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Diseño, análisis y verificación de regiones de discontinuidad de estructuras de hormigón

Departamento De Mecánica De Los Medios Continuos Y Teoría De Estructuras

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Los cambios en la geometría y la existencia de cargas concentradas provocan discontinuidades en las estructuras de hormigón. Las zonas de discontinuidad resultantes, como por ejemplo ménsulas, vigas de gran canto, encepados, zapatas o vigas con apoyos a media madera, suelen ser los elementos más críticos de las estructuras de hormigón. Pese a su importancia, los métodos de diseño en rotura y servicio de estas regiones están menos desarrollados y automatizados que para el resto de las regiones.
Los métodos seccionales, ampliamente usados para analizar y diseñar estructuras de hormigón no son aplicables en las regiones de discontinuidad debido a que sus secciones no se deforman de forma plana. Su diseño se basa fundamentalmente en la aplicación en rotura de modelos de bielas y tirantes o campos de tensiones. Estas herramientas se aplican normalmente mediante cálculos manuales, lo que hace que su aplicación sea tediosa y requiera mucho tiempo. Además, no permiten verificar el comportamiento en servicio.
El grupo de investigación dispone de la capacidad de desarrollar nuevos modelos mecánicos que permitan (i) mejorar la automatización en el diseño y análisis de regiones de discontinuidad y (ii) analizar su comportamiento en servicio, y en particular su fisuración.

Responsable científico

Mata Falcón Jaime

Participantes

Mata Falcón Jaime

Aplicaciones

· Desarrollo de nuevos modelos mecánicos para el análisis numérico simplificado de estructuras de hormigón. · Análisis de la fisuración en elementos estructurales de hormigón con geometrías complejas. · Desarrollo y verificación de modelos compatibles de campos de tensiones implementados en herramientas de elementos finitos.

Ventajas técnicas

· Automatización del diseño y análisis de las regiones de discontinuidad. · Estimación de la abertura de fisura en estructuras de hormigón con geometrías complejas. · Optimización de modelos de campos de tensiones y de bielas y tirantes.

Beneficios que aporta

· Reducción del tiempo de cálculo · Mejora de la seguridad estructural en elementos estructurales críticos. · Procesos de diseño ajustados con la normativa de cálculo existente.

Experiencia relevante

Desde el 2011 el responsable científico ha venido desarrollando distintos estudios experimentales y numéricos acerca del comportamiento en servicio y rotura de las regiones de discontinuidad de las estructuras de hormigón. Como resultado de estos estudios se han desarrollado modelos mecánicos que han sido implementados herramientas de elementos finitos optimizadas para regiones de discontinuidad, así como modelos mecánicos para estimar la abertura de fisura en vigas con apoyos a media madera.