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Vol. 65. Núm. 274.
Páginas 247-265 (Octubre - Diciembre 2014)
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Vol. 65. Núm. 274.
Páginas 247-265 (Octubre - Diciembre 2014)
DOI: 10.1016/j.hya.2014.11.001
Un modelo unificado de resistencia a flexión y cortante de vigas esbeltas de hormigón armado bajo cargas puntuales y repartidas
A unified shear-flexural strength model for slender reinforced concrete beams under concentrated and distributed loads
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Antonio María,
Autor para correspondencia
antonio.mari@upc.edu

Autor para correspondencia.
, Antoni Claderab, Jesús Bairána, Eva Ollera, Carlos Ribasb
a Departamento de Ingeniería de la Construcción. Universitat Politècnica de Catalunya, Barcelona, España
b Departamento de Física. Universitat de les Illes Balears, Palma de Mallorca, España
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Tabla 2. Verificación de diferentes formulaciones a cortante con los resultados experimentales
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Resumen

Se presenta un modelo mecánico para la predicción de la resistencia a cortante-flexión de vigas esbeltas de hormigón armado sometidas a cargas puntuales y/o repartidas. El modelo incorpora las contribuciones a la resistencia a cortante de la cabeza comprimida, del alma fisurada y de las armaduras longitudinales y transversales. Se considera que la rotura tiene lugar en la cabeza comprimida no fisurada de hormigón, sometida a un estado biaxial de tensiones, cuando se alcanza la envolvente de Kupfer, habiendo plastificado las armaduras transversales. Basándose en consideraciones de equilibrio y en una distribución de tensiones en ELU para la cabeza comprimida, se proponen ecuaciones sencillas y directas para dimensionamiento y comprobación. Las predicciones del modelo se han comparado con más de 1300 ensayos a cortante de vigas, obteniéndose muy buenos resultados. El modelo proporciona una explicación física del comportamiento a cortante, lo que junto a su sencillez y precisión, le convierte en una herramienta muy útil para el proyecto basado en prestaciones.

Palabras clave:
Modelo mecánico
resistencia a cortante
hormigón armado
carga puntual
carga repartida
Abstract

A mechanical model is presented for shear-flexural strength of slender reinforced concrete beams under concentrated or distributed loads. The model incorporates the shear transferred by the un-cracked concrete head, by the cracked web and by the longitudinal and transverse reinforcements. Failure is assumed to occur at the un-cracked concrete zone, subjected to a biaxial stress state, when the Kupfer failure envelope is reached and the stirrups are yielded. A general procedure and simplified direct design equations are derived taking into account equilibrium and a given stress distribution at ultimate limit states (ULS). The model predictions have been compared with the results of more than 1300 tests performed on simply supported beams, having obtained very good agreement. Because of the simplicity, accuracy, and the physical insight of the problem provided by the model, it may be very useful for rational performance-based design of concrete structures in practice.

Keywords:
Mechanical model
shear strength
reinforced concrete
point load
distributed load.

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