Modelo de tirantes y zapatas para predecir el comportamiento a cortante de uniones viga-pilar interiores de H.A....

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Estructural
• Ingeniería Sísmica
• Ciencia de los Materiales

Sus antecedentes:

• Las uniones viga-pilar son componentes críticos en las estructuras de hormigón armado (H.A.), exhibiendo un comportamiento mecánico complejo bajo cargas sísmicas.
• El modelado preciso de la relación tensión-deformación por cortante de la unión es crucial para el análisis de elementos finitos (AEF) fiable del rendimiento sísmico de las estructuras de H.A.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y validar un modelo innovador de tirantes y zapatas (STM) para predecir la relación tensión-deformación por cortante en uniones viga-pilar interiores de H.A.
• Evaluar la precisión y eficacia del STM propuesto comparando sus predicciones con datos experimentales y modelos existentes.

Principales métodos:

• Se probaron seis especímenes de uniones viga-pilar interiores de H.A. bajo carga cíclica para observar la deformación por cortante y los patrones de fallo.
• Se formuló un STM novedoso basado en observaciones experimentales de las características de deformación y los patrones de fisuración.
• Las predicciones del STM se validaron con resultados experimentales publicados de 23 uniones viga-pilar interiores de H.A. y se compararon con el modelo de Zhao-Yang.
• El STM se integró en el AEF utilizando el software OpenSees para analizar la histéresis de carga-desplazamiento y las deformaciones por cortante de la unión.

Principales resultados:

• El STM propuesto demostró una mayor concordancia con las curvas envolventes de tensión y deformación por cortante de la unión experimental en comparación con los modelos existentes.
• El STM redujo significativamente el error absoluto medio (MAE) de la tensión máxima y aumentó el coeficiente de determinación (R²) en comparación con el modelo de Zhao-Yang.
• Los resultados del AEF utilizando el STM reprodujeron con precisión las curvas de histéresis de carga-desplazamiento y las deformaciones por cortante de la unión experimentales, confirmando su aplicabilidad.

Conclusiones:

• El STM desarrollado proporciona una predicción muy precisa de la relación tensión-deformación por cortante para uniones viga-pilar de H.A.
• El STM propuesto mejora el análisis sísmico de estructuras de H.A. al mejorar el modelado del comportamiento del núcleo de la unión en el AEF.
• El estudio valida la aplicabilidad práctica y la eficacia del STM en simulaciones de ingeniería estructural.