Influencia de las solicitaciones axiles de tracción en la resistencia a cortante de las viguetas de forjado sin armadura transversal

• Autores: David Constantino Fernández Montes
• Directores de la Tesis: Enrique González Valle (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Politécnica de Madrid ( España ) en 2011
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: José Calavera Ruiz (presid.), Jaime Fernández Gómez (secret.), Antonio R. Marí Bernat (voc.), Bernardo Perepérez Ventura (voc.), Juan Carlos López Agüí (voc.)
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología de la construcción
      • Tecnología del hormigón
      • Ingeniería de estructuras
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Archivo Digital UPM
• Resumen

  • En la realización de los estudios de este trabajo se han seguido las siguientes fases y metodología: 1. Estudio y análisis de la documentación bibliográfica existente. 2. Análisis de los ensayos existentes sobre rotura por cortante en elementos lineales sometidos a solicitaciones axiles de tracción sin armadura transversal. 3. Análisis de los ensayos sobre rotura por cortante en elementos lineales sometidos a solicitaciones axiles de tracción realizados por INTEMAC. Rotura por cortante-flexión. 4. Realización de un modelo racional estructural de respuesta sobre elementos lineales traccionados frente al esfuerzo cortante. 5. Contraste entre el modelo desarrollado y los ensayos analizados. 6. Conclusiones finales. Se han revisado los ensayos que estudian la influencia de dichas solicitaciones de tracción sobre cortante realizados por A.H. Mattock en 1969 en la Universidad de Washington para la nueva normativa americana y los que dos años más tarde realizó junto a M.J. Haddadin y S. Hong, de menor número. También se han analizado los ensayos de P.E. Regan en el Imperial Collage en 1971 y se han analizado los ensayos llevados a cabo con el Shell Element Tester por P.E. Adebar y M.P. Collins en la Universidad de Toronto en el año 1999. En todos estos ensayos se produjo la rotura del elemento por cortanteflexión cuya fisuración previa por cortante se desarrolla a partir de las fisuras de flexión. Además se ha analizado y revisado la parte experimental realizada en los laboratorios de INTEMAC para la presente tesis. En estos ensayos, la rotura de todas las viguetas se produjo igualmente por cortante-flexión, tanto en hormigones convencionales como en hormigones de alta resistencia. Se ha verificado la validez del modelo de la Teoría Modificada del Campo de Tensiones para estos elementos lineales sin armadura transversal sometidos previamente a solicitaciones axiles. Asimismo, se ha propuesto una nueva formulación sobre la estimación de la capacidad a esfuerzo cortante por tracción en el alma para elementos lineales de hormigón armado sin armadura transversal sometidos a solicitaciones axiles de tracción. Se ha verificado una correlación adecuada entre las previsiones de la nueva propuesta y los ensayos sobre la rotura por cortante realizados por los distintos autores y por la campaña experimental de este trabajo. Hemos evaluado la validez de las formulaciones de varias normativas vigentes que consideran la influencia de las solicitaciones axiles de tracción en la capacidad a cortante de elementos de hormigón armado sin armadura transversal, entre las que se encuentran la normativa española y americana. Se puede considerar que el trabajo desarrollado en esta tesis ha servido para demostrar que el mecanismo de resistencia a esfuerzo cortante al actuar solicitaciones axiles de tracción es muy complejo debido al gran número de factores influyentes que intervienen conjuntamente; que la estimación de la capacidad última a cortante de ciertos elementos lineales sin armadura transversal en estructuras reales ha de tener en cuenta dichas solicitaciones, las cuales pueden presentarse por fenómenos de retracción y temperatura y que dicha estimación debe ser el resultado o bien de una fórmula experimental suficientemente contrastada o incluso mejor, de la aplicación de un modelo racional estructural de respuesta. The following work methodology has been followed in this document: 1. Study and analysis of available bibliography. 2. Analysis of existing tests with reinforced concrete beams without transverse reinforcement on shear failure under axial loads. 3. Analysis of tests with reinforced concrete beams without transverse reinforcement on shear failure under axial loads made in INTEMAC. Diagonal tension failure. 4. Establish a structural rational model for reinforced concrete beams with shear failure under axial loads. 5. Evaluation of the tests with the proposed model. 6. Final conclusions. The results of shear tests of A.H. Mattock in 1969, made in the University of Washington for the new american concrete design Code, and the results of the experimental program depeloped by M.J. Haddadin, S. Hong and the same A.H. Mattock with a less number of shear tests, which was made two years later, has been checked. Wehave also checked shear tests made by P.E. Regan in the Imperial Collage in 1971, and finally some tests made by P.E. Adebar and M.P. Collins in the University of Toronto in 1999 with the Shell Element Tester. In these tests, the diagonal tension failure of the reinforced concrete specimens was reported, that is the appearance of diagonal tension cracks was later from existing flexure cracks. Furthermore data from the tests made by INTEMAC for the experimental program of this thesis have been analyzed. Every reinforced concrete (RC) beam collapsed in diagonal tension failure, as much in normal strength concrete as in high strength concrete. The validity of the Modified Compression Field Theory for these reinforced concrete specimens without transverse reinforcement under axial loads has been checked. We have also developed a new experimental equation to predict the ultimate shear strength for reinforced concrete structural members without transverse reinforcement under axial loads. The validity of this proposal has been checked with the results of our experimental program and existing tests with reinforced concrete beams without transverse reinforcement on shear failure under axial loads. We have made an evaluation of the tests with the equations of actual codes that consider the influence of axial loads on shear strength, like the Spanish and American codes. With the work made in this Thesis it can be demonstrated that the mechanism of resistance regarding shear under axial loads is very complex because of the great number of factors involved on it; that axial loads, which can be caused by temperature or shrinkage, must be considered in the prediction of the ultimate shear strength for any structural member without transverse reinforcement and that this prediction must be the result of a well checked experimental equation or, even better, the result of a rational response structural model application.