Estudio experimental de losas de acople de hormigón armado con y sin trabas de refuerzo utilizando LDVT

Abstract

Los edificios en Chile son diseñados, en su mayoría, con sistemas de muros de hormigón armado que son acoplados por vigas y losas. Estos elementos deben ser diseñados para resistir la demanda de desplazamiento cuando son sometidos a la acción de la carga lateral debido al sismo. Es por lo anterior que se realiza el siguiente trabajo de título, cuyo objetivo es entender el comportamiento de una losa de hormigón armado acoplada del marco de una puerta construida con y sin trabas, para estudiar la influencia en el efecto de resistencia y capacidad de deformación. Para cumplir el objetivo, se estudian dos probetas de igual dimensiones y cuantía longitudinal que representan la mitad del ancho del ancho de la puerta, diferenciándose en la presencia de trabas entre los nodos de la malla superior e inferior y cuantía transversal. Se aplica una carga cíclica llevando a distintos niveles de desplazamiento el extremo de la losa en voladizo, provocando que esta rote. La toma de datos se realiza con sensores LDVT para medir desplazamientos y calcular deformaciones. De los resultados se tiene que ambas probetas fallan por punzonamiento, observándose grietas por corte en la zona de la losa cercana al muro. La diferencia es en la resistencia y deformación alcanzada, donde la losa Sin Trabas llegó a una carga máxima de 8821[kgf] a una rotación de 0.025[rad], calculada como la razón entre el desplazamiento medido con el sensor sobre la distancia del borde de muro y extremo de la losa. Por otro lado, la carga máxima alcanzada en la probeta Con Trabas fue de 10963[kgf] al nivel de rotación de 0.061[rad], medido de la misma manera. Los resultados representan un aumento del 24% de resistencia. Además, en el estudio se describe una relación geométrica válida para pequeñas deformaciones, entre la rotación de la losa \left(\phi\right) y la razón entre desplazamiento de techo y altura del edificio (\Delta/\ H\ ~\ \theta). La expresión asume muros idénticos de largo acoplados por una losa rotulada en los extremos de la conexión. Para el estudio realizado, la rotación de 0.025[rad] de la probeta Sin Trabas se esperaría para un edificio con deriva de 0.38%, mientras que en el caso Con Trabas la deriva esperada es de 0.93% según la rotación de 0.061[rad]. Las conclusiones indican que el uso de trabas mejora el comportamiento de las losas de acople del marco de puertas, debido al aumento de resistencia y capacidad de deformación por el confinamiento del hormigón, siendo la zona recomendada para agregar estos elementos la cercana a dos veces el espesor a la conexión con el muro debido a la concentración de deformaciones que ocurre.