Estudio experimental de la inestabilidad lateral y pandeo de barras de refuerzo en muros esbeltos de hormigón armado y su influencia en la ductilidad

Abstract

En este trabajo de memoria de título se estudia experimentalmente el comportamiento de muros esbeltos de hormigón armado con modificaciones en el espesor y en el largo con el fin de estudiar la inestabilidad lateral y su impacto en la ductilidad de muros. Se ensayan tres muros de hormigón armado cuyas dimensiones responden a requisitos técnicos propias del laboratorio, es decir, una altura de 3.35 metros que permita anclar el actuador tanto al muro de reacción como a la probeta ensayada, un espesor y un largo variable que cumplan las proporciones de diseño en función de la altura y esbeltez buscadas y una fundación que permita materializar una unión empotrada a la losa de reacción del laboratorio. El primer muro corresponde a una modificación en el diámetro de estribos del muro E1 ensayado por Díaz[1], el segundo muro corresponde a una reducción en el espesor del primer muro mientras que el tercer muro corresponde a un aumento del largo del segundo muro. Las cuantías de refuerzo longitudinal se mantuvieron constantes. Finalmente, se entrega el comportamiento global del muro durante el ensayo y los parámetros relevantes en estudio como la capacidad de ductilidad máxima, resistencia y desplazamientos fuera del plano, con el fin de realizar un análisis comparativo entre los 3 elementos de estudio. El aumento en el diámetro de estribos provoca un cambio en el modo de pandeo de las barras longitudinales de refuerzo, sin afectar la ductilidad del elemento. La reducción del espesor implica una leve reducción en la ductilidad, sumado a un modo de falla dictaminado por la inestabilidad lateral y pandeo global del elemento de borde . Por último, el aumento del largo del muro indica una gran pérdida de ductilidad y un modo de pandeo gobernado en gran medida por los desplazamientos fuera del plano y la inestabilidad lateral en toda la extensión de muro. Para estudiar las distintas variaciones de los parámetros geométricos y de cuantía de acero, se utiliza el parámetro λb, que representa la esbeltez de un muro. Autores que han estudiado la ductilidad en muros indican que la reducción en la ductilidad sigue una tendencia constante cuando se afectan las medidas de la sección transversal del muro, lo cual fue evidenciado en los resultados de este proyecto. Sin embargo, esta tendencia se pierde cuando se incluyen ensayos con variaciones de otro tipo en su montaje (carga axial, altura de muro, etc), lo cual provoca que las predicciones en la ductilidad[2] del set de ensayos no sea precisa. Este trabajo se enmarca en el Proyecto FONDECYT N° 1200023.