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AUTORES:OSCAR M. RAMÍREZ RÍOS (UTP)RAFAEL LARRÚA QUEVEDO (UC)RAMIRO VARGAS VERGARA (UTP)FRANCISCO YEOMANS REYNA (ITESM) MILAGROS PINTO NUÑEZ (UTP)
Estudio experimental del comportamiento de conexiones en estructuras compuestas acero –
concreto.
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Ensayos
Discusiónde
Resultados Conclusiones
Introducción
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Introducción
En el trabajo se exponen los resultados de la primera fase de unprograma experimental desarrollado en la Universidad Tecnológicade Panamá, como parte del proyecto SENACYT COL 06 – 007“Fundamentación experimental de sistemas estructurales y productospara el desarrollo competitivo de la construcción compuesta”, conparticipación de investigadores de esa Institución, de la Universidadde Camagüey, Cuba y del Tecnológico de Monterrey, México.
La fase desarrollada estuvo orientada a la caracterizaciónexperimental del comportamiento bajo carga monotónica del trestipos de conectores: asas verticales elaboradas a partir de barraslisas de acero (Tipo B), canales laminadas en caliente (Tipo C) yplaca continua (Tipo P), en presencia de lámina plegadaperpendicular al eje de las vigas o en losas macizas de concretonormal.
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Diseño del Experimento
Tipo de conector
Variables DenominaciónNivel máximo
(+1)Nivel mínimo
(-1)
B
Posición X1Fuerte o
favorable (F)
Débil o desfavorable
(D)
Separación entre barras (mm)
X2 150 mm 50 mm
CResistencia del concreto(MPa)
X1 21 MPa 28 MPa
Ancho (mm) X2 150 mm 50 mm
P
Espesor (mm) X1 12, 7 mm 6.35 mm
Barras pasantes X2 si no
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Diseño de especimenes
TEXT CanalBarra Placa
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Conector Tipo B – Losa con Lámina
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Conector Tipo B – Losa Maciza
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Conector tipo C – Losa con Lámina
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Conector tipo C – Losa Maciza
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Conector tipo P – Losa con lámina
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Conector tipo P – Losa Maciza
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Preparación y Ejecución de los ensayos.
Todos los especímenesfueron cargadosmonotónicamente, conincrementos que fueronseleccionados endependencia de lacapacidad de cargaesperada.
Estos incrementososcilaron entre 3 y 6 kNy fueron aplicados hastaaprox. el 40 % de lacapacidad máximaesperada, a partir de locual, se realizaronparadas para evaluar yregistrar la evolución deldaño, lo que incluyómarcar la trayectoria deavance de las grietas.
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Conector Tipo B.
(a) (b) (c)
(a) (b) (c)
Losa con lámina
Losa maciza
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Curva Carga – Deslizamiento. Conector Tipo B.
Deslizamiento (mm)
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Conector Tipo C.
(a) (b) (c)
(a) (b) (c)
Losa maciza
Losa con lámina
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Curva Carga-Deslizamiento. Conector Tipo C.
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Conector Tipo P.
(a) (b) (c)
(a) (b) (c)
Losa con lámina
Losa maciza
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Curva Carga-Deslizamiento. Conector Tipo P.
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Comparación de resultados experimentales con formulaciones de normas y autores internacionales.
Conexiones tipo B.
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Comparación de resultados experimentales con formulaciones de normas y autores internacionales.
Conexiones tipo C.
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Formulaciones propuestas
Conector Canal en losa maciza:
Coeficiente de reducción de la capacidad resistente en presencia de lámina perpendicular:
f´c0,5L]w)[1,6(tQu
LhrWr 001,0113,0
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Comparación de resultados experimentales con formulaciones de normas y autores
internacionales, y formulaciones propuestas. Conexiones tipo C.
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Comparación de resultados experimentales con formulaciones de autores internacionales.
Conexiones tipo P
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Formulaciones propuestas
Conector Placa en losa maciza:
Coeficiente de reducción de la capacidad resistente en presencia de lámina perpendicular:
cc
trccsc
c
sc
AAcfAcfnDcft
thQu 62
2
100,5´30,0´9,2´4,2
37,0
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Comparación de resultados experimentales con formulaciones de autores internacionales, y formulaciones
propuestas.
Conexiones tipo P
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Conclusiones
Se pudo apreciar como la presencia de la lámina condujo a una reducciónnotable de la capacidad resistente máxima y a la aparición de grietas enetapas tempranas del ensayo.
En los especimenes con láminas prevalece el fallo del concreto en lavecindad del conector a diferencia del fallo por corte de los conectores queprevalece en los especimenes con losa maciza.
El adecuado diseño estadístico del experimento y la consecuente evaluaciónestadística de los resultados ha permitido apreciar la significación de lasvariables independientes consideradas.
Es así como se definen como variables de mayor efecto, la posición en losconectores tipo B, el ancho de los conectores tipo C y el espesor de losconectores tipo P, sin descartar la significación de las variables separaciónde las barras en los conectores tipo B y resistencia del concreto a lacompresión en los conectores tipo C.
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Referencias
American Institute of Steel Construction, Inc. (AISC). (2005). “Specification forStructural Steel Buildings”. ANSI/AISC 360-05. pp. 77-89.
Bonilla, J. (2008). “Estudio del comportamiento de conectores tipo perno deestructuras compuestas de hormigón y acero mediante modelación numérica”.Tesis Doctoral. UCLV, Santa Clara, Cuba. 127 p.
European Committee for Standardization. (2004). “Design of Composite Steeland Concrete Structures – Part 1.1”. Eurocode 4. EN 1994-1-1. Brussels.
Pashan , A. Behaviour of channel shear connectors: Push-out tests, 2006.
Rambo-Roddenberry, M. D.(2002). “Behaviour and Strength of Welded StudShear Connectors”. PhD. Thesis. University of Blacksburg, Virginia. 245 p.