Estudio de la respuesta numérica de losas acopladas de hormigón armado reforzado con fibras de PVA

Abstract

Históricamente la construcción de edificios de gran altura, estructurados en base a muros acoplados por losas ha mostrado ser una solución eficiente ante esfuerzos horizontales generados por cargas sísmicas. Sin embargo, las zonas en torno a los extremos de muros en aperturas como puertas son puntos de tensiones críticas donde las altas concentraciones de esfuerzos se manifiestan visualmente como fracturas del hormigón. El aumento en los estándares de calidad de las construcciones y la búsqueda de mayor seguridad y confiabilidad de las estructuras plantea como objetivo el estudio de alternativas que permitan la mejora en resistencia y ductilidad del material localmente en estas zonas. En ese contexto, el presente trabajo de título tiene como objetivo estudiar el uso de hormigón con adhesión de fibras de PVA (Polyvinyl Alcohol) en losas de acoplamiento, desde el punto de vista teórico/numérico del sistema estructural. Para ello, se estudiarán los sistemas estructurales típicos chilenos en cuanto a su dimensionamiento y detallamiento con el propósito de generar modelos representativos de la construcción nacional. Por otra parte, para representar el comportamiento del hormigón reforzado con fibras de PVA, serán recopilados y analizados datos experimentales disponibles de ensayos a compresión y tracción de probetas, a partir de los cuales se modelan las leyes constitutivas del hormigón reforzado, las que posteriormente son utilizadas como datos de entrada en los modelos numéricos no lineales de muros rectos y muros T acoplados. Una vez definido y estudiado un modelo base, se realiza un estudio paramétrico para determinar la influencia de la cuantía longitudinal de acero, longitud del ala en muros T, ancho de losa, porcentaje de fibra y tamaño del árido en el comportamiento de la losa. Los resultados finales sugieren que la incorporación de fibras en mezclas con arena fina y grava puede mejorar la capacidad, aumentar el momento de fluencia y ductilidad del sistema, además de reducir las rotaciones en la losa, reduciendo la propagación de fracturas en la zona crítica.