Ductilidad de Secciones de Concreto (hormigón) Armado

Transcripción

1 Ductilidad de Secciones de Concreto (hormigón) Armado Ingeniero industrial Profesor departamento RMME UPC Director Master MEM de Zigurat Tutor UNED

2 DUCTILIDAD La ductilidad, de manera general, se puede definir como la aptitud de un material, un elemento o una estructura en su conjunto, que pueda deformarse de manera inelástica, es decir no elástica, conservando su rigidez y una resistencia que no altere su capacidad portante 1

3 Ductilidad de la sección de hormigón armado 2 El acero material dúctil a tracción-compresión El concreto material dúctil a compresión Limite del 10%0 DEFORMACIÓN PLASTICA DEFORMACIÓN SISMO Ley Parábola- Rectangulo Ley Tracción acero Característica de los materiales

4 DOMINIOS DE DEFORMACIÓN en flexión simple aplicada a la sección de concreto armado 3 Θ = 1/R M = E. I( 1 R ) La curvatura es la inclinación del plano de deformaciones La ductilidad está asociada a la capacidad de girar de la sección de rotura

5 4 DEFORMACIONES TENSIONES Resultantes DOMINIO D3 Pivote de referencia B L.N POSICION RELATIVA x/d Ductilidad

6 Ductilidad de secciones de concreto armado 5 Máxima deformación en el plano A-B de unión pivotes Qué ocurre cuando hay grandes deformaciones del acero traccionado? ( Estructuras sometidas a sismicas)

7 sección concreto acero B Diagrama de interacción de una sección Evolución de solicitaciones M,N sobre una secció Según el teorema de Ehlers toda sección en flexión compuesta se puede estudiar como flexión simple 6 Sección Deformaciones y tensiones Esfuerzos sobre la sección

8 7 Giro sobre el pivote B ε = 3.5%0 1.- Se comprueba que a mayor axil N menos giro de la sección 2.- La flexión plástica solo es posible si N> 1253 kn 3.- Si N > 1253 kn no es posible la deformación plástica PARA QUE AUMENTE LA DUCTILIDAD DE LA SECCIÓN LA POSICION DE LA LINEA NEUTRA HA DE SER MUY PEQUEÑA

9 8 Determinamos la interacción asociada al dominio elástico tomando como pivote εs = 2.5%0 limite elástico acero 1.- Se constata que contra mayor es N, más se acerca a la deformación máxima del pivote B pudiéndose llegar a la rotura prematura. 2.- Se constata que a mayor deformación del acero traccionado, mayor rotación de la sección y por tanto sección más dúctil

10 Ductilidad de secciones de concreto armado Zona a partir de la cual se puede llegar a la deformación máxima del hormigón sin llegar a plastificar el acero traccionado lo cual impide la rotación plástica de la sección 9

11 10 Zona de poca ductilidad Zona de mayor ductilidad

12 Solución para mejorar el comportamiento a compresión Confinar el hormigón con estribos 2.- Limitar la deformación transversal 3.- Mayor capacidad de compresión. 4.- Limitar el ciclo tracción-compresión. Pandeo local 5.- Rigidizació-desrigidización-Histeresis-Efecto Bauschinger

13 12 Aumento resistencia del hormigón en estado biaxial de tensiones

14 13 Aumento de la capacidad de la compresión por efecto de la confinación del hormigón comprimido

15 Deformaciones elásticas y plásticas- Curvaturas ROTULAS PLASTICAS 14 Momento deformación elástica acero Momento de fisuración La rotación de la sección tiene tres componentes Estado no fisurado Estado lineal fisurado Estado plastico

16 Diagrama MOMENTO - CURVATURA Diagrama MOMENTO - ROTACIÓN 15 Mientras que el diagrama Momentocurvatura corresponde a una sección El diagrama Momento-Rotaciones corresponde a una longitud para un determinado estado de carga

17 16 EFECTO DEL DESPLAZAMIENTO DE LA LEY DE MOMENTOS EN LA SECCIÓN FISURADA SEGÚN EL MODELO DE CELOSIA DE RITTER-MÖRSCH

18 17

19 19 Ensayos de laboratorio para confirmar la formación de rótulas plástica Traslación normativa en EC-2 para calcular la longitud de la zona plastificada

20 18 GRÁFICOS EC-2 Y ACI PARA EL CÁLCULO DE LA ROTACIÓN PLASTICA

21 20 Gracias por su atención BIBLIOGRAFIA Proyecto y cálculo de estructuras de hormigón-intemac- J.Calavera Hormigón armado- Ed. Gustavi Gili. Jimenez Montoya-Messeguer-Moran Ductilidad en aceros- CELSA Ductilité des structures en Béton armée HAL archives Ouvert- Sébastien Gieu Proyecto de estructuras de hormigón armado con armaduras de alta ductilidad Tesina de Especialidad en Análisis y Proyecto de Estructuras UPC -Jesús Miguel Bairán García -