Numerical analysis of the fire resistance of circular and elliptical slender concrete filled tubular columns

Abstract

El empleo de pilares tubulares de acero rellenos de honnigón (CFT) ha crecido en las últimas décadas, debido a su excelente comportamiento estructural, que aprovecha el efecto combinado del acero y honnigón trabajando juntos. Esta asociación ofrece una serie de ventajas que hacen de las columnas CFT una solución interesante: su alta capacidad portante o su eficiente tecnología constructiva pueden citarse entre sus beneficios ampliamente conocidos, que se completan con una elevada resistencia al fuego sin necesidad de protección externa. Tradicionalmente, se han venido utilizando secciones huecas circulares, cuadradas y rectangulares para formar estas columnas compuestas. Adicionalmente, la sección elíptica ha sido recientemente introducida dentro de la gama de secciones de acero huecas disponib les comercialmente. Su atractivo estético y su reducida intrusión visual, junto con sus ventajas estructurales asociadas a secciones con diferentes propiedades en sus ejes fuerte y débil, hacen a las secciones elípticas de gran interés para los diseñadores. En esta tesis se estudian pi lares CFT de sección tanto circular como elíptica. Pese a que el comportamiento de los pilares CFT a temperatura ambiente ha quedado bien establecido en los últimos años, en situación de incendio la degradación de las propiedades del material da lugar a un comportamiento extremadamente no lineal de estas columnas compuestas, lo que hace dificil predecir su fallo. El estado del arte en el campo del comportamiento frente al fuego de columnas CFT se revisa en esta tesis, mostrando que es necesario profundizar en su investigación para una comprensión completa del funcionamiento de tales columnas en situación de incendio. En el caso de las secciones elípticas, este trabajo constituye una investigación novedosa. El comportamiento frente al fuego de los pilares CFT se estudia en esta tesis por medio de un modelo realista tridimensional de elementos finitos. Los valores adoptados de los parámetros del