Desarrollo de un modelo numérico para el estudio del comportamiento a rasante en forjados nervados de chapa colaborante

• Autores: Héctor Cifuentes Bulté, Fernando Medina Reguera, Fernando Medina Encina
• Localización: Resúmenes de comunicaciones, 2014, ISBN 978-84-89670-80-8, págs. 227-228
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • A numerical model to analyze the longitudinal shear bond behaviour in composite slabs with cold-formed steel deck
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• Resumen
  • español

    Los forjados nervados de chapa colaborante suelen presentar unos valores de esbeltez para los que el mecanismo de fallo predominante es el originado por un esfuerzo rasante longitudinal. Este esfuerzo rasante produce un deslizamiento entre el hormigón y el acero de la chapa nervada que caracteriza el comportamiento dúctil/frágil del forjado. Así, si se analiza una curva de comportamiento típica de un forjado colaborante se distingue habitualmente entre el valor de la carga que produce el primer deslizamiento hormigón-acero y la carga máxima que provoca el colapso del forjado.

    El comportamiento de la conexión hormigón-acero condiciona notablemente el comportamiento del forjado y debe ser determinado mediante análisis experimental. No obstante, es de interés el desarrollo de un modelo numérico que permita la modelización del comportamiento en la interfase hormigón-acero en este tipo de forjados. Así, se podrá determinar el grado de conexión hormigón-acero y analizar la influencia de determinados parámetros de interés, como pueden ser el espesor de la chapa de acero o la rigidez del hormigón.

    En este trabajo se presenta un modelo numérico realizado en LUSAS para el análisis del comportamiento frente a esfuerzo rasante longitudinal de forjados nervados de chapa colaborante. El modelo considera la adherencia hormigón-acero y permite determinar la carga de primer deslizamiento por la actuación de un esfuerzo rasante longitudinal. La calibración del modelo se ha realizado en base a los resultados experimentales ya obtenidos previamente por los autores sobre forjados colaborantes sometidos a ensayos de flexión en cuatro puntos según las indicaciones del EC4. Con los resultados obtenidos se ha realizado un análisis paramétrico sobre la influencia del espesor de la chapa nervada colaborante en la resistencia a esfuerzo rasante del forjado.

  • English

    The composite slabs made with cold-formed trapezoidal steel decks usually present a slenderness values for which the predominant failure mechanism is caused by longitudinal shear stresses. These stresses produce a sliding between the concrete and the steel ribbed deck which characterizes the ductile / brittle behaviour of the composite slab. Therefore, if we consider a typical load-displacement curve of a composite slab usually it can be distinguished the value of the load causing the first concrete-steel sliding from the load that causes the collapse of the slab.

    The behaviour of the steel-concrete bond significantly affects the behaviour of the slab and it should be quantified through experimental analysis. However, it is of interest to develop a numerical model that allows modeling the bond behavior at the concrete-steel interface. On that way, the degree of the steel-concrete connection could be determined numerically and it will allow to analyze the influence of certain parameters of interest, such as the thickness of the steel sheet or the strength of the concrete.

    This paper deals with a numerical model made in LUSAS for the analysis of the longitudinal shear bond behaviour of composite slabs with cold-formed steel decks. The model considers the concrete-steel bond behaviour and determines the load causing the first slip between steel and concrete caused by the action of a longitudinal shear stresses.

    Model calibration was performed based on the previous experimental results obtained by the authors on composite slabs subjected to four-point bending tests as shown in EC4.

    Based on the results was performed a parametric analysis on the influence of the sheet thickness on shear bond strength of the composite slab.