción de fuerzas sísmicas de diseño en un 25% para sistemas con BRBs.
• En un reforzamiento estructural el uso de los BRBs implica menos interferencias en la super-estructura ya que los elementos de disipación de energía se concentran en los BRBs.
• Los BRBs al emplear un área de acero mínima (debido a que no hay pandeo), el pórtico se rigidiza menos comparado con otros sistemas de arriostres convencionales, además los BRBs incrementan el nivel de amortiguamiento del sistema.
• No se pandean ante cargas de compresión.
• Alta capacidad de disipar energía por deformación sin dañarse y, sobre todo, sin dañar sus marcos  de
• Agregan rigidez y amortiguamiento a la vez.
• Tiempos rápidos de ejecución e instalación.
• Ocupan menos espacio en el ambiente donde se instalan en comparación con los arriostres convencionales.
• Presentan un comportamiento simétrico en compresión y tracción.

Figura N°4 Deformación de un pórtico convencional y con BRB ante un evento sísmico.

CONFIGURACIÓN: A continuación, se muestran imágenes para explicar las diferentes configuraciones que pueden tener los BRBs.

A. DIAGONAL

Figura N°5 Instalación de un BRB en diagonal (Fuente: Corebrace)

B.      CHEVRON

Figura N°6 Instalación de un BRB en Chevron (Fuente: Corebrace)

C.      V INVERTIDA

Figura N°7 Instalación de un BRB en V invertida (Fuente: Corebrace)

A medida que el uso de sistemas de protección sísmica se vuelve más común en el diseño sísmico, se espera que se incremente la aplicación de los BRBs, particularmente para estructuras altas y edificios de gran importancia o que necesitan un alto desempeño. Los BRBs se adecúan a múltiples configuraciones y pueden ser empleados en disposiciones más novedosas usando modelos de dispositivos con una variedad de parámetros que permiten mejorar el comportamiento y el desempeño sísmico de las estructuras.