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Poinçonnement des planchers-dalles en béton armé sur colonnes d'angle et de bord
Espitia Blanch, Gerard
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria de la Construcció; Casas Rius, Joan Ramon; Muttoni, Aurelio
En las losas soportadas por apoyos puntuales y en aquellas que están sometidas a importantes cargas concentradas, así como en zapatas y en otras estructuras superficiales, es necesario verificar la resistencia frente a esfuerzo cortante alrededor del soporte o de las cargas concentradas, ya que frecuentemente ésta es la condición que determina el espesor de la losa o la zapata y también las dimensiones de los soportes o los capiteles. Este fenómeno se conoce como punzonamiento. La rotura por punzonamiento en losas sin armadura de cortante se produce de manera frágil, por lo cual es particularmente indeseable y conviene prestarle gran atención tanto en la concepción como en la ejecución. De manera frecuente, la presencia de pilares de borde y esquina es elevada y su proporción respecto a las columnas interiores es grande. Es por ello que resulta necesaria una buena comprensión del fenómeno del punzonamiento en este tipo de estructuras. El punzonamiento en losas es uno de los problemas más estudiados en las estructuras de hormigón, pese a ello, resulta ser todavía parcialmente desconocido y carece de una unificación en su tratamiento. El dimensionamiento basado en la verificación de un esfuerzo cortante nominal (medido sobre un perímetro llamado crítico) comparado con una resistencia obtenida por métodos empíricos, se impone en casi todas las normativas debido a su simplicidad. Los ensayos muestran que otros parámetros como la cuantía de armadura, el tamaño de árido o el efecto escala tienen también influencia sobre la resistencia nominal. Los objetivos de esta tesina son contribuir a la comprensión del punzonamiento en losas de hormigón armado sin armadura de punzonamiento sobre pilares de borde y esquina, comparar la predicción de las diferentes normas respecto a diversas series de ensayos recogidas en la literatura y verificar el buen comportamiento de la teoría de la fisura crítica. El cálculo de la resistencia al punzonamiento según la teoría de la fisura crítica se basa en un criterio de rotura por el cual la resistencia al punzonamiento VR es inversamente proporcional a la rotación de la losa ψ alrededor del pilar. Cuanto mayor es la rotación de la losa, menor es su resistencia al punzonamiento. O expresado de otra forma, cuanto más rígida es la losa a flexión, más resistirá al punzonamiento. Para determinar la resistencia al punzonamiento de una losa con ayuda del criterio de rotura, es necesario establecer la curva de comportamiento Carga V - Rotación ψ de la losa. Las características de rigidez de la losa definen esta relación V - ψ. La resistencia VR queda definida como la ordenada del punto de intersección entre el criterio de rotura y el comportamiento en flexión de la losa. 3 Los resultados derivados del estudio realizado muestran un mejor comportamiento de la nueva norma suiza (SIA 262-2010) comparado con las otras normas estudiadas, debido principalmente a que se fundamenta en un modelo físico como es la teoría de la fisura crítica y no en modelos empíricos. En general los resultados obtenidos con el Eurocódigo 2 son también satisfactorios, pero en ocasiones se obtiene gran dispersión y por tanto menor fiabilidad. La norma americana ACI 318 resulta ser siempre la más conservadora, obteniéndose también mucha dispersión sobre todo para pilares de esquina. Esta tesina ha sido realizada en el marco de una línea de investigación desarrollada en el departamento de estructuras de hormigón (IBETON) de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne, bajo la supervisión de Luca Tassinari y la dirección de Aurelio Muttoni.
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