Comportamiento no lineal de losas compuestas por lámina colaborante, con y sin refuerzo convencional. Modelación experimental y numérica.

Abstract

Esta investigación presenta un estudio experimental y numérico de tres sistemas de losas: losas compuestas sin refuerzo convencional, losas compuestas con refuerzo convencional y losas de concreto reforzado de sección transversal multi-trapezoidal (losas macizas que siguen la geometría de la lámina colaborante), en el que se desarrolló ensayos experimentales a flexión de 54 especímenes a escala real y construcción de modelos numéricos aplicando el método de análisis no lineal de los elementos finitos (FEM), la teoría de mezclas serie-paralelo y los modelos constitutivos de los materiales simples: modelo elasto-plástico para el acero y modelo de daño isótropo para el concreto. Se analizó los resultados obtenidos, tales como los efectos de la resistencia a la flexión, la esbeltez, la deflexión, la carga máxima, los esfuerzos en el compuesto y en cada componente, carga máxima última, carga máxima por servicio, el grado de adherencia, la ductilidad y el cortante horizontal por adherencia. Los resultados establecieron que la capacidad a flexión depende de la relación de esbeltez, el grado de adherencia y la configuración geométrica de las losas. Del análisis numérico, se presentó una gran diferencia del comportamiento entre losas compactas y losas esbeltas, donde para losas compactas el modelo no se ajustó a los resultados experimentales (Texto tomado de la fuente)

This research presents an experimental and numerical study of three slab systems: composite slabs without conventional reinforcement, composite slabs with conventional reinforcement and multi-trapezoidal slabs of reinforced concrete (solid slabs that follow the geometry of the steel deck), in which experimental tests were developed at the bending of 54 specimens on a real scale and construction of numerical models using the method of nonlinear analysis of finite elements (FEM), the theory of series-parallel mixtures and the constituent models of simple materials: elastic-plastic model for steel and isotropic damage model for concrete. The results obtained were analyzed, such as the effects of bending resistance, slenderness, deflection, maximum load, stresses on the compound and in each component, ultimate maximum load, maximum load per service, degree of bond, ductility and the horizontal shear by bond. The results established that bending capacity depends on the slenderness ratio, the degree of adhesion and the geometric configuration of the slabs. From the numerical analysis, there was a big difference in the behavior between compact slabs and slender slabs, where for compact slabs the model did not conform to the experimental results.