Efecto del fenómeno de corrosión en barras de refuerzo sometidas a cargas cíclicas utilizando el método de fotogrametría

Abstract

La corrosión del acero de refuerzo deteriora las estructuras de hormigón armado, aumentando su vulnerabilidad y, por tanto, haciéndolas proclive al daño cuando son sometidas a demandas sísmicas. En este trabajo, se investiga el comportamiento barras de refuerzo sujetas a corrosión acelera-da que son consecuentemente ensayadas en forma cíclica en la maquina universal de la Universidad de Chile. Se utiliza un protocolo de cargas cíclicas asimétricas (inferidas de demandas sísmicas) y barras de calidad A630-420H corroídas entre un 10 y un 40% (de su peso) mediante una técnica de corrosión acelerada del tipo uniforme y realizada en dependencias de la Universidad de los Andes. Se emplean e implementan técnicas de fotogrametría para capturar la respuesta cíclica de barras corroídas de diferentes planos para capturar deformaciones por pandeo 3D y estudiar la distribución de deformaciones que la barra experimenta, empleando un patrón de puntos de control a lo largo de la barra. A través de simulaciones numéricas con modelos de elementos finitos en OpenSees y empleando elementos tipo barra con plasticidad distribuida y considerando una transformación corrotacional para incluir el efecto de equilibrio en grandes deformaciones y en consecuencia su respuesta a pandeo, se ajustan los parámetros del modelo constitutivo de Giuffrè-Menegotto y Pinto a los datos experimentales de barras de diversos diámetros, relaciones de aspecto L/D y niveles de corrosión, pudiendo obtener un ajuste adecuado que permite concluir que el parámetro más relevante (como era de esperarse) se relaciona al diámetro efectivo de la barra. Se emplea un escáner 3D para medir la geometría superficial de las barras corroídas. Con dicha geometría se realiza un modelo tridimensional en elementos finitos desarrollado en ANSYS que revela que la forma irregular de las secciones transversales de las barras corroídas influye significativamente en su dirección de pandeo y su respuesta no lineal. De igual forma, se comprueba que al emplear la misma ley constitutiva (de Chaboche) se puede ajustar en forma certera la respuesta de barras de diversas dimensiones o relaciones de aspecto.