Tesis doctoral de Albert Albareda Valls
Las secciones tubulares mixtas se han utilizado mucho estas últimas décadas dada su magnifica respuesta estructural y su excelente comportamiento mecánico, especialmente bajo estados de compresión. el relleno de hormigón en estas secciones ve mejorada su resistencia gracias a la presión lateral procedente del efecto de confinamiento desarrollado por el tubo. en porcentajes elevados de carga el hormigón sufre una expansión volumétrica importante, quedando ésta restringida por estar embebido dentro del perfil metálico tubular. Por esta cuestión, el núcleo queda sometido a una presión triaxial muy importante, implicando a su vez una clara mejora de la respuesta a compresión. Esta respuesta, muy efectiva bajo estados de compresión pura, es acompañada por una importante ductilidad y absorción de energía debido al aplastamiento del hormigón. El núcleo queda sometido a un proceso severo de daño, mientras resiste aún la mayor parte de la carga hasta porcentajes muy elevados de deformación -gracias a estar éste último embebido en el tubo. estas dos propiedades hacen que las secciones mixtas tubulares jueguen un un papel muy importante en la construcción de edificios altos en zonas sísmicas. A pesar de todo, el efecto de confinamiento sobre el núcleo y la absorción de energía en estas secciones es claramente distinta entre los tubos circulares y los rectangulares. Mientras que en los circulares la presión lateral es uniforme y constante, en los rectangulares la excesiva deformabilidad de las pletinas implica una reducción importante de estas dos capacidades mecánicas. Este hecho puede ser parcialmente solucionado mediante la introducción de otras pletinas internas rigidizantes, embebidas en el hormigón. Así, el principal objetivo de esta investigación es el de analizar y describir la influencia de dichas pletinas en su respuesta a compresión; se analiza tanto su influencia sobre las circulares como sobre las rectangulares. La presencia de pletinas internas rigidizantes no tiene sólo un efecto determinante sobre el confinamiento del núcleo, sino también sobre la ductilidad de la sección. en las secciones rectangulares, esta influencia es siempre positiva, independientemente del grosor de dichas pletinas; por el contrario, en las secciones circulares, su efecto no es tan determinante, incluso puede ser negativo, dado que la geometría circulares mucho más efectiva que la cruciforme en términos de confinamiento y ductilidad. En otras palabras, la introducción de pletinas rigidizantes resulta por lo general buena, a condición que su disposición no lleve a diseños de tubos más delgados. la propuesta de secciones tubulares mixtas con pletinas rigidizantes o «reticuladas» es interesante desde distintos puntos de vista. Estas nuevas pletinas están normalmente restringidas a pandeo por el relleno de hormigón, de modo que pueden cargarse al 100% de su capacidad axil plástica, estando a su vez relativamente protegidas a incendio. La introducción de un par de pletinas en el núcleo no sólo mejora la resistencia y la ductilidad de las secciones sino que incrementa su seguridad frente a situaciones de incendio. la geometría cruciforme derivada de estas pletinas es interesante también en estados de solicitaciones combinadas (compresión y cortante o momento) -es el caso precisamente de las columnas fuertemente cargadas de las plantas bajas en edificios altos. Lo que es una solución con una clara vocación de mejora estructural deriva rápidamente en un nuevo e interesante repertorio seccional disponible para arquitectos y diseñadores, analizando la capacidad de carga de cada célula independiente y combinándolas entre si de formas muy distintas. La posibilidad de analizar estas células por separado permite determinar su capacidad resistente a compresión dependiendo de su ubicación en el plano de la sección y de la proporción entre el ancho yel grueso de las pletinas.
Datos académicos de la tesis doctoral «Numerical analysis of concrete-filled tubes with stiffening plates under large deformation axial loading«
- Título de la tesis: Numerical analysis of concrete-filled tubes with stiffening plates under large deformation axial loading
- Autor: Albert Albareda Valls
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 18/01/2013
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Jordi Maristany Carreras
- Tribunal
- Presidente del tribunal: frederic Marimon carvajal
- Manuel Luis Romero garcia (vocal)
- enrique González valle (vocal)
- fructuoso Maña reixach (vocal)