COMPORTAMENT DE NUSOS RÍGIDS DE FORMIGO CONFINAT EN LES ESTRUCTURES D’EDIFICACIÓ DE FORMIGÓ...
1
COMPORTAMENT DE NUSOS RÍGIDS DE FORMIGO CONFINAT EN LES ESTRUCTURES D’EDIFICACIÓ DE FORMIGÓ ARMAT LA RESOLUCIO DEL CONFINAMENT D’UN NUS RIGID DE COLUMNA INTERIOR (I PER EXTENSIÓ A COLUMNA EXTERIOR) POT FER-SE AMB EL FORMIGO QUE ENVOLTA EL NUS O BE AMB L’ARMADURA TRANSVERSAL DEL NUS. L’ANÀL·LISI POT FER-SE DE DUES FORMES COMPLEMENTARIES: AMB L’EXPERIMENTACIÓ I AMB L’ÚS DE METODES NUMERICS. ES TRACTA DE BUSCAR L’EFECTE DEL CONFINAMENT PRODUIT PEL FORMIGÓ (fcu), L’EFECTE DE L’ARMAT TRANSVERSAL HELICOIDAL (fsu) I LA INTERACCIÓ ENTRE ELLS. L’INTERÉS DE CONEIXER EL COMPORTAMENT DEL NUS ES DE GRAN IMPORTANCIA QUAN LA QUALITAT DELS FORMIGONS DE PILARS I FORJATS D’UNA ESTRUCTURA DE F.A. SON DIFERENTS. L’ESTUDI ES REALITZA AMB FORMIGÓ HA-60 EN PILARS I HA-25 EN FORJATS. RESUM 1. OBJECTIUS I METODOLOGIA 1. OBJECTIUS I METODOLOGIA TESINA D’ESPECIALITAT Eng.Camins, C.i P.: Autor: Eduard Bonmatí i Lladó / Tutor: Antonio R. Marí Bernat 2. MODELITZACIO NUMERICA NUS SENSE ARMAR (MÉTODE ELEMENTS FINITS): 2. MODELITZACIO NUMERICA NUS SENSE ARMAR (MÉTODE ELEMENTS FINITS): ESTUDI PARAMETRIC AMB 35 ASSAIGS ESTUDI PARAMETRIC AMB 35 ASSAIGS 3. CAMPANYA EXPERIMENTAL DE FORMIGÓ AMB ARMADURA DE CONFINAMENT: 3. CAMPANYA EXPERIMENTAL DE FORMIGÓ AMB ARMADURA DE CONFINAMENT: 16 PROBETES 16 PROBETES 4. CAMPANYA EXPERIMENTAL NUS A ESCALA REAL: 4. CAMPANYA EXPERIMENTAL NUS A ESCALA REAL: 2 ESPECIMENS DE F.A. SIMULAND UN NUS DE COLUMNA INTERIOR 2 ESPECIMENS DE F.A. SIMULAND UN NUS DE COLUMNA INTERIOR ROTURA LABORATORI UPC, MAIG-2009 Nu,exp = -4286 KN; uz,exp = -8.8mm INSTRUMENTACIO AMB BANDES EXTENSOMETRIQUES Nu,exp = β · (fcu,num + fsu,exp) · Ac + fy · As -4286000 N = β · (-73.5 N/mm2 - 25.15 N/mm2) · 49087.34 mm2 – 271430 N β = 0.84 β és el factor d’acoblament entre els dos tipus de confinament d’un nus de columna interior, pel cas estudiat CAR G A -DEFOR M AC IO N EN BAND AS EXTEN SO M ETR IC AS EN AR MADURA H ELIC O ID AL IN FER IO R D EL N UDO 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0.00 -67.66 -173.06 -30.55 -371.76 -784.51 -1194.99 -1592.64 -1580.51 -2132.52 -3322.15 CARGA (KN ) M IC R O D EFO R M A C I U NITARIA BANDA nº7 (Tr=595.7 M pa) BANDA nº8 (Tr=560.3 M pa) BANDA nº9 (Tr=101.0 M pa) C AR GA -D EFO R M AC IO N EN BANDAS EXTENSO M ETR IC AS EN ARMADURA H ELIC O ID A L SU PER IO R D EL N UDO 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 0.00 -65.72 -169.08 -35.64 -342.22 -755.05 -1148.93 -1545.09 -1588.77 -1882.03 -3077.74 CARGA (K N ) M IC R O D EFO R M A C UN ITARIA B A N DA nº10 (Tr=624.1 M pa) B A N DA nº11 (Tr=223.8 M pa) B A N DA nº12 (Tr=209.5 M pa) CAR G A -D EFO RM AC IO N EN BANDAS EXTENSO M ETR IC A S , EN ESTR IB O DEL PILAR IN FER IOR 0 100 200 300 400 500 600 700 0 -81.5 -205 -121 -602 -1052 -1514 -1583 -2111 -3464 CARGA (K N ) M IC R O D EFO R M A C UN ITARIA B A N D A nº4 (Tr=121.0 M pa) B A N D A nº5 (Tr=69.0 M pa) B A N D A nº6 (Tr=136.4 M pa) C AR G A -D EFO RM AC IO N EN BANDAS EXTEN SO M ETR IC AS, EN ESTR IB O DEL P ILA R S U PER IO R 0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 0 -69.5 -177 -38.2 -401 -817 -1230 -1637 -1576 -2235 -3498 CARGA (K N ) M IC R O D EFO R M A C UNITARIA B AN D A nº13 (Tr=261.4 M pa) B AN D A nº14 (Tr=317.5 M pa) B AN D A nº15 (Tr=264.4 M pa) C AR GA -DEFO R M AC ION EN BANDAS EXTEN SO M ETR IC A S EN ARMADURA LO NG ITU D IN AL D E L PILA R IN FERIOR -3000 -2500 -2000 -1500 -1000 -500 0 0.00 -76.59 -192.94 -72.78 -520.08 -953.94 -1393.48 -1597.31 -1543.41 -2838.82 CARG A (K N ) M IC R O D EFO R M A C I UNITARIA B A N D A nº1 (Tr=-515.4 M pa) B A N D A nª2 (Tr=-344.5 M pa) B A N D A nº3 (Tr=-567.2 M pa) C AR G A -D EFO R M AC IO N EN BANDAS EXTEN SO M ETR IC AS EN ARMADURA LO N G ITU D IN AL D EL PILAR SU P ER IO R -6000 -5000 -4000 -3000 -2000 -1000 0 0.00 -78.11 -196.50 -86.14 -544.45 -979.52 -1430.03 -1595.88 -1702.50 -3269.22 CARGA (K N ) M IC R O D EFO R M A C UN ITA RIA B A N D A nº16 (Tr=-608.5 M pa) B A N D A nº17 (Tr=-459.6 M pa) B A N D A nº18 (Tr=-1088.6 M pa) CARGA - DESPLAZAMIENTO ENSAYO A ROTURA CON CONTROL DE DESPLAZAMIENTO, ESPECIMEN "B" -4750 -4500 -4250 -4000 -3750 -3500 -3250 -3000 -2750 -2500 -2250 -2000 -1750 -1500 -1250 -1000 -750 -500 -250 0 DESPLAZAM IEN TO (mm) CARGA (KN) 5. RESULTATS DE LA COMPARATIVA: ACOBLAMENT DELS DOS TIPUS DE CONFINAMENT 5. RESULTATS DE LA COMPARATIVA: ACOBLAMENT DELS DOS TIPUS DE CONFINAMENT TEN SIO N AXIAL EFECTIVA DE R OTUR A DEL H ORM IG O N ,EN NU D O S R IG IDO S CON FIN AD O S, D EB ID O AL HOR M IGO N C IR C U N FER EN C IAL EN EL NUDO H A -25 forjado / H A-60 pilares 0 20 40 60 80 0 0.25 0.5 0.75 1.5 2 v/c fcu (N /mm2 h/c = 0,5 h/c = 1 h/c = 2 h/c = 4 h/c = 8 TENSION A COM PR E SION TR IA XIA L EN NU DO S R IGIDOS CON FIN ADOS , DEB IDO AL HORMIGON CIRCUNFERENC IA L EN EL NUDO HA -25 forjado / HA -60 pilares 0 20 40 60 80 100 0 0.25 0.5 0.75 1.5 2 v/c fc1 (N/mm2 h/c = 0,5 h/c = 1 h/c = 2 h/c = 4 h/c = 8 fc1 = fco + k1 * f1 k1 = 4,1 – 5,3 (confinament baix) k1 = 2,2 – 2,9 (confinament alt) r m in 50m m r m in 50m m r m in r m in r m in r m in 50m m r m in r m in 70m m Nus en columna exterior ( fcu = fco = -25 MPa ) Nus en columna interior ( /fcu/ > /fco/ ) - OBTENIR AMB MODELITZACIÓ NUMÉRICA EL VALOR DE fcu fcu,num - OBTENIR AMB MODELS EXPERIMENTALS EL VALOR DE fsu fsu,exp (campanya d’assaigs de formigó amb armadura de confinament) - OBTENIR LA CONJUNCIÓ DE fcu i fsu AMB NOUS MODELS EXPERIMENTALS (campanya d’assaigs de nus a escala real) CARGA DE ROTURA DEL ENSAYO (P)EN FUNCIÓN DE LA CU A N TIA V OLU ME TR IC A (ww) y = 724,36x + 326,73 R 2 = 0,9479 0 200 400 600 800 1000 1200 0,000 0,200 0,400 0,600 0,800 1,000 ww P KN C=250mm V=400mm H=250mm fco = -30 N/mm2 fcu,num = -73.5 N/mm2 fc1,num = -82.4 N/mm2 f1,num = -13.1 N/mm2 k1,num = 4.01 f1/fco = 0.436 (conf.mig) 0<(f1/fco)≤0.33: confinament baix 0.33<(f1/fco)≤0.6 confinament mig 0.66<(f1/fco)≤1: confinament alt fcu,num fsu,exp (Nu,exp – fy·As) / Ac = + f1c=fco+fsu fsu=fco·C·ww c/2 v h/2 Brandzaeg: C=1.75 EHE-08: C=1.2 a 1.38 Assaigs: C=1.66 a 2.56
description
COMPORTAMENT DE NUSOS RÍGIDS DE FORMIGO CONFINAT EN LES ESTRUCTURES D’EDIFICACIÓ DE FORMIGÓ ARMAT. TESINA D’ESPECIALITAT Eng.Camins, C.i P. : Autor: Eduard Bonmatí i Lladó / Tutor: Antonio R. Marí Bernat. - PowerPoint PPT Presentation
Transcript of COMPORTAMENT DE NUSOS RÍGIDS DE FORMIGO CONFINAT EN LES ESTRUCTURES D’EDIFICACIÓ DE FORMIGÓ...
COMPORTAMENT DE NUSOS RÍGIDS DE FORMIGO CONFINAT EN LES ESTRUCTURES D’EDIFICACIÓ DE FORMIGÓ ARMAT
LA RESOLUCIO DEL CONFINAMENT D’UN NUS RIGID DE COLUMNA INTERIOR (I PER EXTENSIÓ A COLUMNA EXTERIOR) POT FER-SE AMB EL FORMIGO QUE ENVOLTA EL NUS O BE AMB L’ARMADURA TRANSVERSAL DEL NUS. L’ANÀL·LISI POT FER-SE DE DUES FORMES COMPLEMENTARIES: AMB L’EXPERIMENTACIÓ I AMB L’ÚS DE METODES NUMERICS. ES TRACTA DE BUSCAR L’EFECTE DEL CONFINAMENT PRODUIT PEL FORMIGÓ (fcu), L’EFECTE DE L’ARMAT TRANSVERSAL HELICOIDAL (fsu) I LA INTERACCIÓ ENTRE ELLS. L’INTERÉS DE CONEIXER EL COMPORTAMENT DEL NUS ES DE GRAN IMPORTANCIA QUAN LA QUALITAT DELS FORMIGONS DE PILARS I FORJATS D’UNA ESTRUCTURA DE F.A. SON DIFERENTS. L’ESTUDI ES REALITZA AMB FORMIGÓ HA-60 EN PILARS I HA-25 EN FORJATS.R
ES
UM
1. OBJECTIUS I METODOLOGIA1. OBJECTIUS I METODOLOGIA1. OBJECTIUS I METODOLOGIA1. OBJECTIUS I METODOLOGIA
TESINA D’ESPECIALITAT Eng.Camins, C.i P.: Autor: Eduard Bonmatí i Lladó / Tutor: Antonio R. Marí Bernat
2. MODELITZACIO NUMERICA NUS SENSE ARMAR (MÉTODE ELEMENTS FINITS): 2. MODELITZACIO NUMERICA NUS SENSE ARMAR (MÉTODE ELEMENTS FINITS): ESTUDI PARAMETRIC ESTUDI PARAMETRIC AMB 35 ASSAIGSAMB 35 ASSAIGS2. MODELITZACIO NUMERICA NUS SENSE ARMAR (MÉTODE ELEMENTS FINITS): 2. MODELITZACIO NUMERICA NUS SENSE ARMAR (MÉTODE ELEMENTS FINITS): ESTUDI PARAMETRIC ESTUDI PARAMETRIC AMB 35 ASSAIGSAMB 35 ASSAIGS
3. CAMPANYA EXPERIMENTAL DE FORMIGÓ AMB ARMADURA DE CONFINAMENT: 3. CAMPANYA EXPERIMENTAL DE FORMIGÓ AMB ARMADURA DE CONFINAMENT: 16 PROBETES16 PROBETES3. CAMPANYA EXPERIMENTAL DE FORMIGÓ AMB ARMADURA DE CONFINAMENT: 3. CAMPANYA EXPERIMENTAL DE FORMIGÓ AMB ARMADURA DE CONFINAMENT: 16 PROBETES16 PROBETES
4. CAMPANYA EXPERIMENTAL NUS A ESCALA REAL: 4. CAMPANYA EXPERIMENTAL NUS A ESCALA REAL: 2 ESPECIMENS DE F.A. SIMULAND UN NUS DE COLUMNA 2 ESPECIMENS DE F.A. SIMULAND UN NUS DE COLUMNA INTERIORINTERIOR4. CAMPANYA EXPERIMENTAL NUS A ESCALA REAL: 4. CAMPANYA EXPERIMENTAL NUS A ESCALA REAL: 2 ESPECIMENS DE F.A. SIMULAND UN NUS DE COLUMNA 2 ESPECIMENS DE F.A. SIMULAND UN NUS DE COLUMNA INTERIORINTERIOR
ROTURA LABORATORI UPC, MAIG-2009Nu,exp = -4286 KN; uz,exp = -8.8mm
INSTRUMENTACIO AMB BANDES EXTENSOMETRIQUES
Nu,exp = β · (fcu,num + fsu,exp) · Ac + fy · As -4286000 N = β · (-73.5 N/mm2 - 25.15 N/mm2) · 49087.34 mm2 – 271430 N β = 0.84
β és el factor d’acoblament entre els dos tipus de confinament d’un nus de columna interior, pel cas estudiat
CARGA - DEFORMACION EN BANDAS EXTENSOMETRICAS EN ARMADURA
HELICOIDAL INFERIOR DEL NUDO
0500
10001500200025003000
0.0
0
-67.6
6
-173.0
6
-30.5
5
-371.7
6
-784.5
1
-1194.9
9
-1592.6
4
-1580.5
1
-2132.5
2
-3322.1
5
CARGA (KN)
MIC
RO
DE
FO
RM
AC
ION
UN
ITA
RIA BANDA nº7
(Tr=595.7 Mpa)
BANDA nº8(Tr=560.3 Mpa)
BANDA nº9(Tr=101.0 Mpa)
CARGA - DEFORMACION EN BANDAS EXTENSOMETRICAS EN ARMADURA HELICOIDAL SUPERIOR DEL NUDO
0500
100015002000250030003500
0.0
0
-65.7
2
-169.0
8
-35.6
4
-342.2
2
-755.0
5
-1148.9
3
-1545.0
9
-1588.7
7
-1882.0
3
-3077.7
4
CARGA (KN)
MIC
RO
DE
FO
RM
AC
ION
UN
ITA
RIA
BANDA nº10(Tr=624.1 Mpa)
BANDA nº11(Tr=223.8 Mpa)
BANDA nº12(Tr=209.5 Mpa)
CARGA - DEFORMACION EN BANDAS EXTENSOMETRICAS, EN ESTRIBO DEL
PILAR INFERIOR
0100200300400500600700
0
-81.5
-205
-121
-602
-1052
-1514
-1583
-2111
-3464
CARGA (KN)
MIC
RO
DE
FO
RM
AC
ION
UN
ITA
RIA
BANDA nº4(Tr=121.0 Mpa)
BANDA nº5(Tr=69.0 Mpa)
BANDA nº6(Tr=136.4 Mpa)
CARGA - DEFORMACION EN BANDAS EXTENSOMETRICAS, EN ESTRIBO DEL
PILAR SUPERIOR
0250500750
1000125015001750
0
-69.5
-177
-38.2
-401
-817
-1230
-1637
-1576
-2235
-3498
CARGA (KN)
MIC
RO
DE
FO
RM
AC
ION
UN
ITA
RIA
BANDA nº13(Tr=261.4 Mpa)
BANDA nº14(Tr=317.5 Mpa)
BANDA nº15(Tr=264.4 Mpa)
CARGA - DEFORMACION EN BANDAS EXTENSOMETRICAS EN ARMADURA LONGITUDINAL DEL PILAR INFERIOR
-3000-2500-2000-1500-1000-500
0
0.0
0
-76.5
9
-192.9
4
-72.7
8
-520.0
8
-953.9
4
-1393.4
8
-1597.3
1
-1543.4
1
-2838.8
2
CARGA (KN)
MIC
RO
DE
FO
RM
AC
ION
UN
ITA
RIA
BANDA nº1(Tr=-515.4 Mpa)
BANDA nª2(Tr=-344.5 Mpa)
BANDA nº3(Tr=-567.2 Mpa)
CARGA - DEFORMACION EN BANDAS EXTENSOMETRICAS EN ARMADURA
LONGITUDINAL DEL PILAR SUPERIOR
-6000-5000-4000-3000-2000-1000
0
0.0
0
-78.1
1
-196.5
0
-86.1
4
-544.4
5
-979.5
2
-1430.0
3
-1595.8
8
-1702.5
0
-3269.2
2
CARGA (KN)MIC
RO
DE
FO
RM
AC
ION
UN
ITA
RIA
BANDA nº16(Tr=-608.5 Mpa)
BANDA nº17(Tr=-459.6 Mpa)
BANDA nº18(Tr=-1088.6 Mpa)
CARGA - DESPLAZAMIENTO ENSAYO A ROTURA CON CONTROL DE
DESPLAZAMIENTO, ESPECIMEN "B"
-4750-4500-4250-4000-3750-3500-3250-3000-2750-2500-2250-2000-1750-1500-1250-1000-750-500-2500
DESPLAZAMIENTO (mm)
CA
RG
A (K
N)
5. RESULTATS DE LA COMPARATIVA: ACOBLAMENT DELS DOS TIPUS DE CONFINAMENT5. RESULTATS DE LA COMPARATIVA: ACOBLAMENT DELS DOS TIPUS DE CONFINAMENT5. RESULTATS DE LA COMPARATIVA: ACOBLAMENT DELS DOS TIPUS DE CONFINAMENT5. RESULTATS DE LA COMPARATIVA: ACOBLAMENT DELS DOS TIPUS DE CONFINAMENT
TENSION AXIAL EFECTIVA DE ROTURA DEL HORMIGON, EN NUDOS RIGIDOS CONFINADOS,
DEBIDO AL HORMIGON CIRCUNFERENCIAL EN EL NUDO
HA-25 forjado / HA-60 pilares
020406080
0 0.25 0.5 0.75 1.5 2
v/c
fcu
(N
/mm
2)
h/c = 0,5
h/c = 1
h/c = 2
h/c = 4
h/c = 8
TENSION A COMPRESION TRIAXIAL EN NUDOS RIGIDOS CONFINADOS, DEBIDO AL HORMIGON
CIRCUNFERENCIAL EN EL NUDOHA-25 forjado / HA-60 pilares
0
20
40
60
80
100
0 0.25 0.5 0.75 1.5 2
v/c
fc1 (
N/m
m2)
h/c = 0,5
h/c = 1
h/c = 2
h/c = 4
h/c = 8
fc1 = fco + k1 * f1
k1 = 4,1 – 5,3 (confinament baix)k1 = 2,2 – 2,9 (confinament alt)
r min
50mm
r min
50mm r min
r min
r min
r min
50mm r min
r min
70mm
Nus en columna exterior( fcu = fco = -25 MPa )
Nus en columna interior( /fcu/ > /fco/ )
- OBTENIR AMB MODELITZACIÓ NUMÉRICA EL VALOR DE fcu fcu,num
- OBTENIR AMB MODELS EXPERIMENTALS EL VALOR DE fsu fsu,exp
(campanya d’assaigs de formigó amb armadura de confinament)
- OBTENIR LA CONJUNCIÓ DE fcu i fsu AMB NOUS MODELS EXPERIMENTALS
(campanya d’assaigs de nus a escala real)
CARGA DE ROTURA DEL ENSAYO (P) EN FUNCIÓN DE LA CUANTIA VOLUMETRICA (ww)
y = 724,36x + 326,73
R2 = 0,9479
0
200
400
600
800
1000
1200
0,000 0,200 0,400 0,600 0,800 1,000
ww
P K
N
C=250mmV=400mmH=250mm
fco = -30 N/mm2
fcu,num = -73.5 N/mm2fc1,num = -82.4 N/mm2f1,num = -13.1 N/mm2
k1,num = 4.01f1/fco = 0.436 (conf.mig)
0<(f1/fco)≤0.33: confinament baix 0.33<(f1/fco)≤0.6 confinament mig
0.66<(f1/fco)≤1: confinament alt
fcu,numfsu,exp
(Nu,exp – fy·As) / Ac
=+
f1c=fco+fsufsu=fco·C·ww
c/2v
h/2
Brandzaeg: C=1.75EHE-08: C=1.2 a 1.38Assaigs: C=1.66 a 2.56
