Cumplimiento de la hipótesis de Bernoulli en secciones compuestas de muros de hormigón armado

Abstract

Los nuevos desafíos arquitectónicos, han ocasionado que los muros de hormigón armado nacionales, posean largos importantes, con secciones transversales no siempre rectangulares, por lo tanto, los modelos basados en la Hipótesis de Bernoulli y el cálculo del ancho efectivo, podrían no ser válidos para el diseño y detallamiento de estas nuevas configuraciones. Para estudiar estos supuestos, el trabajo comienza validando un modelo tipo shell no lineal para muros de hormigón armado, desarrollado en el framework de elementos finitos SAFE-TB [21]. Usando ensayos experimentales encontrados en la literatura, se obtuvieron resultados satisfactorios para el comportamiento global y el perfil de deformaciones. Modelando muros de hormigón armado con secciones transversales T, canal y compuesta, se verifica que el modelo bajo Hipótesis de Bernoulli, sobrestima la capacidad para muros chatos, en cambio, estima de buena forma la capacidad para muros esbeltos. Adicionalmente, es posible calibrar un modelo analítico para el perfil de deformación del ala traccionada en muros con sección T. Por otra parte, al incluir el efecto del corte en la modelación, ocurre una amplificación de la compresión máxima y una reducción de la tracción máxima en el alma, observadas principalmente en muros chatos. Para evaluar estos efectos, se emplean modelos analíticos calibrados por Ahumada [4] para muros rectangulares. Además de la variación de las deformaciones entre los modelos, el modelo a flexión genera una posición del eje neutro similar al modelo con corte, en efecto, a partir de compresiones superiores al 0.3%, la línea neutra permanece invariable y entre valores de resistencia similares. Finalmente, se calculan los anchos efectivos con la tensión promedio del ala traccionada, encontrando que estos dependen principalmente del largo del ala y de la deriva de techo. Luego de la primera fluencia del ala, el ancho efectivo crece rápidamente, concluyendo que independiente de la geometría y de la esbeltez, el ancho efectivo del ala traccionada equivale a la totalidad de la sección.