Analysis of bolted ultra-high performance concrete joints

• Autores: César Echavarría, Hernán Cañola, Wilmar Echeverri
• Localización: Lámpsakos, ISSN-e 2145-4086, ISSN 2145-4086, Nº. 24, 2020, págs. 15-22
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Análisis de conexiones con pernos en hormigones de ultra-alto desempeño
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• Resumen
  • español

    El hormigón de ultra-alto desempeño (UHPC) es un material compuesto con una notable capacidad de autocompactación y una alta resistencia a la compresión. Actualmente, la construcción de prefabricados en UHPC, debido a sus propiedades excepcionales, es considerada como una opción interesante en los proyectos de ingeniería civil. El desarrollo de métodos prácticos y confiables para el diseño de conexiones con pernos de elementos en UHPC ha sido considerado como un factor crucial en futuros proyectos de construcción. En este artículo, se estudian las concentraciones de tensión y los modos de falla frágiles en conexiones con pernos de paneles UHPC. Los resultados experimentales son comparados con una solución analítica que estima las concentraciones de tensión usando las propiedades elásticas de los materiales anisotrópicos y la geometría de las conexiones. Se analizan la influencia de la distancia al borde y de las propiedades elásticas de las placas UHPC en el desarrollo de fallas en conexiones con pernos. La solución analítica propuesta en esta investigación considera ecuaciones de forma cerrada que pueden ser usadas para evaluar las concentraciones de tensión en la conexión. Los resultados de laboratorio en conexiones con pernos de paneles UHPC se ajustan a las predicciones del modelo analítico.

    Un modelo analítico teórico es sin duda un precursor para cualquier estudio experimental o numérico de conexiones con pernos de elementos de hormigón de ultra-alto desempeño

  • English

    Ultra-high performance concrete (UHPC) is a composite material which has a remarkable self-compacting ability and highcompressive strength. Currently, UHPC precast construction is considered as an interesting option to take into account for civil engineering projects, in order to make use of its exceptional material properties. Discovering a practical and reliable method of connecting UHPC elements with fasteners has been recognized as a crucial factor in future construction projects.

    In this paper, the stress concentrations in an UHPC joint to predict brittle failure modes is investigated. Experimental results are compared with an analytical solution, which estimates the stress concentrations using the elastic properties of the anisotropic material and the geometry of the joint. The impact of the end and edge distances and elastic properties on the development of failure is presented for a bolted UHPC joint. The analytical solution proposed here that is based on closed-form equations, can be used to evaluate stress concentrations. Laboratory results on UHPC joints with bolts agree well with the model predictions. A theoretical analytical model for mechanically fastened precast concrete joints is, without a doubt, the reference for any experimental or numerical study of bolted UHPC joints.