Crítica de la CSCT para los artículos del Código Modelo sobre la resistencia a cortante y su efecto de escala en vigas de hormigón armado

• Autores: Abdullah Dönmez, Zdeněk P. Bažant
• Localización: Hormigón y acero, ISSN-e 2605-1729, ISSN 0439-5689, Vol. 75, Nº 302-303, 2024 (Ejemplar dedicado a: Hormigón y Acero), págs. 41-53
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Critique of Critical Shear Crack Theory for fib Model Code Articles on Shear Strength and Size Effect of Reinforced Concrete Beams
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    El efecto de escala de la “Teoría de la Fisura Crítica de Cortante" (“Critical Shear Crack Theory", CSCT por sus siglas en inglés) de Muttoni y colaboradores se aproxima bastante (con diferencias de hasta el 15%) y es asintóticamente idéntica a la ley del efecto de escala energético (“Size Effect Law", SEL), que ha sido ampliamente verificada tanto experimental como teóricamente (y ha sido adoptada por el Código ACI 318 de 2019, para cortante y punzonamiento). No obstante, la deducción y el procedimiento de cálculo de la CSCT ofuscan la mecánica del fallo. En este artículo se demuestra que la CSCT se sustenta en seis hipótesis científicamente insostenibles, que tendrían que ser enseñadas a los estudiantes como si fueran dogmas de fe. Dichas hipótesis hacen que la CSCT no sea fiable para tamaños fuera del rango habitual de ensayos; tanto para vigas con secciones transversales en T, I y cajón, o para vigas continuas. Estas conclusiones están respaldadas por simulaciones de elementos finitos, calibradas experimentalmente, del itinerario de la fisura y de su apertura, de las distribuciones y concentraciones de tensiones durante el fallo, y de la liberación de energía de deformación. Las simulaciones también demuestran que la CSCT es incompatible con el modelo de bielas y tirantes, que está actualizado (en el Código ACI 318 de 2019) para incluir el efecto de escala en la biela de compresión. Por último, se indican deficiencias adicionales de la “Teoría Modificada del Campo de Compresiones" (“Modified Compression Field Theory", MCFT), actualmente integrada en el Código Modelo.

  • English

    The size effect of Muttoni et al.’s critical shear crack theory (CSCT) is shown to be quite close (with differences up to 15%) and asymptotically identical to the energetic size effect law (SEL), which has been extensively verified experimentally and theoretically (and is adopted for the 2019 ACI Code, Standard 318, for both beam shear and punching). However, the CSCT derivation and calculation procedure obfuscates the mechanics of failure. It is shown to rest on six scientifically untenable hypotheses, which would have to be taught to students as an article of faith. They make CSCT untrustworthy outside the testing range; ditto for beams with T, I and box cross section, or for continuous beams. The present conclusions are supported by experimentally calibrated finite element simulations of crack path and width, of stress distributions and localizations during failure, and of strain energy release. The simulations also show the CSCT to be incompatible with the “strut-and-tie” model, which is (for 2019 ACI Code) modernized to include the size effect in the compression strut. Finally, further deficiencies are pointed out for the Modified Compression Field Theory (MCFT), currentlyembedded in the Model Code.