Resumen de Propuesta de unión viga-pilar mediante pernos conectores: MEF y ensayos experimentales
Antonio Aznar López, José Ignacio Hernando García, Jesús Ortiz Herrera, Jaime Cervera Bravo
RESUMEN El objetivo principal de este trabajo consiste en proponer una alternativa más económica y viable como solución de unión entre forjados de hormigón y pilares metálicos, principalmente destinados a estructuras de edificación.
INTRODUCCIÓN La solución que se propone en este trabajo consiste en un grupo de pernos conectores, destinados a transferir las solicitaciones desde las vigas de hormigón hasta los pilares metálicos.
Los pernos conectores (tipo Nelson o Köco) aportan numerosas ventajas dentro del campo de las estructuras; entre ellas se destaca los excelentes niveles de seguridad de sus soldaduras.
DISEÑO DE UNIÓN El diseño de unión propuesto en este trabajo consiste en una unión primaria, capaz de transmitir las solicitaciones desde las vigas de hormigón hasta los pilares metálicos.
Cabe destacar que este diseño de unión es válido tanto para forjados de hormigón como para losas. Además, aporta numerosas ventajas respecto a las uniones habituales, entre las que se destaca la sencillez, la posibilidad de industrialización, la seguridad y la alta capacidad de transmisión de cortante, comparada con las uniones convencionales.
Actualmente, el tipo de uniones que se utiliza en estos casos son las formadas por perfiles metálicos UPN soldados en crucetas a los pilares.
Esta tipología requiere una exhaustiva labor de control y supervisión esenciales para poder asegurar los niveles de seguridad requeridos.
Por ello, una de sus principales desventajas es su relación coste-seguridad.
ANÁLISIS POR ELEMENTOS FINITOS Este trabajo resume los modelos de uniones mediante pernos conectores que han sido analizados mediante simulaciones por elementos finitos en tres dimensiones.
Los resultados obtenidos, tales como las distribuciones de esfuerzos entre los diferentes elementos, la progresión de la deformación, diferentes modos de colapso, la capacidad máxima de carga y la progresión de la fisuración del hormigón han sido analizados en este trabajo.
ENSAYOS DE LABORATORIO Se ha fabricado una serie de uniones entre vigas de hormigón y pilares metálicos a escala 1:1 para su posterior ensayo en laboratorio. En la figura 1 se puede observar una de las uniones fabricadas durante su ensayo. Se han obtenido experimentalmente la resistencia del diseño de unión propuesto, junto con su modo de rotura, patrón de fisuración, etc.
RESULTADOS Finalmente, los resultados obtenidos mediante Elementos Finitos, incluidos los patrones de fisuración, han sido comparados con ensayos experimentales realizados a escala real hasta la rotura.
La figura 2 muestra la comparación de resultados experimentales con los obtenidos mediante elementos finitos.
