Resumen de Modelo cortante-flexión para el dimensionamiento a elu de forjados de vigueta pretensada y bovedilla

Carlos Rodrigo Ribas González, Antoni Cladera Bohigas, Benito Mas Gracia

• español

  Los forjados de vigueta pretensada y bovedilla se utilizan alrededor del mundo y su uso ha sido muy extendido durante los últimos 70 años. Sin embargo, el análisis y diseño de la resistencia a cortante de este tipo de forjados adolecen de un modelo racional acorde con el comportamiento observado. Esta comunicación presenta un modelo de base racional fundamentado en las observaciones de una campaña experimental realizada sobre forjados de vigueta pretensada y bovedilla, donde cabe destacar la posición y ancho de la fisura crítica; y en un análisis no lineal basado en un modelo de fisuración distribuida con rotación mediante el programa TINSA-EVO. Este análisis ha permitido observar la redistribución de tensiones tangenciales después de la fisuración de la vigueta, ver figura 1, y la abertura de las tensiones tangenciales máximas en la entrega ala-alma en ángulo de 45º respecto la horizontal. El método se basa en la suposición de que el mecanismo principal resistente a cortante es el de las tensiones tangenciales que soporta el bloque comprimido a flexión, ya que para el ancho de fisura observado se permite suponer un cortante-fricción prácticamente nulo en ELU. Durante la ejecución de la campaña experimental se constató la influencia de diferentes factores en la resistencia a cortante de esta tipología de forjados, entre ellos, dos no considerados de forma acorde con los resultados experimentales por la normativa actual (EHE-08 y normativa de producto EN-15037-1), como son la forma de la sección en T y el espesor de la capa de compresión.

  El modelo presentado se compara con los resultados obtenidos en la campaña experimental llevada a cabo sobre forjados de vigueta pretensada y bovedilla, mostrando una buena correlación, significativamente mejor que cualquiera de los métodos comparados, tanto en resistencias últimas, ver figura 2, como en modo de rotura predicho. Se observa que las normativas aplicables están muy del lado de la seguridad en cuanto a resistencia a cortante de esta tipología de forjados.

  Por otra parte, se ha extrapolado el método presentado para vigas de hormigón armado sin armadura transversal y con sección en T, analizando 188 ensayos procedentes de la literatura técnica, por su similitud con los forjados objeto de estudio, y se ha comparado con los métodos propuestos en la EHE-08, ACI 318-08 y MC2010. La comparación concluye que el método propuesto considera correctamente las diferentes variables que intervienen en el comportamiento a cortante.

• English

  Beam-and-block floors with prestressed joists have been widely use over the past 70 years the world. However, there is not a rational model consistent with the observed behavior for the analysis and design of the shear strength of such floors. This paper presents a mechanical model founded on observations of an experimental campaign on beam-and-block floors with prestressed joists, which shows the importance of the position and width of the critical crack; and a nonlinear analysis based on a smeared-crack sectional model with rotating-cracks carried out with the software TINSA-EVO. This analysis has revealed a shear stress redistribution after cracking the beam, see figure 1, and the opening of the maximum shear stresses in the compression slab at an angle of 45°. The method is based on the assumption that the primary mechanism of the shear strength is the shear stresses supported by the compression slab. Shear-friction is negligible in ULS due to the observed crack width. The influence of different factors on the shear strength of this type of elements were highlighted during the experimental campaign, including two factors not well considered in current codes (EHE-08 and the European product standard EN-15037-1), such as the T-section and the thickness of the compression slab.

  The model is compared with the results obtained in the experimental campaign of beam-and-block floors with prestressed joists, showing a good correlation, significantly better than the other compared methods, both in strength, see figure 2, and in type of the predicted failure mode. It is observed that the codes are extremely safe in terms of shear strength of this type of elements.

  Moreover, the method was extrapolated for reinforced concrete T-beams without shear reinforcement, due to its similarity to the studied elements. 188 tests from the literature were analyzed and compared with formulations proposed in EHE-08, ACI 318-08 and MC2010. The comparison concludes that the proposed method correctly considers the different variables involved in the shear behavior.