Las cargas concentradas sobre macizos se encuentran muy habitualmente en las estructuras de hormigón, como ocurre en el caso de cabezas de pilas en puentes o en los anclajes de tendones de pretensado. El flujo de compresiones desde la sección de aplicación de la carga concentrada P hasta la sección situada a una distancia h igual a la dimensión perpendicular a la dirección de la carga aplicada pasa de tener un ancho a correspondiente a la dimensión de la placa de carga a un ancho h . Para equilibrar los cambios de dirección de las compresiones en el hormigón se generan tracciones transversales que pueden generar fisuración longitudinal. Una vez producida la fisura, es necesario colocar armadura transversal a la dirección de aplicación de la carga para asegurar el equilibrio de en la difusión las compresiones. Esta armadura además es la encargada de controlar la abertura de fisura. A diferencia de lo que ocurre en el cordón traccionado de una viga, Ésta fisuración longitudinal no puede distribuirse uniformemente debido a la reducida longitud de las armaduras transversales, formándose una única fisura en el centro de la pieza. La formación de una única fisura concentra en ella la diferencia de alargamiento entre el acero y el hormigón que le rodea y, por tanto, se produce una mayor abertura de fisura que si esta diferencia se distribuye entre varias fisuras. El control de la apertura de fisura puede no quedar resuelto con la limitación tensional del acero que establecen las normas vigentes para la aplicación del método de las bielas y tirantes para el cumplimiento indirecto de las limitaciones del estado límite de servicio. Una abertura excesiva de dicha fisura puede llevar a problemas de durabilidad. Por otra parte, para la aplicación del método de las bielas y tirantes es necesario comprobar que no se produce la rotura por compresión de las bielas. Cuando las bielas están constituidas por un campo de tensiones en forma de botella, tal como se produce en el caso de una carga concentrada sobre un macizo, la verificación del fallo por compresión se reduce a la comprobación de que la tensión máxima en la sección más desfavorable no supera un valor límite. Este valor límite se establece aplicando a la resistencia a compresión simple del hormigón un factor de eficacia. La definición de este factor no está todavía establecida de forma universalmente aceptada ya que su valor depende de multitud de factores. Este trabajo tiene como objetivo estudiar la influencia de diversos factores en el comportamiento mecánico hasta rotura de los campos tensionales en forma de huso como los que se producen en las cargas concentradas sobre macizos. Para ello, en este trabajo se realiza en primer lugar un análisis del estado del conocimiento en la comunidad científica con respecto a las regiones D constituidas por cargas concentradas sobre macizos y las bielas en forma de botella, siendo los parámetros principalmente estudiados en ella: - Coeficiente de eficiencia de la biela - Pendiente de dispersión de la compresión - Cuantía de armado, en especial lo que se refiere a la armadura mínima En segundo lugar, se realiza una simulación numérica con el programa comercial de elementos finitos Straus7, en la que se ha incorporado el comportamiento no lineal y fisurado del hormigón y se han incluido las armaduras de forma individualizada con su comportamiento no lineal. Este modelo numérico se ha calibrado mediante una campaña experimental de ensayos de elementos sometidos a cargas concentradas extraída de la bibliografía. Por último, tras el calibrado del modelo numérico, se ha realizado un estudio paramétrico para analizar la influencia de las principales variables que gobiernan este fenómeno y se ha obtenido y analizado los resultados para extraer conclusiones.
DIRECTOR@/S
- Pedro Miguel Sosa
- José María Vercher Sanchis
- Schöne, Lutz