Experimental evaluation of strut-and-the models obtained using a structural optimization method

Experimental evaluation of strut-and-the models obtained using a structural optimization method

620

Ingeniería

Hormigón armado - Agrietamiento.

Hormigón armado - Fractura.

Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2011

Durante años, el diseño de elementos y secciones controladas por corte, ha sido un tema muy complicado para los ingenieros, alrededor del mundo. Existe una considerable cantidad de estudios que sugieren que el uso de modelos de strut-and-tie es muy útil para generar diseños seguros y con capacidades de límite inferior, para elementos que contengan regiones en las que no se puede asumir que las secciones planas permanecen planas. También existen algunos estudios que entregan verificación experimental acerca de la aplicación de este método; sin embargo, aún no ha podido resolverse completamente el problema de decidir qué modelo de reticulado es óptimo para cada situación. Aunque hay algunas investigaciones acerca de la teoría de métodos de optimización para modelos de strut-and-tie en elementos de hormigón, existe muy poca evidencia experimental que los respalde.

El propósito de este estudio es presentar evidencia experimental acerca de la efectividad y eficiencia de un algoritmo de full homogenización tratado en Herranz et al. (2010), para generar modelos de strut-and-tie, en el caso de dos vigas con irregularidades geométricas; la presencia de una esquina entrante y un orificio en ambos casos, genera amplias regiones de discontinuidad donde la teoría de Euler-Bernoulli no es válida, lo que las convierte en elementos ideales para validar el diseño de refuerzo mediante el uso de modelos de strut-andtie.

El objetivo es comparar el desempeño de vigas diseñadas con modelos de strut-and-tie convencionales con el de las diseñadas con modelos óptimos automatizados, derivados del método de optimización mencionado. Además, el estudio busca comparar los desempeños de elementos diseñados con el mismo modelo de strut-and-tie, donde a uno de ellos se le coloca refuerzo en la dirección de los elementos del modelo, y al otro se le coloca refuerzo ortogonal, mediante la descomposición de fuerzas de los elementos del reticulado. Los resultados obtenidos sugieren que el uso del algoritmo de full homogenización es muy útil para producir modelos de strut-and-tie óptimos, los que permiten un diseño efectivo y eficiente del refuerzo, específicamente en los casos en que este se coloca en la dirección de los elementos del reticulado. Estos diseños mejoran el desempeño estructural de las probetas, sin necesariamente significar un impedimento en su constructabilidad.

Oviedo Stegmann, Rodrigo Andrés

2012-10-25T12:20:42Z

2012-10-25T12:20:42Z

2011

Santa María Oyanedel, Hernán

Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería

acceso abierto

application/pdf

es

tesis de maestría

10.7764/tesisUC/ING/1321

https://doi.org/10.7764/tesisUC/ING/1321

https://repositorio.uc.cl/handle/11534/1321