Modelamiento y Predicción de Capacidad de Corte en Muros Cortos Mediante un Modelo Puntal Tensor

Abstract

Muros de hormigón armado con una proporción de altura versus largo menor a dos, son importantes componentes estructurales en edificios de muros con grandes aberturas y en casi todas las estructuras nucleares. El comportamiento de estos muros cortos en eventos sísmicos es de importancia ya que estos son diseñados para proporcionar rigidez lateral y resistencia en un edificio o estructura. Actualmente, las normas y códigos se enfocan en muros que generalmente fallan por flexo-compresión, mientras que un muro corto está gobernado por los esfuerzos de corte los que son más difíciles de predecir que las fallas por flexión.

En este trabajo se modificó el modelo de Viu (2009), con orígenes en el modelo de Hwang et. al (2001), los que corresponde a un modelo puntal-tensor de compresión reducida para muros cortos, capaz de predecir la resistencia al corte asociada a una falla de compresión diagonal. Este modelo considera un sistema de tres mecanismos resistentes para muros de hormigón armado: diagonal, vertical y horizontal. La modificación principal corresponde a la introducción de un parámetro α que representa la porción del tensor de la armadura vertical distribuida que no se transmite como esfuerzo a la fundación. La respuesta mejora considerablemente al permitir a este refuerzo transmitir el 70% del esfuerzo a la fundación. A pesar de las mejoras, el modelo podría resultar en sobre-estimaciones de la fuerza en los puntales inclinados, causando tracciones en el puntal principal, e indicar degradación de capacidad con el aumento del refuerzo vertical distribuido.

El modelo fue calibrado a partir de una base de datos existente de 252 muros, incluyéndose muros con doble empotramiento, así como muros en voladizo y una amplia gama de valores asociados a la geometría, refuerzo y propiedades de los materiales. Con esta formulación, el promedio de la relación de capacidades de corte del modelo y del ensayo, es de 0.95 con una desviación estándar relativamente baja de 0.20, al compararlo con otros modelos disponibles en la literatura.