Generación automática de esquemas de bielas y tirantes considerando criterios constructivos

Abstract

El método de bielas y tirantes (BT) es de gran utilidad en el dimensionamiento a rotura de elementos de hormigón, particularmente en casos de regiones D donde las hipótesis clásicas de vigas y placas no son aplicables. Aunque el método viene recogido en muchas normativas modernas, existen al menos tres aspectos que limitan un uso más extendido en la práctica: no da información en servicio, la selección de esquemas factibles no es trivial en casos complejos y la solución no es única. En este artículo se propone un método que genera esquemas factibles de BT mediante el uso de análisis lineales y criterios de optimización para modificar la distribución de propiedades del material en la región de estudio. No es necesario disponer un armado inicial y permite considerar criterios constructivos; en particular, se aborda el de armado ortogonal. Se incluyen casos de estudio y ofrecen conclusiones y perspectivas futuras. Strut-and-Tie (ST) method is very useful in the Ultimate Limit State design of reinforced concrete elements, particularly in the case of D regions where beam and plate theories cannot be applied. In spite of being included in most modern design codes, there are at least three issues that limit a more extended use of this method in practice: it doesn’t provide information in service, the selection of suitable schemes is not trivial for complex cases and the solution isn’t unique. In this paper a novel method to produce suitable ST schemes is proposed by combining linear elastic analyses and optimization criteria. It is based on suitable modifications of the distribution of elastic parameters in the structural model. Without requiring initial distribution of reinforcement, it is capable of considering constructability conditions, particularly the condition of orthogonal reinforcement layout is considered in this paper. A series of case-studies are presented and analyzed; finally, conclusions are drawn.