Análisis de la fisuración en servicio de las regiones D generadas en el entorno de los apoyos a media madera

• Autores: Jaime Mata Falcón, Pedro F. Miguel Sosa, Luis Pallarés Rubio
• Localización: Resúmenes de comunicaciones, 2014, ISBN 978-84-89670-80-8, págs. 13-14
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Cracking state analysis of dapped-end beams of D regions nearby dapped-end beams
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• Resumen
  • español

    Los apoyos a media madera (AMM) son elementos habituales para materializar juntas de dilatación en estructuras de hormigón. Sin embargo, la abertura de fisura que se produce en el quiebro de la geometría de estos apoyos para solicitaciones pequeñas debido a la elevada concentración de tensiones de tracción, puede suponer un grave problema de corrosión para las armaduras. Los estudios sobre el comportamiento frente a la fisuración de regiones de discontinuidad son escasos, especialmente los de AMM, por ello uno de los aspectos principales del estudio del proyecto de investigación BIA2009-11369 ha sido llevar a cabo una campaña experimental para analizar las condiciones en servicio en AMM. La campaña experimental consiste en el ensayo de 60 AMM, analizando la influencia en la fisuración de las siguientes variables: configuraciones de armado; cuantía de armado; y variantes de diseño como la inclusión de fibras, armaduras secundarias, biselado de quiebro interior o el pretensado de la armadura horizontal.

    De la experimentación se concluye que el diseño de la armadura en los AMM viene condicionado por el cumplimiento de la abertura de fisura, ya que la armadura necesaria para este condicionante debe ser aumentada respecto a la obtenida para alcanzar la carga de diseño en rotura. Este aumento de armadura depende de la configuración de armado, así como del ratio entre la carga de diseño en servicio y la carga de diseño en rotura. Como ejemplo, la armadura necesaria en una configuración ortogonal para el cumplimiento de una abertura de fisura de 0.1mm, es de hasta tres veces la armadura obtenida de su diseño en rotura.

    Al introducir armadura diagonal en el AMM la abertura de fisura se reduce entorno a un 20% en los niveles de carga correspondientes al servicio. Dicha reducción se aumenta al incrementarse la importancia de la armadura diagonal. El biselado del quiebro interior puede llegar a reducir la abertura de fisura entre un 20% y un 35% para los niveles de servicio, si bien esta reducción se consigue cuando aparece una fisura en cada uno de los dos quiebros generados por el bisel. El pretensado del tirante horizontal reduce la abertura de fisura un 40%, al elevarse el nivel de carga de fisuración. La introducción de fibras no modifica con claridad la fisuración de los AMM.

    Finalmente, en este trabajo se proporcionan recomendaciones para el cumplimiento de la condición de fisuración.

  • English

    Dapped-end beams (DEB) are common elements to design expansion joints in structural concrete. However unacceptable crack widths may occur at low load levels near re-entrant corners due to the strong tensile stresses, becoming a potential issue of corrosion in reinforcing bars. Since the cracking in discontinuity regions (D-regions), and especially in DEB has not been deeply studied, a wide experimental campaign funded by the research project BIA2009-11369 has been carried out, focusing on the serviceability requirements.

    A series of 60 dapped-end tests were done, analysing next variables: arrangements and amounts of reinforcement, and different design improvements such as: steel fibre reinforced concrete (SFRC), secondary reinforcement, bevel in the re-entrant corner and prestressed horizontal tie.

    From the experimental results, the main conclusion is that the design of reinforcement is controlled by the crack width requirement since, for a given reinforcement fulfilling the design load, the crack condition is usually far to be fulfilled if any special constructive option is disposed. The over-reinforcement, for a given target crack width, is influenced by the different configurations that affected the crack width, and also for the ratio between the service design cracking load and the ultimate design load. As an example, the reinforcement disposed to fulfil a crack width of 0.1 mm has to dispose up to threefold of the reinforcement designed for ultimate state in the case of orthogonal reinforcement.

    The crack width for service load levels is reduced about a 20% when diagonal reinforcement is introduced. This reduction is bigger when it is increased the importance of the diagonal mechanism. The disposition of a bevelled re-entrant corner reduces the crack width at the service loads between the 20% and the 35%, only if the bevel is able to generate two cracks. The prestress of the horizontal tie is the last factor clearly involved in the reduction of the crack width; a reduction of a 40% is achieved with a minimum prestresss load that delays the cracking load. The use of SFRC does not clearly modify the crack width in DEB.

    Finally, some guidelines to fulfil the crack requirement are provided in this work.