Análisis del Pandeo de Barras de Refuerzo Longitudinal para Hormigón Armado Basado en un Modelo de Plasticidad Concentrada

Abstract

El objetivo general del presente trabajo de título es el estudio de un modelo de rotulas plásticas o plasticidad concentrada que representa el comportamiento de barras de acero utilizadas para refuerzo longitudinal en hormigón armado y que permite obtener la curva tensión-deformación promedio de barras sometidas a carga monotónica de compresión.

Para realizar este estudio el trabajo se divide en tres etapas, primero se recopila información de programas de ensayos de barras en compresión para realizar comparaciones entre los ensayos y los resultados del modelo; luego se realiza un análisis de sensibilidad sobre algunos parámetros analíticos del modelo y variables experimentales para poder cuantificar la influencia que tiene cada uno de ellos sobre los resultados; y por último se implementa un modelo de plasticidad distribuida y se compara con el modelo de plasticidad concentrada.

Las comparaciones entre los ensayos y el modelo de plasticidad concentrada indican que el modelo representa de buena manera la forma de las curvas y prácticamente en todos los casos la zona de degradación de capacidad. Sin embargo, se advierten diferencias entre ellos ya que la tensión máxima difiere hasta en un 20%. Mediante el análisis de sensibilidad es posible explicar estas diferencias identificando algunos de los parámetros y variables que influyen más en el resultado del modelo. Estos son: la tensión de fluencia, la tensión máxima, la longitud de la rótula plástica y el largo de la barra.

El modelo de plasticidad distribuida se utiliza para tratar de representar de manera más detallada lo que ocurre en la realidad, donde las deformaciones no ocurren dentro de una rótula plástica sino que a lo largo de todo el elemento. Sin embargo la definición de material y la condición de empotramiento perfecto condicionan que los resultados no sean exactamente los esperados. Aún así el modelo resulta de utilidad y sugiere posibles mejoras en el modelo de plasticidad concentrada, como modificar la longitud de rótula plástica haciéndola dependiente del largo de la barra.