Medición de deformaciones de barras de refuerzo en elementos de hormigón armado con alta cuantía de acero sometidos a solicitación sísmica

Abstract

Esta memoria forma parte de la línea de investigación desarrollada en el laboratorio LEMCO de la Universidad Técnica Federico Santa María sobre elementos de hormigón armado con estribos inclinados sometidos a solicitación sísmica. Estudios anteriores han demostrado que esta disposición permite conservar mejor la integridad del hormigón durante grandes deformaciones, sin embargo, frecuentemente se ha observado que conlleva fractura de las barras longitudinales, lo cual es un tipo de falla indeseable. Para abordar este problema y siguiendo recomendaciones de memoristas anteriores, se realizaron algunos cambios en las características de los especímenes de prueba construidos en esta oportunidad, respecto de lo usual, con el objeto de lograr un mejor equilibrio entre las capacidades mecánicas del hormigón y del acero. En esta investigación, durante los ensayos, se observaron y midieron las deformaciones de las barras longitudinales en la zona de la rótula plástica y en el anclaje mediante cámaras endoscópicas. Estas mediciones permiten distinguir entre el alargamiento de las barras y su deslizamiento dentro de los especímenes, comportamientos que no pueden identificarse únicamente a partir del movimiento exterior de la viga y que hasta ahora solo eran suposiciones. Para esto, se confeccionaron y ensayaron seis especímenes que representan la región de la viga próxima a la columna, de estas, tres tenían estribos inclinados y tres estribos ortogonales. Dos mantuvieron el ancho referencial de investigaciones anteriores y cuatro tuvieron una reducción del ancho de la viga. Además, se usaron hormigones de menor resistencia que lo acostumbrado. En todos los especímenes se incorporaron ductos de observación para introducir las cámaras en las zonas de interés. Los videos se procesaron mediante un programa de seguimiento de imágenes, obteniendo (...).

This thesis is part of a line of research conducted at the LEMCO laboratory of the Federico Santa María Technical University on reinforced concrete members with inclined stirrups subjected to seismic loading. Previous studies have shown that this arrangement better preserves the integrity of the concrete during large deformations; however, it has frequently been observed that it leads to fracture of the longitudinal bars, which is an undesirable type of failure. To address this problem and following the recommendations of previous thesis authors, some changes were made to the characteristics of the test specimens constructed for this study, deviating from standard practice, with the aim of achieving a better balance between the mechanical properties of the concrete and the steel. In this study, during the tests, the deformations of the longitudinal bars in the plastic hinge zone and at the anchorage were observed and measured using endoscopic cameras. These measurements make it possible to distinguish between the elongation of the bars and their slippage within the specimens—behaviors that cannot be identified solely based on the beam’s external movement and that, until now, were merely assumptions. To this end, six specimens representing the region of the beam near the column were fabricated and tested; of these, three had inclined stirrups and three had orthogonal stirrups. Two maintained the reference width from previous studies, and four had a reduced beam width. Additionally, concrete with lower strength than usual was used. Observation channels were incorporated into all specimens to allow cameras to be inserted into the areas of interest. The videos were processed using image-tracking software to determine (...).