Análisis numérico del comportamiento resistente de la patente UPC P200801846

Abstract

El nuevo sistema de unión UPC P200801846 entre el acero y el hormigón, patentado en la Oficina de Patentes de España y en la European Patents Office, está enfocado a mejorar la capacidad resistente por deslizamiento de los forjados mixtos actuales. De él se espera que ofrezca cualidades superiores en cuanto a resistencia rasante en comparación con los sistemas actuales basados en perfiles colaborantes con embuticiones. La razón de ello es que la invención aquí presentada descarta éste último sistema, el cual acelera la separación entre los dos materiales por el efecto cuña, y se decide por la creación de unas coronas de tres o más puntas conformadas por un punzonado pasante. Éstas, al presentar unos perfiles cóncavos que quedan embebidos en el hormigón, causan una menor tendencia a la separación vertical. Por ello, para observar de forma detenida el comportamiento del sistema UPC P200801846 frente al deslizamiento longitudinal relativo entre la chapa de acero y el hormigón y, a la vez, extraer valores representativos del esfuerzo rasante último del nuevo sistema, se ha diseñado un modelo numérico no lineal. Así pues, en el presente proyecto final de carrera se ha modelado mediante elementos finitos el nuevo sistema de unión discretizado en una sola corona con su superficie de chapa plana correspondiente, así como un volumen de hormigón acorde. Para ello se ha definido y validado un modelo constitutivo de los dos materiales que intervienen, una geometría de referencia y una malla de elementos finitos. Con el modelo numérico validado se ha efectuado una serie de análisis no lineales. Estas simulaciones han ido encaminadas hacia la realización de un estudio paramétrico de la resistencia rasante del sistema UPC P200801846 frente a un deslizamiento longitudinal relativo entre el hormigón y la chapa. Los parámetros considerados para el análisis han sido: el grosor de la chapa de acero estructural empleada, el tipo de hormigón utilizado según su resistencia a compresión, el número de coronas habidas por unidad de superficie en la chapa y la orientación de éstas con respecto al deslizamiento impuesto. De este modo, se ha determinado qué factores de los enunciados afectan en la resistencia rasante del nuevo sistema, en qué medida, y cuál es la causa que provoca el colapso de la unión según UPC P200801846 frente a un deslizamiento entre el acero y el hormigón.