Modelos de análisis del comportamiento en fractura de las juntas secas postensadas de estructuras construidas por dovelas

Resumen

Las juntas secas en estructuras construidas por dovelas son comúnmente utilizadas por la rapidez que permiten en la construcción y por el ahorro económico que esto supone. La resistencia a cortante de dichas juntas afecta significativamente al comportamiento global de la estructura. Sin embargo, las fórmulas propuestas por distintas normativas y autores para el cálculo de la resistencia a cortante de las juntas secas postensadas con llaves múltiples dan lugar a valores muy dispares. En la presente tesis se han desarrollado tres modelos de elementos finitos para analizar el comportamiento en fractura de las juntas secas con llaves postensadas sometidas a cortante. En el primer modelo, implementado en Abaqus, se ha aplicado el modelo de material de grieta fija Brittle Cracking, mientras que en el segundo modelo se ha utilizado el modelo de grieta rotante Total Strain Rotating Crack de Diana. La principal ventaja del modelo de grieta rotante es que no es necesario incluir un factor de retención de cortante, que afecta significativamente a los resultados y del que se tiene poca información. Finalmente, se ha realizado un análisis secuencial lineal (SLA) que no presenta problemas de convergencia típicos de estructuras frágiles y que ha permitido estudiar el comportamiento post-pico incluyendo snap-backs, que no era posible con los programas anteriores. Los modelos desarrollados con diferente número de llaves y la aplicación de varios niveles de pretensado han permitido la obtención de una fórmula de ajuste de los resultados numéricos para la estimación de la resistencia a cortante de las juntas secas con llaves postensadas en función del número de llaves y de la presión de pretensado (hasta 3 MPa) para una resistencia compresión del hormigón de 50 MPa. Los valores obtenidos se comparan con la formulación existente, destacando que los resultados según la ATEP quedan muy del lado de la seguridad mientras que por el contrario los valores obtenidos con la fórmula de la AASTHO subestiman la resistencia a cortante de las juntas para más de una llave y bajo nivel de pretensado. Los resultados muestran que la tensión tangencial media en la junta es menor para un mayor número de llaves, pero este efecto disminuye al aumentar la compresión en la junta siendo prácticamente inapreciable para el caso de 3 MPa. Se concluye por tanto que a partir de dicho nivel de pretensado el comportamiento es independiente frente al número de llaves y no es necesario introducir un coeficiente que considere dicha dependencia. Finalmente, en el capítulo anexo se presenta la investigación llevada a cabo que ha permitido diseñar la configuración de los ensayos para obtener experimentalmente la resistencia a cortante de las juntas secas postensadas con llaves múltiples.