Resumen


La evaluación de la capacidad de deformación en elementos de hormigón armado es de gran importancia para garantizar un comportamiento estructural adecuado ante la combinación de acciones gravitatorias y laterales. Las actuales normas europeas (Eurocódigo 8, 2004) han adoptado algunos métodos analíticos y empíricos para evaluar la capacidad de deformación en elementos de hormigón armado. Dichos métodos se han desarrollado a partir de una gran base de datos de ensayos experimentales con características geométricas y mecánicas que cubren un amplio rango de parámetros. A pesar de ello, existe todavía una escasa o nula comprobación experimental para determinados tipos de elementos, como los soportes de esbeltez de cortante mayor que 6, y los soportes de hormigón de alta resistencia (fc mayor que 50 MPa). Por otra parte, algunos estudios han demostrado que los resultados obtenidos son muy diferentes según se adopten los métodos analíticos o los métodos empíricos propuestos en la misma norma (Eurocódigo 8). 

Por ello, en esta tesis doctoral se ha llevado a cabo un estudio de la capacidad de deformación de soportes esbeltos de hormigón convencional y de alta resistencia, con los siguientes propósitos: (1) identificar los parámetros que más influyen en la capacidad de deformación; (2) comprobar si los actuales métodos pueden ser aplicados en soportes esbeltos de hormigón armado, y, en caso de no ser así, (3)  proponer métodos generales cuya aplicación sea factible en este tipo de elementos.

Este estudio de la capacidad de deformación de elementos de hormigón se ha realizado en base a una serie de 44 ensayos experimentales de elementos de hormigón armado sujetos a compresión constante y flexión monotónica. Adicionalmente, se ha desarrollado una serie de 250 simulaciones numéricas para elementos bajo las mismas condiciones estructurales y de carga, utilizando el programa de análisis no lineal “ATENA-2D”.

A partir de los resultados obtenidos experimental y numéricamente, se ha llevado a cabo un estudio de los parámetros que más influyen en el comportamiento deformacional de elementos de hormigón armado. Finalmente, esto ha permitido desarrollar una propuesta de métodos simplificados para la evaluación de la capacidad de deformación de elementos de hormigón armado, para el estado elástico y último. 

Dichos métodos se han desarrollado tanto para la comprobación como para el dimensionamiento de elementos de hormigón armado. Y, a partir de ellos, es posible evaluar de forma muy sencilla las siguientes variables: la rigidez elástica efectiva y última, el desplazamiento elástico efectivo y último, y, por consiguiente, la ductilidad en desplazamientos.

Los métodos propuestos son válidos en elementos con características dentro de los siguientes rangos: axil reducido entre 0.1 y 0.6, esbeltez de cortante entre 3.5 y 10.5, resistencia del hormigón entre 30 MPa y 90 MPa, cuantía de armadura longitudinal entre 1% y 4% y cuantía de armadura transversal entre 1 y 4%.