Extensión y validación del modelo E-SFI-3D incorporando el efecto de Torsión aplicado a columnas

Abstract

En esta investigación se extendió y validó el modelo E-SFI-3D para esfuerzos de Torsión. Mediante el estudio del problema de Torsión pura, se identifican los desplazamientos que se deben incorporar, siendo estos el asociado al alabeo y los desplazamientos trasversales productos del giro de la sección. Para incorporar el alabeo se utiliza la solución propuesta por Saint-Venant, mientras que para los desplazamientos trasversales se utiliza la hipótesis de pequeñas deformaciones para simplificar una longitud de un arco a una recta. Se estudian dos formulaciones para la extensión del modelo: la primera mantiene la hipótesis de Euler-Bernoulli (secciones planas permanecen planas), por lo que el desplazamiento axial que genera el alabeo no es considerado; la segunda formulación utiliza la teoría de Saint-Venant, por lo que el efecto del alabeo si es considerado. Para validar las dos formulaciones planteadas se utilizan doce especímenes de columnas, con secciones cuadradas y rectangulares, sometidas a Torsión pura y combinaciones de Torsión, Flexión y Corte. Los resultados indican que: la extensión realizada al modelo E-SFI-3D para Torsión entrega buenos resultados en la predicción del valor máximo; sin embargo no entrega resultados representativos en la predicción del ángulo asociado a dicho máximo; el impacto del alabeo en las secciones cuadradas es insignificante y para las secciones rectangulares es cercano al 14%; y por último se observa que el modelo mejora significativamente su capacidad de predicción para casos en que la Torsión está actuando en conjunto con otras solicitaciones, pasando de un promedio de 83% a un 99% de resistencia mostrada en los ensayos en el caso de la formulación que considera el alabeo.