Fractura y Daño en Estructuras Duales de Concreto Armado

(Resumen)

 

En este trabajo se propone un modelo de comportamiento para análisis no lineal de estructuras duales de concreto armado. Este tipo de estructura esta conformada por muros de corte y pórticos dúctiles a flexión, en algunos diseños pueden estar presentes vigas cortas de conexión entre muros de fachada o columnas cortas. En los elementos estructurales la reducción de la relación de aspecto induce altas deformaciones por el gran nivel de los esfuerzos cortantes. El modelo propuesto, basado en la mecánica de la fractura y el daño permite representar los efectos inelásticos asociados a fuerzas cortantes y/o de flexión en muros, vigas, columnas cortas y pórticos esbeltos. La forma de agrietamiento de los diferentes elementos de una estructura dual es analizada con el programa de correlación de imágenes digitales CORRELLI-Q4, el cual muestra de forma cualitativa y cuantitativa el campo de deformaciones y desplazamientos. Los resultados del patrón de agrietamiento de las probetas de ensayo son usados para formular el elemento, el cual se logra ensamblando dos rótulas inelásticas a flexión en los extremos y una viga-columna-muro inelástico a corte en toda la longitud. El modelo se implementa en un programa comercial de análisis no lineal como un elemento finito definido por el usuario. Se simularon un total de cuarenta ensayos experimentales de probetas con diferentes configuraciones geométricas sometidas a cargas monotónicas y siete elementos representativos de una estructura dual sometidos a cargas cíclicas. Los resultados muestran una muy buena correlación para efecto dominante a flexión y de tipo combinado. En falla dominante a corte los resultados son satisfactorios hasta la carga máxima alcanzada por los especímenes, no se incluyen los efectos de estrangulamiento y pérdida de resistencia por fatiga. La ventaja del modelo propuesto es que permitir a través de un solo elemento discretizar estructuras complejas con falla dominante a flexión, corte o de tipo combinada sin que el usuario tenga que hacer consideraciones adicionales o usar diferentes elementos para representar cada efecto inelástico.

 

Autor: Msc. María Elena Perdomo.