Comportamiento de los conectores de cortante tipo tornillo de resistencia grado dos para una sección compuesta con concreto de 28 MPa

Grade-two resistance screw shear connector behaviour for a 28 MPa concrete section

En Colombia el uso de los conectores de cortante tipo tornillo ha sido cada vez mayor; sin embargo, estos se han venido diseñando de acuerdo con los parámetros establecidos en las Normas Colombianas de Diseño Sismorresistente (NSR-98), requisitos establecidos para conectores tipo espigo. Este trabajo constituye un punto de partida del análisis del comportamiento de los conectores tipo tornillo en secciones compuestas. En la parte experimental se elaboraron 54 probetas compuestas por un perfil metálico y dos placas de concreto donde se encuentran embebidos los conectores. Se utilizaron tornillos con diámetros de 1/2” (12,7 mm), 5/8” (15,9 mm) y 3/4” (19,1 mm), colocados a diferentes separaciones, estas probetas fueron ensayadas a corte directo, y con los datos obtenidos se proponen las ecuaciones para la determinación de la resistencia de este tipo de conectores en secciones compuestas acero–concreto.

Introducción

Las secciones compuestas acero-concreto se han empleado desde 1920 aproximadamente. Hacia 1950 comenzaron a ser utilizadas en puentes, luego de las investigaciones realizadas por Viest (Viest, 1956). Para la década de 1960  se implementaron en el diseño de edificios de acuerdo con las normas introducidas en las especificaciones del AISC en 1961, las cuales están basadas en los estudios de Slutter y Driscoll (Slutter y Driscoll, 1961).

En 1971, a través de una serie de investigaciones realizadas en vigas compuestas y modelos a pequeña escala, usando concretos de diferentes resistencias y varios tamaños de conectores tipo espigo, se analizó el comportamiento entre estos y la resistencia del concreto, con lo cual se estableció la ecuación para determinar la resistencia de los conectores de cortante tipo espigo (Ollgaard, Slutter y Fisher, 1971, pp. 55-64), ecuación que es utilizada para el diseño de dichos conectores en secciones compuestas.

En nuestro país el uso de conectores tipo espigo es bajo,  en la mayoría de entrepisos con secciones compuestas se han venido empleando como conectores de cortante tornillos, ángulos y otros elementos. En el caso de los tornillos, frente a la falta de especificaciones, estos son diseñados de acuerdo con la ecuación establecida en el artículo F.2.9.5 de las Normas Sismorresistentes (NSR-98), definida únicamente para los conectores tipo espigo (stud) y no para los tornillos; adicionalmente la norma especifica en el artículo F.2.9.6 que cuando se utilicen como conectores de cortante elementos diferentes a los tratados en el numeral F.2.9.5, deben realizarse estudios experimentales que sustenten la metodología de diseño realizada.