Resumen de Modelo analítico para el análisis de la flexión y fisuración en secciones de HA como alternativa al diagrama de pivotes
Jacinto Ruiz Carmona, Gonzalo Francisco Ruiz López
Esta ponencia propone un modelo para determinar la carga de fallo por flexión en vigas de hormigón armado (HA), evaluando simultáneamente la apertura de fisura durante el proceso de carga. Actualmente el análisis de la rotura por flexión de secciones de hormigón y la comprobación de la apertura de fisura se realizan de forma independiente, cuando en realidad corresponden a un mismo fenómeno físico. El modelo comúnmente utilizado para analizar la flexión en secciones de hormigón es el denominado “diagrama de pivotes”, el cual realiza una serie de gruesas simplificaciones como, por ejemplo, considerar que el acero y el hormigón están perfectamente adheridos entre sí y que, por tanto, su deslizamiento relativo es nulo, o postular que la sección de hormigón permanece plana aun cuando haya fisurado el hormigón, llevando así la hipótesis de Navier a un extremo irreal. Aunque se trate de un diagrama extensamente utilizado, sería necesario actualizar su base teórica, siendo los modelos basados en Mecánica de la Fractura una alternativa adecuada.
El modelo analítico que aquí se propone incorpora el proceso de fisuración de la sección mediante una ecuación de compatibilidad que relaciona la apertura de fisura con el alargamiento de la barra de refuerzo, relacionando así la apertura de fisura con el momento aplicado en la sección. Además, se tiene en cuenta simplificadamente el comportamiento en fractura del hormigón introduciendo, en la punta de la fisura, una fuerza de tracción dependiente de las tensiones cohesivas y de la profundidad de la fisura. El modelo se valida frente a resultados experimentales de vigas de hormigón armado, tanto en carga máxima como en las aperturas de fisura correspondientes.
Este nuevo modelo se podría usar ventajosamente en aplicaciones tecnológicas, ya que permite relacionar el momento aplicado en la sección y la apertura de fisura que produce, pudiéndose llevar a cabo las comprobaciones en ELS y ELU con un único cálculo. Asimismo, permite estudiar la influencia de la adherencia hormigón-acero en el proceso de flexión, lo cual resulta útil en rehabilitación de estructuras.
También permite evaluar la capacidad de rotación de las secciones de hormigón armado. Además, la propuesta reproduce el efecto de tamaño que se manifiesta en el fallo de las secciones de hormigón armado.
