General
Los valores límite para la deformación aparente de los componentes de hormigón armado están predefinidos por las condiciones de la sección fisurada y no fisurada. RF-CONCRETE Deflect ofrece el análisis de deformación teniendo en cuenta el estado fisurado en la sección. Se calculan las rigideces eficaces en los elementos finitos según la condición de sección existente. Estas rigideces eficaces se usan para los elementos superficiales en un cálculo posterior por el MEF. Las rigideces eficaces se controlan mediante el coeficiente de distribución de carga ζ, que se explicará con más detalle en el texto siguiente.
Aplicación del coeficiente de deformación ζ en el análisis de deformaciones
El coeficiente de deformación ζ también se conoce como fisura o factor de daño en la literatura. El uso del coeficiente de deformación ζ se especifica en el análisis de deformación en la ecuación 7.18 de EN 1992-1-1 [1].
La variable representa el parámetro de flecha analizado (por ejemplo, la curvatura). aI y aII son los parámetros de flecha para los estados no fisurado y fisurado. La ecuación muestra que ζ = 0 será determinante para el estado de la sección no fisurada (estado I).
Si utiliza el parámetro de flecha general a para la curvatura de la sección (ver fórmula 2), recibirá una aproximación para determinar la rigidez eficaz de la sección.
Determinación del coeficiente de distribución ζ
El coeficiente de distribución ζ es un indicador en el análisis de deformaciones que muestra si una sección está fisurada o no. Además, el coeficiente ζ considera la interacción del hormigón entre las fisuras (rigidez a tracción). La aplicación de la rigidez a tracción se puede controlar en la configuración de RF-CONCRETE Deflect (ver figura 01). Por lo tanto, estas dos situaciones (teniendo en cuenta y sin tener en cuenta la rigidez a tracción entre las fisuras) se examinarán en el siguiente texto.
Si no se aplica la interacción entre las fisuras en el análisis de deformación, el coeficiente de distribución de carga sólo tiene dos valores. Se establece que ζ es igual a 0 para las secciones sin fisurar e igual a 1 para las secciones fisuradas. Este efecto se visualiza claramente en el diagrama momento-curvatura correspondiente. La curvatura permanece en estado I para una carga con un momento de fisuración Mcr. Se aplica la curvatura para la sección totalmente fisurada cuando se excede el momento de fisuración.
Si se utiliza la aproximación para la rigidez a tracción en el análisis de deformaciones, el coeficiente de distribución está en un intervalo entre 0 y 1. Para cargas por encima de los esfuerzos internos de fisuración, el coeficiente de distribución se determina según las especificaciones de la norma de cálculo respectiva. Al realizar el análisis de deformaciones según EN 1992-1-1 [1], el factor se calcula como a continuación en RF-CONCRETE Deflect.
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β |
Parámetros para la influencia de la duración de la carga o las repeticiones de carga |
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fctm |
resistencia media a tracción del hormigón |
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σmax |
Tensión de tracción del hormigón bajo el supuesto de un comportamiento lineal elástico del material |
La influencia de la rigidez a tracción en la deformación media o curvatura es claramente visible en el diagrama momento-curvatura de la imagen 03. Cuando se aplica la carga, la curvatura eficaz está por encima de los esfuerzos internos de la fisura entre las áreas no fisuradas y fisuradas y se aproxima continuamente al estado fisurado con una carga más alta.
Conclusión
El diagrama de momento-curvatura que se muestra en este artículo indica que la aproximación de la rigidez a tracción tiene un impacto considerable en la determinación del valor de distribución de carga ζ y, por lo tanto, en la curvatura media y en la deformación. En función de la tarea en cuestión, depende del ingeniero/a la decisión de aplicar o no las capacidades de carga de la contribución del hormigón entre las fisuras cuando se realiza el análisis de deformación. No considerar el efecto de la rigidez a tracción es un enfoque seguro, como se muestra en la figura 02, porque se usa un estado de sección completamente fisurado para el análisis de deformación cuando se sobrepasan los esfuerzos internos de fisuración.