Resumen En este trabajo se realiza un estudio del comportamiento de conectores tipo perno de estructuras compuestas de hormigón y acero mediante la simulación numérica del ensayo push out en sección viga-losa maciza de hormigón. Se analiza el comportamiento de los materiales en régimen no lineal, empleándose en un primer caso un modelo bilineal con criterio de rotura de Von Mises para el acero y el hormigón, y en un segundo caso un Modelo de Daño Plástico para el hormigón. Como herramienta para la modelación numérica se emplea el programa computacional ABAQUS. Se aborda el procedimiento metodológico de modelación numérica del ensayo de conectores. Se observa una buena correspondencia existente entre los resultados numéricos y experimentales, evidenciándose la efectividad del uso del Método de Elementos Finitos para el estudio del comportamiento de conectores. Finalmente, respaldado por los estudios numéricos y experimentales, se realiza una valoración de precisión en la estimación de la capacidad resistente de los conectores obtenida a partir de las normativas: AISC-LRFD (2005), Eurocódigo 4 (2004) y la Normativa Ramal Cubana NR-080-2004, observando que dichas normativas sobreestiman este valor en muchos casos. Palabras claves: Estructuras compuestas, conectores perno, simulación numérica, método de elementos finitos, modelo de daño plástico.
Experimental tests carried out in the laboratory of structures of the National Polytechnic School (Ecuador) in beams with hybrid nodes, increasingly used in the construction of buildings with steel deck slabs, demonstrated that the hybrid nodes does not decrease the strength of concrete beams, reaching approximate values to the theoretical ones for the beam without nodes. With the results of the experimentation and models in finite elements, the trajectory of efforts to perform a Strut and Tie Model (STM) was sought, obtaining areas of steel 15% superior to the design with the flexion formulas of the ACI 318-14. General formulas of the STM are presented for beams of any light with a single hybrid nodes, but it is possible to extend them to several nodes. The experimental evidence and STM shows that the point load is transferred better with the steel beam penetrating the concrete beam, which does not decrease the strength.
Resumen En el trabajo se aborda el estudio de los factores que inciden en la resistencia, en situación de incendio, de las conexiones tipo perno en estructuras compuestas hormigón-acero con tipología de viga y losa maciza. Se realiza el diseño del experimento, la modelación térmica de los especímenes del ensayo push-out y el análisis de significación de diferentes parámetros en las relaciones de temperatura en secciones compuestas con vigas sin revestimiento y con revestimiento contra incendio. Por último, se proponen las temperaturas a considerar en el hormigón y el conector, expresadas como porcientos de la temperatura en el ala del perfil, para determinar los factores de reducción de la resistencia de la conexión en situación de incendio. Los resultados demuestran que los porcientos propuestos por EN 1994-1-2 (2005) para determinar la temperatura en el hormigón y el conector a partir de la temperatura en el ala no son válidos para todas las situaciones de diseño dentro del alcance del código.
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