ANÁLISIS NUMÉRICO DE LA SERVICIABILIDAD DE VIGAS COMPUESTAS SIMPLEMENTE APOYADAS EMPLEANDO ACERO AL CARBONO Y CDP

Abstract

Un estudio paramétrico de vigas compuestas de acero y concreto conectadas con pasadores de corte se examina numéricamente con ABAQUS en esta investigación analizando su comportamiento a flexión en estado límite de servicio. Los resultados servirán de apoyo a investigaciones futuras para la optimización de la normativa actual la cual aún es conservadora. El modelado se discute en detalle para proporcionar directrices a futuros modeladores numéricos en esta área y se evalúan las diferentes opciones de interacción mecánica, mallado y concepción de los modelos constitutivos de los materiales. El modelo numérico empleado en el estudio paramétrico se validó replicando los resultados de un modelo equivalente al del estudio (Prakash et al., 2011) el cual posee un ensayo experimental de referencia para su propia validación. El modelo de plasticidad por daño no lineal se considera para modelar el comportamiento frágil del concreto y se utilizan curvas bilineales elasto-plásticas para modelar los diferentes tipos de acero al carbono. La validación del modelo se realizó comparando la capacidad de absorción de energía, el deslizamiento en la interfaz, el agrietamiento y el aplastamiento del concreto, y la fluencia y el pandeo local de los patines de la viga de acero con los valores correspondientes obtenidos del experimento y el modelo numérico en (Prakash et al., 2011). La capacidad de absorción de energía de la viga compuesta obtenida del FEA (Finite Element Analysis) demuestra estar por lo menos en un 90% correlacionada con los valores medidos en el experimento, algo que concuerda con el porcentaje de error esperado en resultados de simulación. Respecto a la normativa, se concluye que posee limitantes en cuanto a variaciones de f_y en la viga, efectos de deslizamiento en la interfaz y variaciones de f_u elevadas en los pasadores de corte a diferencia de los resultados FEA.