Transcript Poster (8.164Mb)

COMPORTAMENT DE NUSOS RÍGIDS DE FORMIGO CONFINAT
EN LES ESTRUCTURES D’EDIFICACIÓ DE FORMIGÓ ARMAT
LA RESOLUCIO DEL CONFINAMENT D’UN NUS RIGID DE COLUMNA INTERIOR (I PER EXTENSIÓ A COLUMNA EXTERIOR) POT FER-SE AMB EL FORMIGO QUE ENVOLTA EL NUS O BE AMB
L’ARMADURA TRANSVERSAL DEL NUS. L’ANÀL·LISI POT FER-SE DE DUES FORMES COMPLEMENTARIES: AMB L’EXPERIMENTACIÓ I AMB L’ÚS DE METODES NUMERICS. ES TRACTA DE
BUSCAR L’EFECTE DEL CONFINAMENT PRODUIT PEL FORMIGÓ (fcu), L’EFECTE DE L’ARMAT TRANSVERSAL HELICOIDAL (fsu) I LA INTERACCIÓ ENTRE ELLS. L’INTERÉS DE CONEIXER EL
COMPORTAMENT DEL NUS ES DE GRAN IMPORTANCIA QUAN LA QUALITAT DELS FORMIGONS DE PILARS I FORJATS D’UNA ESTRUCTURA DE F.A. SON DIFERENTS. L’ESTUDI ES REALITZA
AMB FORMIGÓ HA-60 EN PILARS I HA-25 EN FORJATS.
1. OBJECTIUS I METODOLOGIA
- OBTENIR AMB MODELITZACIÓ NUMÉRICA EL VALOR DE fcu  fcu,num
- OBTENIR AMB MODELS EXPERIMENTALS EL VALOR DE fsu  fsu,exp
(campanya d’assaigs de formigó amb armadura de confinament)
- OBTENIR LA CONJUNCIÓ DE fcu i fsu AMB NOUS MODELS EXPERIMENTALS
r min
50mm
70mm
r min
(campanya d’assaigs de nus a escala real)
r min
50mm
r min
v
c/2
+
h/2
r min
50mm
r min
r min
=
fcu,num
r min
Nus en columna interior
( /fcu/ > /fco/ )
fsu,exp
Nus en columna exterior
( fcu = fco = -25 MPa )
(Nu,exp – fy·As) / Ac
2. MODELITZACIO NUMERICA NUS SENSE ARMAR (MÉTODE ELEMENTS FINITS):
C=250mm
V=400mm
H=250mm
fco = -30 N/mm2
TENSION AXIAL EFECTIVA DE ROTURA DEL
HORMIGON, EN NUDOS RIGIDOS CONFINADOS,
DEBIDO AL HORMIGON CIRCUNFERENCIAL EN EL
NUDO
HA-25 forjado / HA-60 pilares
ESTUDI PARAMETRIC AMB 35 ASSAIGS
fc1 (N/mm2)
fcu (N/mm2)
80
60
40
20
0
h/c = 0,5
h/c = 1
h/c = 2
0
0.25
0.5
0.75
1.5
h/c = 0,5
80
h/c = 1
60
h/c = 2
40
h/c = 4
h/c = 8
20
0
h/c = 8
v/c
k1 = 4,1 – 5,3 (confinament baix)
k1 = 2,2 – 2,9 (confinament alt)
0<(f1/fco)≤0.33: confinament baix
0.33<(f1/fco)≤0.6 confinament mig
0.66<(f1/fco)≤1: confinament alt
0
h/c = 4
2
fc1 = fco + k1 * f1
TENSION A COMPRESION TRIAXIAL EN NUDOS RIGIDOS
CONFINADOS, DEBIDO AL HORMIGON
CIRCUNFERENCIAL EN EL NUDO
HA-25 forjado / HA-60 pilares
100
fcu,num = -73.5 N/mm2
fc1,num = -82.4 N/mm2
f1,num = -13.1 N/mm2
k1,num = 4.01
f1/fco = 0.436 (conf.mig)
0.25 0.5 0.75 1.5
2
v/c
3. CAMPANYA EXPERIMENTAL DE FORMIGÓ AMB ARMADURA DE CONFINAMENT:
16 PROBETES
CARGA DE ROTURA DEL ENSAYO (P) EN FUNCIÓN DE LA CUANTIA VOLUMETRICA (ww)
1200
1000
y = 724,36x + 326,73
2
f1c=fco+fsu
R = 0,9479
Brandzaeg: C=1.75
EHE-08: C=1.2 a 1.38
Assaigs: C=1.66 a 2.56
800
P KN
fsu=fco·C·ww
600
400
200
0
0,000
0,200
0,400
0,600
0,800
1,000
ww
4. CAMPANYA EXPERIMENTAL NUS A ESCALA REAL: 2 ESPECIMENS DE F.A. SIMULAND UN NUS DE COLUMNA INTERIOR
CARGA (KN)
-3464
-2111
-1583
-1514
-602
BANDA nº6
(Tr=136.4 Mpa)
-8
.1
-5
.6
-4
.2
-3
.3
-2
.5
-2
.5
-2
.5
-2
.5
-2
.2
-1
.9
-1
.6
-1
.4
-1
.1
-0
.8
-0
.5
-0
.2
-0
.5
-0
.4
-0
.3
-0
.2
-0
.2
-0
.1
0.0
-1543.41
-1597.31
-1393.48
-2838.82
-3077.74
-1882.03
-1588.77
-1545.09
-1148.93
-755.05
-342.22
-35.64
0.00
0
-1000
-2000
-3000
-4000
-5000
-6000
-3269.22
-1702.50
-1595.88
-1430.03
-979.52
-544.45
-86.14
-196.50
0.00
MICRODEFORMACION
UNITARIA
BANDA nº5
(Tr=69.0 Mpa)
-78.11
CARGA - DEFORMACION EN BANDAS
EXTENSOMETRICAS EN ARMADURA
LONGITUDINAL DEL PILAR SUPERIOR
BANDA nº4
(Tr=121.0 Mpa)
-121
BANDA nº12
(Tr=209.5 Mpa)
CARGA (KN)
700
600
500
400
300
200
100
0
-1052
ROTURA LABORATORI UPC, MAIG-2009
Nu,exp = -4286 KN; uz,exp = -8.8mm
BANDA nº11
(Tr=223.8 Mpa)
CARGA - DEFORMACION EN BANDAS
EXTENSOMETRICAS, EN ESTRIBO DEL
PILAR INFERIOR
0
-953.94
BANDA nº10
(Tr=624.1 Mpa)
-65.72
BANDA nº9
(Tr=101.0 Mpa)
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
CARGA (KN)
-205
-520.08
-72.78
BANDA nº3
(Tr=-567.2 Mpa)
-169.08
-3322.15
-2132.52
-1580.51
-1592.64
-1194.99
-30.55
-784.51
-371.76
0.00
BANDA nº8
(Tr=560.3 Mpa)
-67.66
-192.94
BANDA nª2
(Tr=-344.5 Mpa)
CARGA - DEFORMACION EN BANDAS
EXTENSOMETRICAS EN ARMADURA
HELICOIDAL SUPERIOR DEL NUDO
MICRODEFORMACION
UNITARIA
BANDA nº7
(Tr=595.7 Mpa)
-81.5
0
-250
-500
-750
-1000
-1250
-1500
-1750
-2000
-2250
-2500
-2750
-3000
-3250
-3500
-3750
-4000
-4250
-4500
-4750
BANDA nº1
(Tr=-515.4 Mpa)
CARGA (KN)
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
-173.06
MICRODEFORMACION
UNITARIA
-76.59
0
-500
-1000
-1500
-2000
-2500
-3000
CARGA - DEFORMACION EN BANDAS
EXTENSOMETRICAS EN ARMADURA
HELICOIDAL INFERIOR DEL NUDO
CARGA (KN)
DESPLAZAMIENTO (mm)
BANDA nº16
(Tr=-608.5 Mpa)
BANDA nº17
(Tr=-459.6 Mpa)
BANDA nº18
(Tr=-1088.6 Mpa)
CARGA (KN)
INSTRUMENTACIO AMB BANDES EXTENSOMETRIQUES
5. RESULTATS DE LA COMPARATIVA: ACOBLAMENT DELS DOS TIPUS DE CONFINAMENT
Nu,exp = β · (fcu,num + fsu,exp) · Ac + fy · As
 -4286000 N = β · (-73.5 N/mm2 - 25.15 N/mm2) · 49087.34 mm2 – 271430 N  β = 0.84
β és el factor d’acoblament entre els dos tipus de confinament d’un nus de columna interior, pel cas estudiat
CARGA (KN)
-3498
-2235
-1576
-817
-1637
-401
-1230
-38.2
0
-177
BANDA nº15
(Tr=264.4 Mpa)
0.00
BANDA nº14
(Tr=317.5 Mpa)
MICRODEFORMACION
UNITARIA
BANDA nº13
(Tr=261.4 Mpa)
-69.5
MICRODEFORMACION
UNITARIA
1750
1500
1250
1000
750
500
250
0
CARGA - DESPLAZAMIENTO
ENSAYO A ROTURA CON CONTROL DE
DESPLAZAMIENTO, ESPECIMEN "B"
CARGA - DEFORMACION EN BANDAS
EXTENSOMETRICAS EN ARMADURA
LONGITUDINAL DEL PILAR INFERIOR
CARGA - DEFORMACION EN BANDAS
EXTENSOMETRICAS, EN ESTRIBO DEL
PILAR SUPERIOR
MICRODEFORMACION
UNITARIA
RESUM
TESINA D’ESPECIALITAT Eng.Camins, C.i P.: Autor: Eduard Bonmatí i Lladó / Tutor: Antonio R. Marí Bernat