Comparative Study of Theoretical and Real Deflection of Simple and Reinforced Concrete Joists

Estudio comparativo de la deflexión teórica y real de viguetas de concreto simple y reforzado

Esta investigación tiene como objetivo determinar la deflexión real de una vigueta de concreto y correlacionar el resultado con la deflexión teórica, que está basada en el modelo esfuerzo vs. deformación propuesto por Mander et al. (1988) para cargas monótonas de concreto reforzado y no reforzado. La construcción de una vigueta con concreto no conforma un elemento 100 % homogéneo,isótropo y linealmente elástico, ya que su fabricación depende de muchas condiciones como la elección de los agregados, el agua, la fabricación del cemento, los ensayos realizados para el diseño de mezclas, el operario a cargo de la mezcla y la construcción de la vigueta. Por ello se investigó la variación de la deflexión real con respecto a los cálculos teóricos, para lo cual se fabricaron 30 viguetas de concreto simple y 30 viguetas de concreto armado, que se ensayaron midiendo la deflexión máxima y se comparándola con la teórica. Para el cálculo de la deflexión teórica se elaboró el diagrama de momentos de curvatura con el programa Rect_Mom de Restrepo y Rodríguez (2012), que utiliza el modelo de Mander et al. (1988). Los resultados experimentales mostraron una deflexión mayor que los cálculos teóricos.

INTRODUCCIÓN

El cálculo de deformaciones o deflexiones en elementos de hormigón armado sometidos a flexión es importante debido a que estos elementos deben tener una rigidez adecuada para eliminar cualquier deformación a lo largo de una estructura, que constituya un riesgo para su resistencia o funcionamiento en condiciones de servicio (Carrillo y Silva-Páramo, 2016; Carrillo, Cárdenas Pulido, y Aperador, 2017).

Asimismo, los elementos de concreto armado se utilizan cuando existe un déficit en alguna de las propiedades de una estructura debido a un nuevo estado de carga durante su vida útil. Estas cargas incrementadas generalmente son consecuencia del estado de servicio para el cual se deben controlar estas deflexiones (Falope, Lanzoni, y Tarantino, 2019).

Es importante conocer las respuestas y mecanismos resistentes presentes en un elemento de hormigón armado cuando es sometido a diferentes tipos de esfuerzos. Estos factores pueden ser medidos a través de ensayos experimentales, lo que permite verificar las teorías formuladas por las normas o estudiar otras teorías (Chiorean y Buru, 2017).

Realizar este tipo de estudio es importante porque nos ayudará a tener una perspectiva más clara de la deformación real (en función de la resistencia a la compresión, la carga aplicada, el refuerzo y la geometría), lo que permitirá ajustar los cálculos. Es importante verificar las deformaciones en elementos estructurales con poca inercia para garantizar el funcionamiento de la estructura en su conjunto y no poner en peligro la vida humana (Hemn Qader, Dishad Kakasor y Abdulkhaleq, 2020).