Cálculo de estructuras de Hormigón Armado con el Reglamento CIRSOC 201-2005

Tesis

Resumen *

El reglamento CIRSOC 201-2005 plantea las hipótesis en que se debe basar el cálculo y la verificación de las secciones de hormigón, pero como es normal no especifica formas de resolverlas. Por lo que en este trabajo se presenta y analiza la nueva metodología propuesta, y a partir de ello se propone dos soluciones al problema de determinación de las armaduras de secciones de hormigón armado. En consecuencia el objetivo principal del trabajo se constituye como la presentación de soluciones al problema de determinación del área de acero necesaria debido a los esfuerzos de flexión y axial en secciones de hormigón armado, según el reglamento CIRSOC 201-2005. Esto se une con la resolución de estructuras en tres dimensiones formadas por elementos de barra. Pudiendo resolverse entonces el diseño de pórticos generales de hormigón armado, como por ejemplo los utilizados en edificios de viviendas. Se abarcan secciones formadas por polígono de cualquier número de lados, siendo posible considerar un indeterminado número de agujeros. La disposición de la armadura de la sección también puede ser cualquiera. La resolución de este problema es complejo debido a la cantidad de variables que se manejan y la no linealidad de las ecuaciones, además de las singularidades (discontinuidades de las derivadas) que se producen debido a los distintos comportamientos de los materiales constituyentes en las diversas deformaciones y por las condiciones reglamentarias. Esto implica que se tenga que se desarrollar estrategias que permitan resolver el problema. Para esto se creó y se experimentó métodos numéricos y algoritmos computacionales, que partiendo de los datos ingresados, se los procese en varias etapas hasta obtener la solución al problema. En el trabajo se propone dos métodos, donde el primero se resuelve en forma exacta secciones rectangulares con cualquier número de armaduras sometidas a flexión recta compuesta (es decir con esfuerzo axial). Este tipo solución abarca todos los problemas que pueden ser resueltos con los diagramas de iteracción de secciones rectangulares, pero en forma general. Ya que se puede resolver cualquiertipo de viga, columna, tabiques lineales, etc., de cualquier tipo de hormigón y acero, y cantidad y relación de área de las armaduras. Estos tipos de secciones y solicitación son las que se encuentran en la gran mayoría de los cálculos de hormigón armado, principalmente referido a estructuras de edificios. Luego se propone un método numérico de búsqueda de la solución abarcando secciones y solicitaciones generales (flexión oblicua compuesta) como descripto previamente. Este método abarca las secciones rectangulares que se resuelven con los diagramas de roseta, pero su aplicación no queda restringida a este tipo de secciones, sino que se puede resolver secciones de cualquier forma. Incluyendo tabiques de variada forma, o secciones más complejas con huecos y hasta con parte curvas (se las debe aproximar con un polígono), que no son tan comunes en la práctica, pero posiblemente unas de las razones de ello es que se las evita debido a la dificultad de su cálculo. El método permitiría no estar restringido a esta limitación (si se excluye la parte constructiva), o que se tenga que utilizar simplificaciones en el cálculo (por ejemplo se la aproxima con un sección más simple). Este tipo secciones no se encuentran tanto en edificios, excepto por lo tabiques, secciones T y L, pero quizás más en puentes (pilares, tableros, etc.), alcantarillas, postes, chimeneas, monumentos, etc., y en general grandes estructuras donde no se utilice pretensado (se busca ahorrar hormigón variando la forma de la sección). Como complemento se incorpora la resolución del equilibrio estático de pórticos en tres dimensiones, bajo las hipótesis elásticas lineal y teoría de vigas (conservación de las secciones planas, etc.). Esta es la clásica teoría que se usa para resolver estructuras de edificios de viviendas.  Información suministrada por el agente en SIGEVA