Resumen de Análisis por elementos finitos de losas de edificación sometidas a punzonamiento
Miguel Navarro Menargues, Salvador Ivorra Chorro, Francisco de Borja Varona Moya, F. Javier Baeza de los Santos
Entre los sistemas constructivos más empleados para edificación convencional en todo el mundo se encuentra el de losas y pilares de hormigón armado. Uno de sus problemas que reviste mayor importancia es el del fenómeno del punzonamiento, en el encuentro losapilar.
La losa punzona al producirse su rotura alrededor del pilar en el que se apoya, con una forma troncocónica o troncopiramidal, en función de la sección del pilar. Este fallo se origina por agotamiento a tracción del hormigón, a causa de las tensiones tangenciales generadas a lo largo de la superficie crítica. La gravedad radica en que la rotura por punzonamiento se presenta de forma frágil y sin prácticamente avisar, por lo que las consecuencias desde el punto de vista humano pueden llegar a ser catastróficas. En el presente trabajo se expone un modelo numérico no lineal basado en método de los elementos finitos, y desarrollado en ABAQUS, para el análisis de la rotura por punzonamiento en losas de hormigón armado. El objeto es disponer de una herramienta de simulación que permita el estudio de forjados existentes, para la evaluación de su capacidad a punzonamiento y de un posible refuerzo. También el estudio de forjados de nueva construcción, donde se pueda optimizar la geometría y las cuantías. El modelo numérico se ha configurado con elementos hexaédricos 3D para el hormigón y elementos truss 2D para el acero.
Se ha llevado a cabo un análisis de sensibilidad de distintos parámetros que intervienen en el cálculo, como el tamaño de malla y la viscosidad del hormigón. Los parámetros del modelo se han ajustado empleando los resultados experimentales extraídos de la Universidad de Waterloo por M.A. Polak. Las simulaciones ofrecen un ajuste satisfactoria, e informan desde una doble vertiente: a cuantitativo (carga-desplazamiento de rotura), así como a nivel cualitativo (evolución de la distribución de tensiones con el incremento de carga del ensayo). La primera de las figuras adjuntas muestra una visión general del modelo, incluyendo las simetrías aplicadas. La segunda de ellas representa una curva de comportamiento del modelo, donde se relaciona la carga sobre el pilar con el desplazamiento que sufre éste, hasta que se produce la rotura de la losa.
