““Modelado de un prototipo de Modelado de un prototipo de sección mixta de Hormigón-madera sección mixta de Hormigón-madera

sometido a ensayos de corte sometido a ensayos de corte utilizando el método de Elementos utilizando el método de Elementos

Finitos”Finitos” Autores:Autores:Mg. Ing. Raúl Astori Mg. Ing. Raúl Astori Mg. Ing. Ricardo Barrios D'Ambra Mg. Ing. Ricardo Barrios D'Ambra Ing. Federico Solari Ing. Federico Solari Ing. Luis KosteskiIng. Luis Kosteski

Facultad de Ingeniería – Facultad de Ingeniería – Universidad Nacional del Universidad Nacional del NordesteNordeste

Resistencia – Chaco – ArgentinaResistencia – Chaco – Argentina

ANTECEDENTESANTECEDENTESEl presente Trabajo se realiza dentro del marco del Proyecto de Investigación “Estructuras Mixtas de Hormigón-Madera para Puentes” PI-67/04, que se desarrolla en el Instituto de Estabilidad de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional del Nordeste.Con la realización de este trabajo se pretende avanzar en el estudio de las secciones mixtas de hormigón–madera bajo cargas estáticas y específicamente sobre el com-portamiento mecánico de los conectores que las vinculan.Se presenta el modelado numérico de un prototipo de sección mixta de hormigón-ma-dera sometida a ensayos de corte para evaluar la eficiencia de un determinado tipo de conector, tomando como referencia resultados experimentales obtenidos previamente El modelo experimental reproduce parte de la sección de madera vinculada a la placa de hormigón mediante conectores de barras de acero de 10 mm de diámetro. El prototipo se somete a ensayos de corte, obteniéndose para cada caso curvas de desplazamiento relativo versus carga aplicada, para determinar el módulo de defor-mación “k”. Las mediciones de los desplazamientos se realizan a través de extensí-metros mecánicos con apreciación de lectura de 0.01mm.

Esquema e imágenes de la Probeta de ensayo

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

0,000 0,025 0,050 0,075 0,100 0,125

Desplazamiento (cm)

Car

ga

(KN

)PROMEDIO.

PROBETA3

PROBETA4

PROBETA5

PROBETA6

PROBETA7

PROBETA8

PROBETA9

PROBETA10

Diagrama Cargas – Desplazamientos relativos

MATERIALES Y METODOS

Se analiza numéricamente el prototipo utilizando un programa de aplicación del Método de los elementos finitos (MEF). Se propone un Modelado Simplificado, donde el Hormigón y la madera son representados por elementos planos de dos dimensiones. En cambio, los conectores son representados mediante elementos tipo resorte, que pretenden simular el comportamiento real de los mismos, con el objeto de calibrar el tipo de elemento a utilizar al modelar un prototipo de losa mixta de hormigón-madera, para el ensayo de flexión ya que en ese caso será muy dificultoso simular cada conector de manera real.

Comportamiento Lineal:En una primer etapa se simula el elemento tipo RESORTE con comportamiento LINEAL, analizando distintas disposiciones.

Distribución de tensiones σy para las distintas disposiciones

MSL1 MSL2 MSL3

DISCUSION DE RESULTADOS

Comparando las Distribuciones de Tensiones σy obtenidas en el MODELADO SIMPLIFICADO con un Analisis Tensional Numérico realizado al mismo prototi-po, se adopta la variante MSL1, como la de mejor comportamiento lineal.

Comparación de la Distribución de tensiones σy

ANALISIS TENSIONAL DEL MODELADO REAL

MSL1

Comportamiento No Lineal:Luego se introduce al Elemento RESORTE, un comportamiento NO LINEAL y se obtienen Curvas Carga – Desplazamientos relativos medidos entre dos no-dos representativos,

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

0,000 0,025 0,050 0,075 0,100 0,125

Desplazamiento (cm)

Car

ga

(KN

) experimental

MSNL3-(14-66)

Curvas Cargas-Desplazamientos para MSNL

Se puede observar un alto grado de coincidencia entre la curva Carga– Despla-zamiento, obtenida en el Modelado la obtenida en el Ensayo Experimental.

CONCLUSIONES

Mediante los modelados numéricos se podrán determinar los tipos de co-nectores mas convenientes y poder realizar los ensayos experimentales so-bre un universo más acotado, de manera de reducir costos dentro del Pro-yecto.

Las tensiones en la madera y el hormigón obtenidas en el MS, poseen alto grado de coincidencia con el análisis tensional disponible indicando el buen a-juste logrado con el modelo utilizando el resorte lineal como conector.

Buena coincidencia entre el MS considerando del comportamiento no lineal de los resortes, con las curvas carga-desplazamiento experimentales, lo que permitirá simplificar el modelado numérico en aplicaciones de mayor dificultad como los son los puentes mixtos de hormigón madera.