Time-Variation of Shear Forces Affecting the Impact Resistance of Reinforced Concrete Beams

• Ulzurrun, Gonzalo S.D. ; Zanuy Sánchez, Carlos ^[1]
  1. [1] Universidad Politécnica de Madrid

     Universidad Politécnica de Madrid

     Madrid, España

     
• Localización: Hormigón y acero, ISSN-e 2605-1729, ISSN 0439-5689, Vol. 75, Nº 302-303, 2024 (Ejemplar dedicado a: Hormigón y Acero), págs. 65-78
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Influencia de la variación temporal de la ley de esfuerzos cortantes en la resistencia frente a impacto de vigas de hormigón armado
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• Resumen
  • español

    Uno de los escenarios más peligrosos para las estructuras de hormigón armado (HA) es la actuación de cargas de impacto, las cuales puden producirse por causas accidentales o incluso provocadas. La investigación experimental ha demostrado que el tipo de fallo de vigas de HA tiende a ser por cortante, debido o a la formación de un "shear plug" en la zona del impacto o al desarrollo de fisuras de flexión-cortante a lo largo del vano. Para poder entender la resistencia a cortante bajo cargas de impacto, es esencial entender cómo las fuerzas de inercia debidas a las aceleraciones generadas por el impacto causan distribuciones de esfuerzos cortantes y momentos flectores diferentes a las que producen las cargas estáticas. En este artículo, se lleva a cabo una determinación experimental de las leyes de esfuerzos dinámicas y un seguimiento de las fisuras de cortante en vigas de HA sometidas a impacto. Se emplea una técnica de correlación digital de impagen apoyada con cámara de video de alta velocidad de grabación para entender la evolución de los esfuerzos en las secciones críticas, para así discutir la capacidad resistente a cortante de estos elementos en conexión con los diagramas de interacción M-V.

  • English

    One of the most hazardous scenarios for reinforced concrete (RC) members is due to the actuation of impact loads. Such impacts may be either accidental or induced events. Experimental research has demonstrated that the failure mode of RC beams is strongly governed by shear, due either to the formation of a shear plug close to the impact point or to the full development of inclined shear-bending cracks along the shear span. In order to analyze the shear strength under impact conditions, it is essential to understand how the development of inertia forces leads to a time-dependent distribution of shear forces and bending moments which differs significantly to those produced by quasi-static loads. In the paper, an experimentally-based determination of shear forces and follow-up of crack pattern is presented for RC beams tested under impact loads. A Digital Image Correlation technique supported by a high-speed camera is used to understand the evolution of shear forces at critical sections and to discuss the ultimate shear strength provided by M-V interaction diagrams.