Modelación numérica con validación experimental aplicada al estudio del comportamiento de conectores tipo perno de estructuras compuestas de hormigón y acero

Abstract

Resumen En este trabajo se realiza un estudio del comportamiento de conectores tipo perno de estructuras compuestas de hormigón y acero mediante la simulación numérica del ensayo push out en sección viga-losa maciza de hormigón. Se analiza el comportamiento de los materiales en régimen no lineal, empleándose en un primer caso un modelo bilineal con criterio de rotura de Von Mises para el acero y el hormigón, y en un segundo caso un Modelo de Daño Plástico para el hormigón. Como herramienta para la modelación numérica se emplea el programa computacional ABAQUS. Se aborda el procedimiento metodológico de modelación numérica del ensayo de conectores. Se observa una buena correspondencia existente entre los resultados numéricos y experimentales, evidenciándose la efectividad del uso del Método de Elementos Finitos para el estudio del comportamiento de conectores. Finalmente, respaldado por los estudios numéricos y experimentales, se realiza una valoración de precisión en la estimación de la capacidad resistente de los conectores obtenida a partir de las normativas: AISC-LRFD (2005), Eurocódigo 4 (2004) y la Normativa Ramal Cubana NR-080-2004, observando que dichas normativas sobreestiman este valor en muchos casos. Palabras claves: Estructuras compuestas, conectores perno, simulación numérica, método de elementos finitos, modelo de daño plástico.

Resistance of stud shear connectors in composite beams using profiled steel sheeting

“…Based on different research modeling of concrete-steel composite structures, a von Mises' criterion was adopted for the steel [8][9][10][11][12]15,17]. In this case the option (*PLASTIC) available in ABAQUS [24] was utilized.…”

“…In the past 15 years different researchers have utilized FE to model composite structures with very good results [8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18][19][20][21][22][23]. Therefore, to provide further information FE technique can be used for analyzing steel-composite connection.…”

Study of the behavior of reinforced concrete deep beams. Estimate of the ultimate shear capacity

“…Are countless works where this tool is used in different fields of engineering, where we can highlight among them: in the work of Norambuena-Contreras, Castro-Fresno, Del Coz, & García (2011) is studied the reflective cracking in samples of asphalt by simulating a dynamic test, in composite structures are marked the studies of Bonilla, Mirambell, Larrúa, & Recarey (2012), Hernández, Bonilla, & Rodríguez (2014) and Bonilla, Bezerra, Larrúa, Mirambell, & Recarey (2015), and for to study reinforced concrete structures according Sagaseta & Vollum (2010) and Adhikary, Li, & Fujikake (2013) are applied modelling as a complement to the study of the behavior of deep beams by simulating actual tests.…”

Modelación numérica de vigas continuas de gran peralto de hormigón armado

“…The concrete behavior is simulated with a plasticdamage model developed by (Lubliner et al, 1989), modified by (Lee and Fenves, 1998), which is available in ABAQUS (2014), and used in the studies of (Hernández et al, 2014) and (Bonilla et al, 2015) for the numerical modeling of composite structures, and recently, by (Demit et al, 2016) (Yang et al, 2007) Figure 5a) and beam L10-60 (see Figure 5b) allows demonstrating that the increase of the vertical reinforcement amount has a greater influence on the beams presenting a higher shear span-effective depth ratio (a/d). (Lee et al, 2008) …”

“…By reducing the size of the elements a better approximation of the model is achieved in relation to the experimental one (see Table 2). (Yang et al, 2007) Transversal section A bilinear model is adopted to simulate the steel behavior, according to the Von Mises failure approach, which has been successfully used in the works of (Hernández, et al, 2014) and (Bonilla et al, 2015) dealing with modeling of composite structures of concrete and steel. This model was also used by (Rodríguez et al, 2012) (ABAQUS, 2014).…”