COMPARACIÓN TEÓRICO – EXPERIMENTAL DEL COMPORTAMIENTO A FLEXIÓN DE VIGAS DE HORMIGÓN ARMADO MEDIANTE GRÁFICAS MOMENTO-CURVATURA

  • W. Stalin Alcívar Universidad Técnica de Manabí, Portoviejo
  • Néxar Josué Párraga Zambrano Universidad Técnica de Manabí, Portoviejo
  • Juan Carlos Vélez Chunga Universidad Técnica de Manabí, Portoviejo

Resumen

 
Para vigas de hormigón armado el confinamiento mediante el refuerzo transversal mejora su desempeño a flexión (acción simultánea de tracción y compresión), permitiendo mayor resistencia y como consecuencia mayores deformaciones, a la vez que incrementa la ductilidad del elemento, misma propiedad que relaciona la capacidad estructural en el rango elástico y plástico en función de los desplazamientos, todo esto resumido en la gráfica momento-curvatura (M-Φ). El presente trabajo muestra la comparación teórico-experimental del comportamiento a flexión de vigas de hormigón armado mediante la gráfica momento-curvatura, partiendo de una viga base con geometría estándar preestablecida, que se ensaya con una configuración de simple apoyo sometida a una fuerza puntual creciente en el centro de la luz que delimita su deformación. A partir de resultados de ensayos experimentales realizados en la Universidad Técnica de Manabí se genera la gráfica momento curvatura (M-Φ), misma que es confrontada con la obtenida a partir de softwares de elementos finitos y puesta en consideración en base a las teorías clásicas de la flexión del hormigón. En virtud de los resultados obtenidos a partir de la calibración de un modelo de elementos finitos con un porcentaje de error del 2,89% en función de los puntos de cedencia de la gráfica momento-curvatura entre el modelo experimental y el modelo de elementos finitos, se llega a la conclusión de que el elemento puesto en estudio sufre los mismos efectos de fallas (falla primaria: dúctil, falla secundaria: frágil) las cuales están determinadas por el comportamiento que adquiere la gráfica momento curvatura (M-Φ) en dependencia de las deformaciones de los materiales.
 
Palabras claves: Deformaciones, desplazamientos, gráfica momento curvatura, ensayos experimentales, elementos finitos, teorías clásicas.
 
AbstractFor reinforced concrete beams, confinement through transverse reinforcement improves their flexural performance (simultaneous action of tension and compression), allowing greater resistance and consequently greater deformations, while increasing the ductility of the element, the same property that relates to capacity. Structural in the elastic and plastic range as a function of the displacements, all this summarized in the moment-curvature graph (M-Φ). The present work shows the theoretical-experimental comparison of the bending behavior of reinforced concrete beams through the moment-curvature graph, starting from a base beam with pre-established standard geometry, which is tested with a simple support configuration subjected to an increasing point force in the center of the light that defines its deformation.
From the results of experimental tests carried out at the Universidad Técnica de Manabí, the curvature moment graph (M-Φ) is generated, which is compared with that obtained from finite element software and taken into consideration based on classical theories. of concrete flexure. By virtue of the results obtained from the calibration of a finite element model with an error percentage of 2.89% as a function of the yield points of the moment-curvature graph between the experimental model and the finite element model , it is concluded that the element under study suffers the same failure effects (primary failure: ductile, secondary failure: brittle) which are determined by the behavior acquired by the curve moment graph (M-Φ) in dependence of the deformations of the materials.

Index Terms: Strains, displacement, moment curvature graph, experimental essays, finite elements, classical theories.

Citas

1. ACI-318S-19. (2019). Requisitos de Reglamento para Concreto Estructural: American Concrete Institute.

2. Agamez, C., Cova, J., Hechenique, Y., Jaraba, J., Ramírez, L., Vergara, & Villadiego, E. 2018. “Pandeo de columnas y flexión en vigas”. Universidad Tecnológica de Bolívar. Colombia.

3. Aguiar, R. (2003). Análisis sísmico por desempeño. Centro de Investigaciones Científicas. Escuela Politécnica del Ejército, 342.

4. Hognestad, E., Hanson, N. W., & McHenry, D. (1955, December). Concrete stress distribution in ultimate strength design. In Journal Proceedings (Vol. 52, No. 12, pp. 455-480).

5. Norma Ecuatoriana de la Construcción. NEC. (2015).

6. Park, R., & Pauly, T. (1980). Estructuras de concreto reforzado. Departamento de ingeniería civil universidad de Canterbury.México: Limusa.

7. Soria, A., & Vargas, L. (2019). Determinación de la deformación unitaria del hormigón flexible (εcu) elaborado con microfibras de polímeros para la teoría de diseño a flexión de vigas simplemente armadas. Universidad Central del Ecuador

8. Whitney, C. S. (1942). Plastic theory of reinforced concrete design. Transactions of the American Society of Civil Engineers, 107(1), 251-282.
Publicado
2021-07-01
Sección
Artículos