Interacción flexión-cortante-axil en piezas de hormigón armado

Abstract

Actualmente la mayoría de los métodos utilizados para proyectar estructuras de hormigón armado tratan por separado la respuesta de la sección frente a estados últimos de flexión compuesta y cortante. Sin embargo, el estudio de secciones de hormigón armado sometidas a esfuerzos combinados de flexión, cortante y axil es muy frecuente en la práctica. Esto ha propiciado la realización de campañas experimentales en todo el mundo que resaltan la necesidad de una formulación que explique el comportamiento a cortante bajo solicitaciones normales y tangenciales combinadas.

La actual instrucción española del hormigón EHE introduce parcialmente en su formulación aspectos relativos a la interacción de esfuerzos en el término que cuantifica la contribución del hormigón al esfuerzo cortante de agotamiento por tracción en el alma. Tanto la intuición como la práctica indican que el término que tiene en cuenta la contribución de la armadura pasiva a dicha resistencia a cortante debería depender de alguna manera de los esfuerzos de flexión y axil. El Documento 0 de la nueva instrucción EHE incorpora ya esta última modificación.

En esta tesina se ha realizado un estudio del comportamiento a cortante frente a solicitaciones combinadas de flexión, cortante y axil en dos tipologías de secciones con el modelo numérico antes mencionado. Las dos geometrías del análisis han sido sección rectangular y tubular. La primera, por ser de las más utilizadas en la práctica (principalmente en edificación), y la segunda por la inexistencia de una formulación explícita para el cálculo de la respuesta a cortante en los distintos textos normativos.

Aprovechando las ventajas de la modelización numérica con elementos finitos, se han analizado la evolución de las deformaciones y tensiones y sus distribuciones en la sección. Se han realizado diagramas esfuerzo-deformación para flector y cortante, así como gráficos de tensiones normales y tangenciales en el hormigón para ambos tipos de secciones en aras de presentar y comprender el problema.