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4.2.2 Rigidez a tracción

Rigidez a tracción

Figura 4.6 Cuadro de diálogo Cálculo no lineal, pestaña Efecto de la rigidez a tracción

Las especificaciones para el Efecto de la rigidez a tracción (eficacia del hormigón entre fisuras) se pueden definir por separado para el estado límite último, el estado límite de servicio y para la resistencia al fuego.

Aproximación de la rigidez a tracción
Resistencia a tracción (residual) del hormigón

El método se basa en la resistencia a tracción residual del hormigón descrita por Quast [7] que se define en función de la deformación determinante de la fibra de acero dentro de la zona traccionada. Esta aproximación se representa gráficamente en el capítulo 2.4.3.1.

Diagrama característico del acero modificado

Como se describe en el capítulo 2.4.3.2, el Efecto de la rigidez a tracción también se puede considerar a través de una curva característica modificada del acero. El tiempo de cálculo aumentará ligeramente, ya que además del cálculo único en secciones fisuradas (estado II), el análisis requiere un cálculo en el estado no fisurado, así como una determinación de las fuerzas internas de fisuración.

Sin rigidez a tracción

Si no se tiene en cuenta el Efecto de la rigidez a tracción, el programa simplemente distinguirá entre las zonas fisuradas y no fisuradas: En zonas no fisuradas, el programa calcula usando la rigidez correspondiente del hormigón en las secciones no fisuradas (estado I, considerando la armadura longitudinal existente). En zonas fisuradas, calcula con las rigideces disponibles en estado puro II.

Rigidez a tracción

Los valores de cálculo de la resistencia a tracción del hormigón determinan el exponente del área de la parábola de forma que resulte en un aumento afín a la zona de compresión (Ecm = Ectm).

Resistencia efectiva a tracción fct,R

Para considerar el nivel de seguridad adecuado, es posible seleccionar una de las siguientes resistencias que se va a aplicar a la resistencia a tracción del hormigón:

  • f ctm : es el valor medio de la resistencia a tracción
  • f ctk; 0.05 : es el valor característico que corresponde al cuantil del 5 % en la distribución de resistencia a tracción
  • f tk; 0.95 : es el valor característico que corresponde al cuantil del 95 % en la distribución de resistencia a tracción
Factor de ajuste de la resistencia a tracción fct,R

El valor para la resistencia a tracción del hormigón fct,R aplicado para el cálculo se puede ver afectado por un factor de ajuste. Por tanto, es posible considerar las condiciones de contorno como un daño existente.

Pfeiffer [8] sugiere reducir la resistencia a tracción al 60 % (configuración predeterminada).

Esfuerzo axil como esfuerzo inicial

Esta casilla es importante para el cálculo de las fuerzas internas de fisuración: Si se selecciona (no es posible para el método de Quast) [7]), la fuerza axial se mantendrá constante para el cálculo de los momentos de fisuración. Este caso es aplicable en el caso de un elemento pretensado actuante, por ejemplo. Si está claro, se considerará todo el vector de carga para el cálculo de las fuerzas internas de fisuración.

Material hormigón - Parámetros de cálculo

Se prefijan los Valores estándar de los parámetros del hormigón (véase el capítulo 2.4.3.1). Después de desmarcar la casilla (cuarta columna de la tabla), puede influir directamente en la curva tensión-deformación de la zona traccionada. Como los valores dependen entre sí, se ajustan las columnas correspondientes en consecuencia después de una modificación.

Duración de la carga para los casos y combinaciones de carga calculados

Esta sección del diálogo gestiona los coeficientes dependientes de la duración de la carga β para aplicar el término de reducción (εsr2 - εsr1), que son las deformaciones de las fibras de acero determinantes para las fuerzas internas de fisuración en el estado fisurado o en el estado no fisurado (véase el capítulo 2.4.3.2). El coeficiente β depende del tiempo de duración de la carga:

  • 0.25 para carga permanente o repetida
  • 0.40 para carga a corto plazo

Al aplicar un Diagrama característico modificado del acero, puede usar la casilla para decidir si se considera un caso de carga una Carga permanente o una carga a corto plazo.

Para las combinaciones de carga, el coeficiente aplicado β2 representa el promedio de los valores β2 respectivos de los casos de carga contenidos en la combinación.

Cuando calcule elementos de compresión, generalmente tiene que usar el modelo de Rigidez a tracción de Quast. La fuerza de tracción residual puede verse afectada por el Factor de ajuste de la resistencia a la tracción fct,R.

El modelo de Rigidez a tracción con la curva característica modificada del acero se basa en la distinción entre zonas fisuradas (M > Mcr) y no fisuradas (M < Mcr): En la zona no fisurada, el programa realiza un cálculo elásticamente lineal utilizando un módulo de elasticidad constante para el hormigón (Ecm,eff). Sin embargo, en el caso de una compresión predominante, se producen curvaturas considerablemente mayores para las cargas de los momentos menores debido al diagrama no lineal de la curva tensión-deformación del hormigón. Por tanto, los resultados pueden quedar del lado de la inseguridad.

Referencias
[7] Deutscher Ausschuss für Stahlbetonbau (Hrsg.) Heft 415 – Programmgesteuerte Berechnung beliebiger Massivbauquerschnitte unter zweiachsiger Biegung mit Längskraft. Beuth Verlag GmbH, Berlin, 1990.
[8] Pfeiffer, Uwe. Die nichtlineare Berechnung ebener Rahmen aus Stahl- oder Spannbeton mit Berücksichtigung der durch das Aufreißen bedingten Achsendehnung. Cuviller Verlag, Göttingen, 2004.