Les estructures compostes per bigues armades o pretesades i llosa de compressió, fabricades amb formigons de diferents propietats i executats en dues fases, són molt freqüents en la construcció de ponts i forjats. Tot i això, les normatives no recullen fórmules o models teòrics per al càlcul de la seva resistència vertical com a peça composta, centrant-se igual que la majoria dels assajos realitzats, en la resistència a rasant a la junta.
S'ha desenvolupat un model de resistència a tallant vertical, per a elements compostos per dos formigons, mitjançant l'extensió del “Compression Chord Capacity Model” (CCCM), desenvolupat prèviament a la UPC i la UIB. El model és vàlid tant per a bigues armades com pretensades, tenint en compte que, en el segon cas, a causa de les tensions prèvies a la biga, la profunditat de la fibra neutra a la secció composta fissurada depèn del moment i, per tant, del tallant. En tots dos casos s'han obtingut expressions directes per al càlcul del tallant últim resistit segons el model “CCCM”.
La metodologia desenvolupada consisteix en la determinació de la profunditat de la fibra neutra (la qual pot caure per sobre o per sota de la junta) i de la resistència a tallant incloent-hi la contribució corresponent a cadascuna de les parts de la secció composta. No s'ha considerat la ruptura per esforç a rasant, ja que no és objecte d'aquesta tesi.
Finalment, els resultats s'han comparat amb els d'assajos disponibles a la bibliografia, sobre un total de 38 peces compostes. Els resultats donen prediccions realistes a la resistència a tallant d’aquests elements.
Las estructuras compuestas por vigas armadas o pretensadas y losa de compresión, fabricadas con hormigones de distintas propiedades y ejecutados en dos fases, son muy frecuentes en la construcción de puentes y forjados. A pesar de ello, las normativas no recogen fórmulas o modelos teóricos para el cálculo de su resistencia vertical como pieza compuesta, centrándose al igual que la mayoría de los ensayos realizados, en la resistencia a rasante en la junta.
Se ha desarrollado un modelo de resistencia a cortante vertical, para elementos compuestos por dos hormigones, mediante la extensión del “Compression Chord Capacity Model” (CCCM), desarrollado previamente en la UPC y la UIB. El modelo es válido tanto para vigas armadas como pretensadas, teniendo en cuenta que, en el segundo caso, debido a las tensiones previas en la viga, la profundidad de la fibra neutra en la sección compuesta fisurada depende del momento y, por lo tanto, del cortante. En ambos casos se han obtenido expresiones directas para el cálculo del cortante último resistido según el “CCCM”.
La metodología desarrollada consiste en la determinación de la profundidad de la fibra neutra (la cual puede caer por encima o por debajo de la junta) y de la resistencia a cortante incluyendo la contribución correspondiente a cada una de las partes de la sección compuesta. No se ha considerado la rotura por esfuerzo a rasante, ya que no es objeto de esta tesis.
Finalmente, los resultados se han comparado con los de ensayos disponibles en la bibliografía, sobre un total de 38 piezas compuestas. Los resultados arrojan predicciones realistas a la resistencia a cortante de estos elementos.
Composite sections with reinforced or prestressed concrete beams and non-prestressed concrete slabs, fabricated in different phases with different concrete properties, are very common in the execution of bridges and decks. Despite this, the principal design codes do not include formulas or theoretical models for calculating the vertical shear strength of the composite section, focusing on the horizontal shear resistance, like most of the previous research.
A vertical shear resistance model has been developed for composite elements, by extending the “Compression Chord Capacity Model” (CCCM), previously developed at the UPC and the UIB. The model is valid for both reinforced and prestressed beams, considering that for prestressed beams, due the previous stresses induced in the beam, the neutral axis depth in the cracked composite section depends on the moment and therefore, of the shear. In both cases, direct expressions have been obtained for the calculation of the ultimate shear resistance according to the “CCCM”.
The developed methodology determines the neutral axis depth (which could be above or below the joint), and the vertical shear capacity, considering the contribution of each part of the composite section. Horizontal shear resistance has not been considered, since it is not the subject of this thesis.
The results of the model have been compared with the tests available in the literature, on a total of 38 composite elements. The results provide realistic predictions for the shear vertical strength of the elements.
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