Modelación de unión viga-columna en concreto

[mauinostroza]

Hola, quisiera tener la opinión de otros ingenieros respecto a este tema. El asunto es cual es la forma más cercana a la realidad de modelar una unión de una viga de concreto con una columna exterior o un muro perpendicular al eje de la viga. La duda nace a raíz de que en una situación así, el anclaje del acero superior correspondería a un gancho estándar. Lo más común sería modelar esta situación como si la viga estuviera empotrada en la columna o muro. Sin embargo, en diversos estudios se evalúa el comportamiento del gancho, con resultados que muestran que se produce cierto deslizamiento del acero en el punto donde se dobla, producto de fallas locales en el hormigón. Esto lleva a plantear que es posible que la viga no se comporte como empotrada totalmente, algo que podría ser pensado para las máximas solicitaciones pero quizás no para cargas menores. La pregunta es...¿corresponde diseñar una viga así, como empotrada y de acuerdo a los resultados del análisis aún cuando pueda no generase el momento negativo que esperamos provocando en realidad un momento positivo mayor al esperado? o ¿diseñamos directamente la viga como rotulada con más fierro inferior y el fierro superior mínimo?

Disculpen lo excesivo del mensaje y gracias desde ya por sus respuestas. Saludos.

[jfjdm]

Por lo mismo que el concreto tiende fracturarse bajo el gancho en condiciones de estudio, los códigos han incrementado los requisitos del suministro del refuerzo y el detallado en las uniones, para que en condiciones normales se pueda estimar un empotramiento perfecto.
Sin embargo algunos programas y procedimientos de diseño permiten el uso de otras consideraciones, que con todo lo útiles que pueden ser, por ser el concreto un material heterogéneo y frágil, sin una verificación experimental o estudios más detallados y específicos, solo pueden considerarse como suposiciones que deben tratarse con cuidado y criterio.
Si el diseño no es de una estructura muy compleja no convendría alejarse de los códigos.

[mauinostroza]

Claro, la fractura del concreto es lo que uno más esperaría y que disminuiría la resistencia del hormigón provocando una pérdida de adherencia, sin embargo, leyendo información de distintos estudios, dicen que antes que eso suceda lo que ocurre es el deslizamiento del acero superior, producto de la concentración de esfuerzos en la esquina interior donde se dobla el fierro. Mi problema se basa más en el criterio para modelar que en el diseño porque en el diseño, siguiendo por ejemplo el código ACI, uno finalmente obtiene un buen detalle para que se cumpla el correcto anclaje, pero eso no dice si la unión se está comportando como empotrada o rotulada. Esa es mi duda principalmente, pretendía modelar la viga como empotrada y calcular la cantidad de acero en tracción y compresión correspondiente, pero qué pasa si en realidad en una conexión así, no se genera el empotramiento y finalmente la viga trabaja como rotulada, no estaría colocando la cantidad suficiente de acero en tracción. Entonces, ¿se considera empotrada o rotulada inmediatamente?

[jfjdm]

Empotrada, para eso sirven las mayoraciones de solicitaciones y minoraciones de capacidad.

[RRA]

En definitiva los programas de análisis y diseño ayudan pero el pensamiento ingenieril es sin duda el responsable de todas las obras de ingeniería de éxito, y es muy importante considerar el criterio a utilizar independiente de los códigos y reglamentos ya que estos definen las pautas de diseño y hay que seguirlas, ya que se han realizado a partir de innumerables pruebas de laboratorio y resistencia de materiales, pero en la obtención de los elementos mecánicos y valores para dicho diseño pueden existir innumerables criterios y estos deben tener bases teóricas mas allá de un programa.

Yo te sugeriría que consideres la posibilidad de diseñar dicho elemento por separado y analizarlo como semi-empotrado para que cuente con el acero por tracción necesario en caso de necesitarlo a partir de tus combinaciones de carga, obviamente este criterio podría tener mayor fundamento a partir de conocer la rigidez del elemento de apoyo y la capacidad de distribución del momento de la viga a la columna, pero esta solución a pesar de ser trivial la eh visto reflejada en muchas memorias de calculo.

Saludos.