Estudio experimental sobre el comportamiento frente a tensiones tangenciales de elementos de hormigón armado y reforzados con fibras de acero

• Autores: Juan Navarro Gregori, Eduardo J. Mezquida Alcaraz, Javier Andrés Echegaray Oviedo, Pedro Serna Ros
• Localización: Resúmenes de comunicaciones, 2014, ISBN 978-84-89670-80-8, págs. 113-114
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • An experimental study on the behavior of RC and SFRC elements subjected to shear stresses
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• Resumen
  • español

    Teniendo como objetivo la investigación de la transmisión del esfuerzo cortante en elementos de hormigón, se plantea el estudio experimental sobre la cinemática del comportamiento frente a tensiones tangenciales de elementos de hormigón armado y reforzados con fibras de acero.

    Dicho estudio se lleva a cabo mediante probetas de tipo push-off que se ensayan sin prefisruación. Debido a la geometría de estas probetas, se consigue que el elemento trabaje frente a un esfuerzo cortante dominante. De este modo, se pretenden obtener los campos de desplazamientos y de deformaciones producidas en este tipo de elementos.

    El programa experimental planteado en este proyecto consiste en la preparación de diez probetas tipo push-off para ser ensayadas frente a cortante. Estas probetas están fabricadas con diferentes hormigones: cuatro probetas de hormigón armado, cuatro probetas de hormigón armado reforzado con fibras de acero y dos probetas de hormigón sólo con fibras de acero.

    El armado de las probetas se realiza con cercos de cortante de 8mm colocados en el alma de la pieza en dirección perpendicular a la aplicación de la carga. Las fibras utilizadas para el refuerzo del hormigón son fibras de acero de 35mm de longitud y una esbeltez de 65.

    Tras la realización de la experiencia en el laboratorio se dispone, por cada ensayo, de tres fuentes de información tanto para la obtención de desplazamientos como para la obtención de deformaciones: fotogrametría, galgas Demec y transductores de desplazamiento. Estas tres tipologías de medida distintas han proporcionado resultados similares con un error de medida aceptable.

    Como conclusiones del estudio cabe destacar que las curvas tensión tangencial-deformación obtenidas con los tres procedimientos de medida son coherentes.

    También se distinguen las siguientes diferencias de comportamiento entre el hormigón armado y reforzado con fibras, y el hormigón armado: (a) las deformaciones registradas a diferentes alturas del plano de cortante no difieren significativamente, (b) la tensión tangencial de fisuración y la de rotura para el hormigón armado con fibras es mayor que para el hormigón armado y (c) la rigidez fisurada a cortante alcanzada es significativamente mayor para el hormigón armado y reforzado con fibras.

    Del estudio realizado se deduce que la técnica de medición basada en la fotogrametría puede servir para complementar el estudio de los campos de desplazamientos y deformaciones derivados por el efecto del esfuerzo cortante.

  • English

    This research is based on the study of the mechanisms of shear transfer. An experimental work based on the analysis of the kinematics of the shear stress behavior in reinforced concrete and fiber-reinforced concrete elements has been carried out. This experimental study was carried out by testing push-off specimens without pre-cracking. In this sort of specimens, the shear stresses are dominant. Thus, it is intended to obtain the displacement fields and strains in this type of specimens.

    In the experimental program proposed in this project ten push- off specimens have been tested. These specimens are made with different types of concrete: four specimens made of reinforced concrete, four specimens made of steel fiber-reinforced concrete including passive reinforcement, and two specimens made of fiber-reinforced concrete. The shear reinforcement of the specimens was carried out by means of 8mm stirrups crossing the shear plane normal to the load application direction. The steel fibers used for fibers were 35mm of length and 65 of slenderness.

    After completion of the laboratory experience three sources of information for obtaining displacements and strains are available for each test: photogrammetric measurements, DEMEC gauges, and displacement transducers. These three different measurement techniques have provided similar results with significant measurement accuracy.

    One of the main conclusions of the study that is worthy to be noted is that the shear stress -strain curves obtained with the three measurement procedures are consistent.

    Moreover, the following differences have been observed when comparing the behavior between the reinforced concrete and fiber reinforced concrete specimens: (a) the strains recorded at different locations of the shear plane are significantly similar, (b) the shear stress at crack onset for fiber reinforced concrete is greater than that for reinforced concrete, and (c) the shear stiffness achieved after cracking is significantly higher for the reinforced concrete specimens including steel fibers.

    The main conclusions of this experimental study suggest that the measurement technique based on photogrammetric analysis can be used to complement the study of the displacements fields and strains induced by the mechanisms of shear transfer.