Análisis de estructuras de hormigón considerando los efectos de las deformaciones diferidas

Abstract

El principal objetivo de este trabajo ha sido desarrollar un método numérico para el análisis del comportamiento diferido de estructuras de hormigón armado. Este método numérico debe calcular con precisión la evolución en el tiempo las deformaciones y solicitaciones en estructuras de hormigón. Se ha desarrollado una nueva forma de considerar los efectos de las deformaciones diferidas en estructuras de hormigón en el marco del Método de los Elementos Finitos (MEF), válida para los modelos de fluencia lenta basados en la teoría de solidificación, con lo que abarca la formulación propuesta por el código del CEB-fip de 1990. En este trabajo se muestra que en los modelos de fluencia lenta del hormigón basados en la teoría de solidificación, que corresponden a modelos viscoelásticos con envejecimiento, se puede aplicar el Método de la Cuadratura de Convolución (MCC) para calcular las integrales que aparecen en su ecuación constitutiva, lo que evita la aproximación por cadenas de elementos Maxwell o Kelvin. Las únicas aproximaciones utilizadas en este método son las inherentes al método numérico que se aplica para su resolución. Se ha desarrollado una variante al MEF tradicional, a partir de formulaciones variacionales mixtas en lugar de las basadas en el principio de los trabajos virtuales. Se realizó una implementación computacional de la formulación propuesta con la que se analizaron varios ejemplos: fluencia y relajación en una barra de hormigón sometida a compresión; fluencia de una barra de hormigón armado sometida a compresión, carga constante en una viga compuesta sometida a flexión y viga de hormigón pretensado, en la que se incorpora la acción conjunta de la fluencia del hormigón con la retracción del hormigón y la relajación del acero. Se realiza también un análisis de convergencia del método en función de los distintos parámetros involucrados a efectos de verificar su estabilidad. Todos los ejemplos estudiados fueron resueltos con gran precisión, de acuerdo a la comparación con soluciones analíticas y numéricas de referencia, mostrando la potencialidad del método.