A Study on the Distribution of Shear Forces Between Resisting Mechanisms in an RC Element Without Stirrups

• Autores: Alejandro Pérez Caldentey
• Localización: Hormigón y acero, ISSN-e 2605-1729, ISSN 0439-5689, Vol. 75, Nº 302-303, 2024 (Ejemplar dedicado a: Hormigón y Acero), págs. 109-118
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Estudio de la distribución del esfuerzo cortante entre distintos mecanismos resistentes en un elemento de hormigón armado sin armadura transversal
• Enlaces
  • Texto completo
• Resumen
  • español

    Este artículo explora cómo se distribuye el esfuerzo cortante entre los tres mecanismos principales de resistencia a cortante: resistencia del cordón comprimido, engranamiento de los áridos y efecto pasador. Los modelos de resistencia a cortante dominantes en la actualidad, la teoría de la fisura crítica (Muttoni et al. [1]) y la teoría del campo de compresiones (Collins et al. [2]), sostienen que el principal mecanismo de resistencia a cortante es el engranamiento de los áridos, mientras que estudios más recientes (Marí et al. [3]), sostienen que el principal mecanismo de resistencia es la capacidad a cortante de la cabeza comprimida.

    En este trabajo se utiliza un modelo de elementos finitos para estudiar un ensayo realizado en la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) para tratar de asignar la fuerza cortante a los diferentes mecanismos de cortante para diferentes escalones de carga y dilucidar qué es lo que finalmente provoca el fallo de la estructura. Los resultados muestran que a medida que se incrementa la carga aumenta la parte relativa del esfuerzo cortante que toma el cordón comprimido no fisurado hasta que finalmente se alcanza el fallo por cortante cuando el esfuerzo principal de tracción en la zona situada cerca de la carga, pero hacia el apoyo alcanza la resistencia a tracción del hormigón, generando una fisura que precipita el fallo de la viga.

  • English

    This paper explores how the shear force distributes itself among the three main shear resistance mechanisms: shear resistance of the uncracked compressed chord, aggregate interlock, and dowel effect. Today’s dominating shear models, the critical crack theory (Muttoni et al. [1]) and the compression field theory (Collins et al. [2]) maintain that the main shear-resisting mechanism is aggregate interlock, while more recent studies (Marí et al. [3]), maintain that the main resistance mechanism is the shear resistance on the uncracked compression chord.

    In this paper FEM modelling is used to study a test carried out at the Universidad Politécnica de Madrid (UPM) to try to assign the shear force to the different shear mechanisms for different loading steps and elucidate what finally causes the failure of the structure. The results show that as load is increased the relative part of the shear force taken by the uncracked compressed chord increases until finally shear failure is reached when the principal tensile stress in the area located close to the load but towards the support reaches the tensile resistance of concrete, generating a crack that precipitates the failure of the beam.