Elementos de hormigón armado con armadura transversal inclinada y alta cuantía de acero sometidos a solicitación sísmica

Abstract

La presente memoria es parte de una investigación experimental desarrollada en el laboratorio LEMCO del Departamento de Obras Civiles de la UTFSM sobre el comportamiento sísmico de elementos de hormigón armado con armadura transversal inclinada a 45°/135°. Estudios anteriores llevados a cabo en el mismo laboratorio mostraron que esta disposición permite conservar de mejor manera la integridad del hormigón y disminuir la degradación de resistencia respecto de los estribos ortogonales. Sin embargo, también se ha observado una tendencia indeseable a la fractura del refuerzo longitudinal, la que puede conducir al repentino colapso de la estructura. En este contexto, se evaluó una alternativa para evitar o retardar dicha fractura mediante la reducción de la resistencia del hormigón y el aumento de la cuantía del acero longitudinal, buscando favorecer una secuencia de falla como la que se espera normalmente en estos elementos, o sea en la que el hormigón se aplasta, disgrega y vacía gradualmente, y la fractura de las barras no ocurre. Junto con las memoristas asociadas Alfaro, R. (2026) y Loyola, K. (2026), se construyeron y ensayaron seis especímenes representativos de uniones viga-columna, sometidos a cargas cíclicas equivalentes a solicitaciones sísmicas. Se utilizaron hormigones de resistencias moderadas 17,55 [MPa] y 23,83 [MPa], con especímenes con estribos inclinados en dos planos y otros con estribos ortogonales para comparación. Ninguno de los seis especímenes presentó fractura del refuerzo longitudinal durante los ensayos. Los especímenes con estribos inclinados conservaron de mejor manera el hormigón que aquellos con estribos ortogonales. No obstante, se observó (...).

This report is part of an experimental study conducted at the LEMCO laboratory of the Department of Civil Engineering at UTFSM on the seismic behavior of reinforced concrete members with transverse reinforcement inclined at 45°/135°. Previous studies conducted in the same laboratory showed that this arrangement better preserves the integrity of the concrete and reduces the loss of strength compared to orthogonal stirrups. However, an undesirable tendency for the longitudinal reinforcement to fracture has also been observed, which can lead to the sudden collapse of the structure. In this context, an alternative was evaluated to prevent or delay such fracture by reducing the concrete strength and increasing the amount of longitudinal steel, with the aim of promoting a failure sequence typically expected in these members—that is, one in which the concrete is gradually crushed, disintegrated, and washed out, and the bars do not fracture. Together with co-authors Alfaro, R. (2026) and Loyola, K. (2026), six representative beam-column connection specimens were constructed and tested, subjected to cyclic loads equivalent to seismic stresses. Concrete with moderate strengths of 17.55 [MPa] and 23.83 [MPa] was used, with specimens featuring stirrups inclined in two planes and others with orthogonal stirrups for comparison. None of the six specimens exhibited fracture of the longitudinal reinforcement during the tests. The specimens with inclined stirrups retained the concrete better than those with orthogonal stirrups. However, was observed (...).