Estudio experimental de cálices de hormigón armado mediante modelos de bielas y tirantes tridimensionales

Abstract

[EN] The rise in the field of precast reinforced concrete structures has extended, during the last years, the use of reinforced concrete socket bases as foundation element to this type of D regions with a marked three-dimensional behavior. The lack of studies intended to verify the behavior of different reinforcement configurations for these elements may lead to inefficient or even not rational reinforcement proposals. In order to study the behavior of reinforced concrete socket bases up to ultimate load, an experimental full-scale program of 10 socket bases, 1.4 m square x 1 m depth with different reinforcement configurations, was carried out in the laboratory of Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH) of Universitat Politècnica de València (UPV), subjected to point loads simulating the action of a precast column. The instrumentation to measure the tests consisted of 17 load cells which registered the load in the actuator, the loads between the column and the socket base and the reactions at the base; 10 displacement transducers; and approximately 80 strain gauges per test to measure strains in the rebars. Furthermore, the use of six photography cameras allowed for registering the cracking process along the test. One of the specimens was designed containing a reinforcement arrangement common for this type of elements in building structures, formed with a horizontal reinforcement in a grid configuration in the lower face, and reinforcement arranged around the outer and inner contour. Three additional configurations were designed from three basic strut-and-tie models. The remaining six specimens were designed from different combinations of the three basic models.

[ES] El auge en el campo de la prefabricación de estructuras de hormigón armado ha extendido, en los últimos años, el empleo de cálices de hormigón armado como elemento de cimentación para este tipo de regiones D con un marcado carácter tridimensional. La falta de estudios destinados a verificar el comportamiento de distintas configuraciones de armado en estos elementos puede dar lugar a propuestas de armado poco eficientes o incluso poco racionales. Con objeto de estudiar el comportamiento en rotura de los cálices de hormigón armado, se ha llevado a cabo, en el laboratorio del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH) de la Universitat Politècnica de València, una campaña experimental de 10 cálices de hormigón armado a escala real, de planta cuadrada de 1.4 m de lado y 1 m de canto con diferentes configuraciones de armado, sometidos a unas cargas concentradas que simulan la actuación de un soporte prefabricado. La instrumentación empleada para el control de los ensayos consistió en un total de 17 células de carga que registraron la carga ejercida por el actuador, las solicitaciones inducidas por el pilar al cáliz y las reacciones en la base del mismo, 10 transductores de desplazamiento destinados al control de los desplazamientos y alrededor de 80 galgas extensométricas por ensayo para medir deformaciones en las armaduras. Adicionalmente se emplearon 6 cámaras fotográficas que permitieron observar la evolución de la fisuración producida durante el ensayo. Una de las piezas se diseñó con una disposición de armado que resulta común en este tipo de elementos en estructuras de edificación, constituida por una parrilla inferior y un armado en los contornos exterior e interior del cáliz. Tres configuraciones adicionales se diseñaron con armados correspondientes a tres modelos básicos de bielas y tirantes planteados. Las restantes seis piezas fueron diseñadas con diferentes combinaciones de los tres modelos básicos propuestos.