Proyecto de estructuras de hormigón armado con aceros de alta ductilidad

Abstract

Actualmente, en España se fabrican aceros con características especiales de ductilidad, bajo al tipificación SD en la Instrucción EHE, cuya capacidad de deformación en rango plástico es muy superior a la de los aceros convencionales. La alta ductilidad de estos aceros ofrece potencialmente numerosas ventajas de cara al comportamiento estructural en estado límite último tanto frente a acciones sísmicas como gravitatorias. En esta tesina se estudian las ventajas del uso de este tipo de aceros en el proyecto de estructuras de hormigón armado y se investiga la influencia en la capacidad rotación en rótulas plásticas y de redistribución de esfuerzos en elementos estructurales. Se contempla el uso de hormigones de hasta 100 MPa siendo consistente con el alcance que tendrá la futura Instrucción Española de Hormigón Estructural, EHE (2007). De igual modo, se investiga el uso del confinamiento en el hormigón como herramienta habitual en el dimensionado de piezas dúctiles capaces de producir redistribuciones importantes. Para llevara cabo este estudio se ha desarrollan dos modelos de análisis nolineal de estructuras de hormigón: uno a nivel seccional y otro a nivel estructural. El modelo de análisis seccional considerar secciones de geometría arbitraria constituidas por cualquier combinación de materiales. Asimismo se ha desarrollado una variada biblioteca de modelos de materiales. A nivel estructural, se ha implementado un elemento tipo barra 3D de directriz curva arbitraria basado en la Formulación Matricial Generalizada (FMG). Además de extraer las principales conclusiones y realizar recomendaciones para futuros trabajos de investigación, se ha desarrollado un catálogo de curvas de curvatura plástica y factor de endurecimiento para secciones rectangulares de hormigón abarcando todo el rango de resistencias de la actual instrucción, los tipos de acero y distintos niveles de confinamiento. Siguiendo las recomendaciones elaboradas en esta tesina, puede emplearse dicho catalogo para dimensionar las regiones de rótula plástica para una ductilidad dada.