Efectos de las amarras y soldadura de los estribos en el comportamiento sísmico de los elementos de hormigón armado

Abstract

El presente estudio explora el comportamiento de amarras y soldadura de estribos inclinados en 45° y estribos rectos en 90° en elementos de hormigón armado sometidos a solicitación sísmica. El caso de mayor interés se da en vigas que tienen como armadura transversal estribos inclinados, aquí la componente horizontal de la fuerza inclinada de los estribos tiende a desplazarlos a lo largo de las barras longitudinales, especialmente cuando el recubrimiento está muy dañado o ya no existe, afectando la resistencia al corte. Para investigar el problema se construyeron y ensayaron nueve vigas en voladizo de hormigón armado con diversas configuraciones de armadura transversal amarradas y soldadas, representando uniones exteriores viga-columna de marcos dúctiles, todas fueron ensayadas bajo solicitación sísmica en el Laboratorio de Ingeniería Sismorresistente de la UTFSM. Las dimensiones de las vigas fueron 50 [cm] x 13,5 [cm] x 7,5 [cm] ancladas en un segmento de columna de 50 [cm] x 31 [cm] x 11,1 [cm], y pueden considerarse a 1/3 de la escala real. Se construyeron vigas con estribos rectos, y vigas con estribos inclinados. Algunas de ellas con estribos convencionales con gancho sísmico, otras sin gancho sísmico y con los extremos soldados configurando un cerco continuo, otras con los estribos amarrados a las barras longitudinales de la forma convencional y otras con los estribos soldados a éstas. En todas estas probetas la armadura longitudinal fue con barras de acero soldable CAPSOL A630 – 420S de 8 [mm], mientras que la armadura transversal fue con acero AT56 – 50H, excepto en las últimas probetas construidas en que la armadura transversal fue de acero inoxidable de diámetro 3 [mm]. Eliminar el gancho sísmico y fabricar los estribos en forma de cerco soldados facilitó la confección de la armadura en su conjunto, aparte de mejorar el confinamiento del hormigón en las etapas finales de los ensayos, retardando significativamente el colapso. Los mejores resultados se obtuvieron con armadura transversal en 45°, con estribos soldados en forma de cercos, amarrados a la armadura longitudinal y no soldados a esta última. La mayoría de las vigas con estribos soldados a la armadura longitudinal cortó alguna de sus barras principales de refuerzo en los ciclos de 25 [mm], causando una falla catastrófica del conjunto antes de llegar a la etapa final del programa de carga. Al parecer, la explicación es que, como las soldaduras fueron realizadas en condiciones normales de obra y sin ninguna preparación especial, las propiedades resistentes del acero A630 – 420S quedaron afectadas considerablemente.