ESTUDIO PARA LA MODELACION NUMERICA DE VIGAS PRINCIPALES DE HORMIGON ARMADO ATRAVESADAS POR VIGAS SECUNDARIAS METALICAS MEDIANTE PROGRAMAS DE ELEMENTOS FINITOS

Abstract

Este trabajo nace debido a la necesidad de entender cómo actúan las vigas de hormigón armado al ser atravesadas en un punto intermedio de la luz con viguetas de acero en sentido horizontal y perpendicular a la viga de hormigón armado, formando nudos que al ser de distintos materiales se denominan conexiones mixtas o nudos híbridos, metodología constructiva que actualmente se aplica en varias construcciones y que son promocionadas en publicidades por empresas que proveen losas mixtas colaborantes o Steel deck. En la bibliografía revisada no hay precedentes del diseño de este tipo de nudo, por lo que se torna necesario empezar con investigaciones que contribuyan a armar el conjunto total de su comportamiento. El objetivo general del presente trabajo, radica en modelar mediante un programa de elementos finitos la problemática descrita anteriormente para así poder demostrar si éste método de construcción podría o no ocasionar algún tipo de problema. Los objetivos específicos sirven de guía para llegar a saber de qué manera resulta más eficiente resolver esta problemática. Se verá que software es el más idóneo para realizar la modelación; se sabrá como modelar cada elemento que conforma el nudo híbrido y ensamblarlos; se verá mediante gráficos de esfuerzos de la viga los lugares en los que se podrían colocar estos nudos sin que existan problemas; y por último se recomendará que secciones transversales y longitudinales serían los más óptimas para ubicar estos nudos en las construcción de vigas. Se pretende alcanzar con éste trabajo de investigación, terminar con el desconocimiento del comportamiento de este tipo de estructuras, que si bien se construyen, es muy pobre lo que se sabe sobre éste tema. Los constructores al momento de plasmar en obra las losas mixtas colaborantes, utilizan por lo general dos métodos según el criterio de cada diseñador. Uno de ellos es ubicar las vigas de acero encima de las vigas de hormigón armado, lo que no genera un empotramiento en todos los puntos, sino más bien en lugares específicos inducidos. El otro caso consiste en atravesar con vigas de acero las vigas de hormigón armado, lo cual si produce empotramientos en todos los lugares en donde estos dos elementos se vean juntos. Estos dos métodos son tratados en el presente trabajo de titulación con el ánimo de dar a conocer si no producen problema alguno. Tanto el uno con el otro tienen su respectivo modelado y posteriores resultados. En el primer caso las cargas que se aplican a la losa, se distribuyen hacia la viga de hormigón armado actuando como cargas puntuales y sin atentar contra la integridad de dicha viga. En el segundo caso, las vigas de acero forman un nudo rígido y dependiendo de su ubicación estas podrían o no ocasionar daños a lo largo de la viga de hormigón armado. Se concluye que para éste último caso es recomendable que la colocación de las vigas de acero sea en los lugares en donde es permitido crear agujeros en las vigas de hormigón armado, según lo sugiere la norma ACI 318-11, lo cual se detalla conforme avanza la investigación.