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Título:
Modelo puntal-tensor aplicado al diseño de elementos de hormigón armado
Autor:
Azócar Aedo, Miguel Angel
Profesor Patrocinante:
Castro Bustamante, Adolfo
Grado a Optar:
Ingeniero Civil en Obras Civiles - Licenciado en Ciencias de la Ingeniería, mención Obras Civiles
Materia:
hormigón armado; diseño de estructuras
Universidad:
Universidad Austral de Chile
Facultad:
Facultad de Ciencias de la Ingeniería
Escuela:
Escuela de Ingeniería Civil en Obras Civiles
Año de Aceptación:
2004
Resumen:
El hormigón Armado ha estado presente desde hace mucho tiempo en el diseño de estructuras. La teoría clásica de diseño elástico ha quedado un poco atrás, dando paso en las últimas décadas al diseño plástico. Un método de diseño que mezcle la teoría elástica y plástica sería muy conveniente y reuniría los requisitos de seguridad y serviciabilidad en estructuras. El modelo puntal-tensor ha evolucionado en la actualidad como uno de los métodos con mayor auge entre los investigadores debido a la mezcla entre teoría elástica y plástica que lo sustenta. La división de un elemento en zonas estructurales es una de las innovaciones que posee el método puntal-tensor, tratando a la estructura como un todo sin separar los tipos de esfuerzos presentes en ella. Las zonas con mayor discontinuidad de esfuerzos son denominadas zonas D, y las zonas con esfuerzos uniformes se nombran como zonas B. La estructura internamente se diseña con un reticulado imaginario que posee puntales de hormigón, tensores de acero y uniones entre ellos que se denominan nodos. El diseño de modelos puntal-tensor debe hacerse con una disposición de puntales, tensores y nodos lo mas parecida posible a los caminos o flujos de esfuerzos que recorren internamente una estructura. El detallado de los elementos del modelo debe realizarse tomando en cuenta los esfuerzos y deformaciones a que son sometidos. Diversos autores han dado valores de resistencia máxima efectiva para puntales, tensores y nodos. Las aplicaciones del método puntal-tensor se dan en diferentes tipos de elementos estructurales, algunos de los cuales han sido estudiados con detención como el caso de vigas altas, consolas, uniones viga-columna y también elementos tridimensionales tales como pilas de hormigón. Otros elementos estructurales no han sido analizados por los investigadores con igual entusiasmo. Los muros de corte son elementos que perfectamente pueden permitir la inclusión de modelos puntal-tensor en su diseño, debido a que se analizan como zonas de discontinuidad de esfuerzos. La construcción de modelos puntal-tensor para muros sin aperturas es un aporte al estudio de estos elementos, que son ampliamente utilizados para soportar solicitaciones de corte dentro de una estructura. El código ACI 318-02 ha incluido un anexo que contiene disposiciones de diseño de elementos considerando modelos puntal-tensor dentro de ellos.
Abstract:
The reinforced concrete has been present for many years in the design of structures. The classic theory of elastic design has been a little behind, opening the way in the last decades to the plastic design. A design method that mixes the elastic and plastic theory would be very convenient and it would gather the requirements of security and serviciabilidad in structures. The strut-and-tie model has become at the present time one of the methods with more preference among the investigators due to the mixture between elastic and plastic theory that sustains it. The division of an element in structural zones is one of the innovations that possesses the strut-and-tie model, treating the structure globally without separating the stresses present in an element. The zones with more discontinuity of stress are denominated D-Areas, and the zones with uniform stress are named B-Areas. The structure internally it is designed with an imaginary truss made of concrete struts, ties and intersections between it named nodes. The strut-and-tie model should be made with a disposition of struts, ties and nodes following the possible flows of stress that travel internally in a structure. The detailed of the elements of the pattern should be carried out considering the stress and strain in the structure. Several reserchers have given values of effective maximum resistance for struts, ties and nodes. The applications of the strut-and-tie model are present in different types of structural elements, and some of this elements have been studied with detention like deep beams, corbels, beam-column joits and also three-dimensional elements like pile caps. Other structural elements have not been analyzed by the investigators with equal enthusiasm. The shear walls are elements that perfectly allow the inclusion of strut-and-tie model in their design, because they are analyzed as areas of discontinuity of stress. The construction of strut-and-tie model for shear walls without openings is a contribution to the study of these elements and they are usually used to support shear solicitations inside a structure. The code ACI 318-02 has included an appendix that contains dispositions of design of elements considering strut-and-tie models inside them.
Palabras Clave:
hormigón armado; estructuras; costrucción; diseño de estructuras
Editor:
Universidad Austral de Chile - Sistema de Bibliotecas - Programa Cybertesis
Formato:
text/pdf
Idioma:
es
Copyright:
Azócar Aedo, Miguel Angel
Dirección Electrónica:
http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2004/bmfcia996m/doc/bmfcia996m.pdf