Aceros soldables en elementos de hormigón armado sometidos a solicitación sísmica

Abstract

Esta memoria trata de ensayos sísmicos de uniones exteriores viga-columna de marcos dúctiles de hormigón armado o, mejor dicho, de la parte de la viga adyacente a la columna unida a un segmento de columna. Las barras de refuerzo longitudinal de la viga fueron del nuevo acero A630-420HS, mientras que la armadura transversal fue con estribos AT56-50H inclinados a 45 grados. Como ambos tipos de acero lo permiten, barras longitudinales y estribos fueron soldados en los puntos de unión y no se utilizaron amarras de alambre. Ensayos anteriores realizados en el laboratorio de Ingeniería Sismorresistente de la UTFSM, han comprobado el excelente comportamiento sísmico de elementos armados con estribos inclinados, claramente superior al de los que poseen estribos ortogonales dispuestos de manera convencional. Sin embargo, en etapas finales de los ensayos, perdido el recubrimiento, se vio que los estribos inclinados tienden a deslizar, aumentando su separación y, por lo tanto, favoreciendo el pandeo de las barras longitudinales. Se ha observado que el alto valor de la deformación asociada a la curvatura de las barras y su carácter cíclico ha logrado cortar éstas con la consecuente falla catastrófica del espécimen de pruebas, razón por la que en el presente trabajo se exploró la solución de soldar todas las armaduras. Se construyeron y ensayaron seis probetas, representando distintos modos de fabricar la unión viga-columna con estribos inclinados y aceros soldables. Las dimensiones de las vigas fueron de 50[cm]x13,5[cm]x7,5[cm], y los segmentos de columna fueron de 50 [cm]x31[cm]x11,1[cm]. Estos especímenes de pruebas podrían considerarse como modelos a escala 1/3 de la estructura real. En cuanto a resistencia, ductilidad y estabilidad de los ciclos de histéresis de las curvas fuerza-desplazamiento, la última probeta del presente estudio fue la que mejores resultados ha logrado dentro de la investigación que desde hace varios años se desarrolla en el Laboratorio de Ingeniería Sismorresistente respecto al comportamiento de elementos de hormigón armado con estribos inclinados. Sin embargo, quedó en evidencia la dificultad del empleo del acero A630-420HS, el cual exige el precalentamiento de la zona a soldar. In this work, experimental results of six external beam-column joints of reinforced concrete ductile frames are presented. Longitudinal reinforcement of the beam were A630-420HS weldable steel bars. Transverse reinforcement were AT56-50H inclined stirrups. Longitudinal bars and stirrups were welded at contact points. No tie-wire was used. Previous tests performed at Ingeniería Sismorresistente Laboratory at UTFSM, Chile, confirmed that for earthquake resistence, the behavior of inclined transverse reinforcement is better than the behavior of conventional ortogonal transverse reinforcement. However, for very strong earthquakes, when concrete cover is lost, it has been seen that inclined stirrups usually slip from their original positions, increasing their separation and promoting longitudinal reinforcement buckling. Finally, cyclic deformation of longitudinal bars frequently causes their rupture and collapse of test specimen. Six test specimens were constructed and tested. Dimensions of beams were 500 [mm]x135[mm]x75[mm] and dimesions of column segments were 500[mm]x 310[mm] x130[mm]. Actually, they can be considered 1/3 scale model of the real structure. Taking into account resistence, ductility and stability of hysteresis loops, the last specimen of this work got remarkable good results. However, it was found that pre-heating of the zone is mandatory and cannot be overlooked.