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Tesis:

Estudio de los mecanismos combinados de fisuración y adherencia en elementos de hormigón armado y pretensado

  • Autor: SHARAF TORK, Bahaa

  • Título: Estudio de los mecanismos combinados de fisuración y adherencia en elementos de hormigón armado y pretensado

  • Fecha: 1999

  • Materia: FISURACIÓN;ADHESIÓN;HORMIGÓN ARMADO;HORMIGÓN PRETENSADO

  • Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS

  • Departamentos: CIENCIA DE LOS MATERIALES

  • Acceso electrónico:

  • Director/a 1º: GALVEZ RUIZ, Jaime Carlos

  • Resumen: La adherencia entre la armadura y el hormigón es fundamental para el correcto funcionamiento de los elementos de hormigón armado y pretensado. En las zonas solicitadas a tracción, en piezas de hormigón armado, el deslizamiento relativo entre la armadura y el hormigón provoca la aparición de grietas en la dirección de la armadura y en la dirección transversal, que afectan a la adherencia entre la armadura y el hormigón, a través de mecanismos complejos y poco estudiados, que están relacionados con la pérdida de confinamiento de las barras por la fisuración. Este aspecto es de vital importancia de cara a garantizar el correcto anclaje de las barras en el hormigón. En las piezas de hormigón pretensado con alambres grafilados la adherencia es favorecida por un doble fenómeno: 1. Al transferir la fuerza de pretensado el alambre aumenta su diámetro por efecto Poisson. 2. Al intentar deslizar el alambre, la grafila provoca la compresión del hormigón en la dirección radial. Este efecto combinado, beneficioso para la adherencia, provoca un anillo de tracciones circunferenciales en el hormigón que puede generar grietas en la dirección de la armadura. La longitud de transferencia de la fuerza de pretensado está directamente relacionada con este fenómeno. Este problema es aún más peligroso cuando la grieta existe y no se aprecia a simple vista. La fisuración longitudinal del hormigón aumenta la longitud de transferencia porque disminuye la adherencia en la zona fisurada y el alambre desliza más. Actualmente no existen datos experimentales suficientes y fiables que permitan estudiar la adherencia entre la armadura y el hormigón en combinación con el proceso de agrietamiento del hormigón en torno a la armadura. Por otro lado, algunos de los modelos que se han desarrollado para estudiar este proceso, contemplando el agrietamiento del hormigón, solo son aplicables a situaciones muy simplistas y en muchos casos solo son ajustes de resultados experimentales particulares no extrapolables a situaciones más generales. Existe algún modelo más general, basado en el concepto de daño en el continuo, pero emplea parámetros de ajuste de dudoso significado físico y difícilmente medibles en el material. Este trabajo pretende contribuir a cubrir parte de esta laguna de conocimiento. Con este fin se han cubierto los siguientes objetivos: 1. Se ha diseñado un método de ensayo y se ha desarrollado un conjunto de resultados experimentales con probetas de hormigón armado solicitadas a tracción, que permiten estudiar el proceso de generación y propagación de grietas transversales y longitudinales y relacionarlo con la adherencia armadura-hormigón. Los ensayos se han realizado con dos diámetros de armadura y tres recubrimientos de hormigón. 2. Se ha diseñado un método de ensayo y se ha desarrollado un conjunto de resultados experimentales con probetas de hormigón pretensado que permiten estudiar el proceso de transferencia de la fuerza de pretensado al hormigón en función de que exista o no agrietamiento longitudinal y relacionarlo con las variables geométricas y mecánicas de los materiales, incluyendo las de fractura. Los ensayos se han realizado con tres profundidades distintas de grafila y tres recubrimientos de hormigón. Se ha puesto a punto un modelo de cálculo y un procedimiento numérico que permiten evaluar la transmisión de tensiones tangenciales entre la armadura y el hormigón en función de la geometría, los desplazamientos relativos acero-hormigón y las características mecánicas de los materiales incluidas las de fractura. El modelo emplea variables con pleno sentido físico y medibles experimentalmente. El modelo reproduce correctamente los resultados experimentales de los ensayos realizados con las probetas de hormigón pretensado. A nuestro entender los procedimientos de ensayo desarrollados, los datos experimentales generados y el modelo de cálculo presentado proporcionan una importante ayuda para conocer mejor los procesos que gobiernan la adherencia entre la armadura y el hormigón. Permitirán, además, mejorar y ajustar el cálculo de magnitudes tan importantes como la longitud de anclaje de barras en el hormigón armado o la longitud de transferencia de la fuerza de pretensado