Refuerzo por recrecido de regiones “D” en estructuras de hormigón: análisis experimental

• Autores: Raúl Menduiña Montero, Jesús Miguel Bairán García, Antonio R. Marí Bernat
• Localización: Resúmenes de comunicaciones, 2014, ISBN 978-84-89670-80-8, págs. 185-186
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Reinforcement by enlargement of concrete D-regions: experimental analysis
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• Resumen
  • español

    En todas las estructuras de hormigón se considera la existencia de regiones de discontinuidad, regiones D, en las cuales la distribución de tensiones y deformaciones es no-lineal y no puede calcularse con las teorías clásicas de flexión de elementos lineales.

    El diseño de estas regiones, tales como dinteles de puente, encepados y zapatas rígidas, ménsulas cortas y otros elementos de gran canto, se aborda razonablemente en fase de proyecto mediante modelos simplificados de Bielas y Tirantes (BT).

    El método de BT es ampliamente empleado actualmente, principalmente para el caso de nuevas construcciones. Sin embargo, cada vez es más frecuente la necesidad de ampliar o reforzar estructuras existentes, bien por ampliación o cambio de cargas, o como medidas de reparación por deterioros previos. Estos casos implican la existencia de construcción evolutiva, cargas que se introducen en fases previas y daños iniciales que pueden no coincidir con la fisuración en fase final. Si bien estos temas han sido estudiados ampliamente para el caso de regiones B, en el caso de las regiones D existen aún muchas dudas sobre cómo dimensionar y comprobar estas estructuras.

    En este artículo se presentará un estudio experimental sobre el comportamiento resistente de regiones D de encepados de pilotes a escala con diferentes tipos de recrecido: ancho, canto y ancho-canto. Los elementos a ensayar se construyen por fases, teniendo en cuenta el historial previo de cargas en cada etapa. Una vez reforzados, los encepados se ensayan a rotura bajo carga monótona aplicada de acuerdo a diferentes hipótesis de interacción suelo-estructura.

    El objetivo final del estudio es determinar la trayectoria de las cargas en la estructura reforzada, la eficacia de los tres tipos de refuerzo planteados y la validez del método de Bielas y Tirantes planteado en el caso de estructuras reforzadas, con limitada ductilidad.

  • English

    All reinforced concrete structures include regions where the strain distributions are significantly different from what classical beam theories predict, commonly known as disturbed regions (D-Regions). Some examples of D-regions include pier and pile caps, rigid footings, corbels and other deep elements, etc. All these elements can be designed according to current codes by means of plasticity based models, such as the strut-and-tie (ST) method.

    The ST method is widely used, mainly for new constructions. However nowadays it is getting more frequent the need for reparation or retrofit of existing structures, due to change of loads, performance requirements, existing damages, etc. All these cases involve segmental construction, phase loading and handling previous damages that might not match the final stage crack pattern. Though these topics have been widely covered for B-regions, in the case of D-regions some doubts still arise concerning how designing and verification of these elements can be performed.

    This paper presents an experimental study about the structural behavior of D-regions in the form of pile caps. Different pile caps are tested under three enlargement strategies:

    increasing height, increasing width and increasing both height and width. The experimental models are phase-constructed, regarding the previous loading history in every stage. After enlarged, the laboratory specimens are loaded up to failure by increasing the load in accordance to different soil-structure interaction hypotheses.

    The final goal of the study is to determine the effects on the internal stress fields, the effectiveness of the three proposed reinforcement methods and the validity and applicability considerations of the ST methods for design and verification of structures with limited ductility.