Estudio experimental de uniones soporte-cimentación sometidas a carga cíclica

• Autores: Agustín Romero García, José Luis Bonet Senach, José Rocío Martí Vargas, Juan Navarro Gregori
• Localización: Resúmenes de comunicaciones, 2014, ISBN 978-84-89670-80-8, págs. 111-112
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Experimental study of column-foundation connections subjected to cyclic loading
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• Resumen
  • español

    La ductilidad es una característica necesaria que garantiza la seguridad estructural frente a acciones imprevistas y/o inversiones de carga. Se ha constatado que las estructuras prefabricadas pueden comportarse satisfactoriamente frente a la acción sísmica. El comportamiento de estas estructuras depende fundamentalmente de las conexiones. Sin embargo, son escasos los modelos analíticos y las recomendaciones de diseño, debido principalmente a la existencia de un número muy limitado de ensayos experimentales, lo que supone un encarecimiento de este tipo de estructuras en zonas sísmicas y una pérdida de competitividad.

    En este trabajo se presentan los resultados experimentales de 14 soportes sometidos a una carga lateral cíclica y a un esfuerzo axil constante. Se analiza el comportamiento de la conexión soporte – cimentación y se compara la respuesta entre la unión in-situ y la unión tipo cáliz.

    Las variables de estudio consideradas en el programa experimental han sido: 1) tipo de conexión soporte-cimentación (in-situ y cáliz); 2) nivel de carga axial aplicado correspondiente a valores porcentuales de 10%, 30%, y 45% de la capacidad axial del soporte (Ag·fc), 3) adición de fibras metálicas en la masa del hormigón (60 kg/m3 de hormigón), 4) la esbeltez a cortante (λv = Ls/h), donde h es el canto de la sección transversal y Ls la longitud del soporte, con valores de esbeltez correspondientes a 7.7, 5.8 y 3.8.

    La carga lateral cíclica necesaria para imponer un control por desplazamiento (protocolo de ensayo) se ha definido como ciclos de desplazamiento controlados y expresados en términos de relación de ʺdriftʺ (Δ/Ls), dónde Δ corresponde al desplazamiento lateral de la punta del soporte y Ls a la longitud del mismo. Para cada valor de ʺdriftʺ se aplicaron tres ciclos completos, tal y como se define en el ACI 374.1 (2005), FEMA-356 (2000) y en el FEMA-P-750 (2009). Se fijó para todos los ensayos un criterio de rotura convencional, suponiendo una pérdida del 20% de la capacidad de fuerza en términos de carga lateral FEMA-P-750 (2009).

    Para cada ensayo se ha obtenido, entre otros resultados, información de la capacidad resistente y de deformación de la unión, además de describir el comportamiento en la situación de carga máxima y última de los soportes; también, las curvas ʺbackboneʺ, obteniéndose la ductilidad en desplazamiento y en curvatura. Finalmente, se analizará la diferencia de comportamiento entre ambas uniones así como del resto de parámetros estudiados incidiéndose en recomendaciones de diseño.

  • English

    Ductility is a necessary feature to ensure structural safety against unforeseen actions and / or load reversals. It has been found that prefabricated structures can perform satisfactorily against seismic action . The behavior of these structures depends primarily on the connections. However , few analytical models and design recommendations , mainly due to the existence of a very limited number of experimental tests , representing a rise of the price of this type of structures in seismic areas and a loss of competitiveness.

    In this paper it is presented the experimental results of 14 columns subjected to cyclic loading and a constant axial force . The behavior of the connection column-foundation is analysed and compares the response between cast-in-place and pocket connections.

    The study variables considered in the experimental program were: 1) connection type column-foundation (cast-in-place and pocket), 2) applied axial load level corresponding to percentages of 10% , 30 % , and 45 % of the axial capacity of the column (Ag·fc), 3) addition of metal fibers in the mass of concrete (60 kg/ m3 of concrete ), 4) shear slenderness (λv = Ls/h), where h is the ridge of the cross section and Ls the length of the column, to slenderness values corresponding to 7.7 , 5.8 and 3.8.

    The cyclic loading necessary to impose a displacement control (test procedure) has been defined as controlled displacement cycles expressed in terms of ratio of ʺdriftʺ (Δ/Ls), where Δ corresponds to the lateral displacement of the top of column and Ls is the length of the column. For each value of ʺdriftʺ three complete cycles were applied, as it is defined in ACI 374.1 (2005) , FEMA -356 (2000) and the FEMA -P- 750 (2009). It was set for all tests, a conventional breaking criteria, assuming a 20% loss of strength capabilities in terms of lateral load, FEMA -P- 750 (2009).

    And finally, for each test was obtained, among other results, information on the bearing capacity and deformation of the connection as well as describing the behavior in the situation of maximum load and last of the columns . The curves ʺbackboneʺ (shear -drift and moment-curvature) were also obtained, calculating from them the displacement ductility and curvature.

    Finally, the difference in behaviour between the two connections and the other studied parameters has been analyzed as well as design recommendations.