Validación de modelo de interacción flexión-corte en elementos de hormigón armado

Abstract

En la actualidad cada vez existen más elementos susceptibles de fallar al corte, por lo cual es importante entender y modelar correctamente estos elementos, considerando la interacción de todas las cargas que actúan sobre estos. Las ménsulas, vigas altas, columnas cortas y uniones viga-columna son parte de estos elementos que fallan al corte debido a su geometría, por ende, es relevante considerar modelos que reproduzcan su comportamiento de forma precisa y eficiente. El modelo de muros ESFI-MVLEM, creado por López (2020), captura la interacción flexión-corte a través de paneles de hormigón armado conectados por vigas rígidas. A diferencia de modelos anteriores, se utiliza una expresión calibrada de las deformaciones horizontales, lo cual disminuye el costo computacional respecto a trabajos precedentes. Además de su formulación no lineal, el modelo utiliza la ley constitutiva cíclica de Chang y Mander para el hormigón y el modelo de Menegotto y Pinto para el acero. De esta forma, el modelo reproduce adecuadamente la curva de histeresis carga-desplazamiento de muros esbeltos, medianos y chatos. En el presente trabajo se valida la aplicación del modelo ESFI-MVLEM en ménsulas, vigas altas, columnas y uniones viga-columna. Sin embargo, se realizaron cuatro modificaciones relevantes: regularización de los elementos de la discretización, incorporación de un modelo de acción de dovela elasto-plástico, aumento de la ductilidad del hormigón a tracción y aumento de la cuantía transversal para añadir el efecto del confinamiento en uniones vigacolumna. Debido a la sensibilidad del modelo de ángulo fijo y las diferencias geométricas entre los muros usados para la calibración del modelo ESFI-MVLEM y los elementos estructurales de este trabajo, se decide modificar la ductilidad del hormigón a tracción para disminuir problemas numéricos. Para validar los resultados del modelo, se recopila una base de datos de 109 ménsulas, 182 vigas altas, 31 columnas y 92 uniones viga-columna. De esta forma, se evalúa la razón de la resistencia Vmodelo/Vensayo obteniendo un promedio de 1.1035 para todos los elementos y un coeficiente de variación de 0.2646. Además, se estudia la dependencia de los resultados para todos los elementos respecto a variables significativas en la capacidad al corte de elementos de hormigón armado. Por último, se comparan los resultados con modelos de la literatura, normas y el modelo computacional de flexión MVLEM.