Análisis interactivo de secciones de hormigon armado

La existencia de dos materiales con propiedades mecánicas tan diferentes como el hormigón y el acero respondiendo conjuntamente a las acciones solicitadas, ha sido objeto de múltiples teorías y metodologías para estudiar la respuesta, ya sea de secciones, de elementos estructurales o de estructuras. El conocimiento cada vez más profundo sobre el comportamiento del hormigón armado y la capacidad actual de los ordenadores conlleva a que sean numerosos los trabajos realizados encaminados al análisis de secciones, elementos estructurales y estructuras de hormigón armado. El presente proyecto pretende desarrollar un modelo de análisis de secciones de hormigón armado de forma cualquiera sometidas a solicitaciones normales (Nd, Mxd, Myd). El cálculo de secciones de hormigón sometidas a flexo-compresión esviada puede llevarse a cabo mediante un método general o mediante métodos simplificados que asimilan la flexo-compresión esviada a un estado de flexocompresión recta que proporcione una armado del lado de la seguridad. Analíticamente en el método general, las funciones derivadas de las ecuaciones de equilibrio que serían necesarias para resolver el problema, debido a la complejidad geométrica y a la no-linealidad de los materiales, podían ser derivadas únicamente para secciones relativamente simples en términos de funciones racionales a trozos, aun así, las soluciones analíticas son difíciles de obtener a través de esas expresiones. Gráficamente, en el método general el desarrollo de las ecuaciones de equilibrio para las solicitaciones Nd, Mxd, Myd, conduce a una representación gráfica tridimensional de los valores adimensionales de ω en función de ν, μx, μy (superficies en vez de curvas). Dada la dificultad del uso de superficies en 3D para el dimensionado, se recurre a representaciones de curvas planas obtenidas mediante el corte de dichas superficies por planos paralelos correspondientes a valores fijos de ν, y al uso de ábacos que no permiten una solución exacta al problema. Las diferentes normas vigentes para el cálculo de elementos estructurales de hormigón armado (EHE-08, Eurocódigo 2, ACI-318 (2008), etc.) ofrecen soluciones aproximadas para el análisis de secciones sometidas a flexión esviada y bastante restrictivas en cuanto a las consideraciones de partida. Cuando los elementos estructurales están sometidos a esfuerzos de flexocompresión esviada, las distintas normativas amplifican el momento flector de primer orden en cada dirección independientemente. A partir de estos esfuerzos amplificados se realiza el diseño de la sección transversal del elemento estructural. Estos métodos en flexión esviada no tienen en cuenta la influencia del eje débil en el comportamiento estructural del elemento estructural. Las simplificaciones de la normativa española (EHE 08) para el caso de esfuerzos biaxiales implican unos coeficientes de seguridad elevados, con el consecuente impacto en el sobredimensionado y por consiguiente, en el precio. El método simplificado que ofrece la EHE-08 permite el cálculo de secciones rectangulares, con armadura simétrica en sus cuatro esquinas y armaduras iguales en las cuatro caras, mediante la reducción del problema a uno de flexión compuesta recta con un momento ficticio. Es por esto que muchos investigadores han intentado solucionar el problema de las secciones de hormigón armado sometidas a biaxialidad utilizando métodos numéricos. Es objeto de este proyecto la utilización de métodos numéricos para el análisis de secciones de forma cualquiera sometidas a cualquier tipo de solicitación normal, evitando determinadas simplificaciones y restricciones de la normativa anteriormente citada. Para ello se ha desarrollado una aplicación informática, AiSHA, que se describirá en el capítulo correspondiente. En este proyecto las secciones son definidas con líneas rectas. Se permiten huecos en el interior y cualquier disposición del armado. En la siguiente tabla se compara las funcionalidades de AiSHA frente al Anejo 7 de la EHE-08.Escuela de Arquitectura e Ingeniería de EdificaciónUniversidad Politécnica de Cartagen