Calibración de un modelo de simulación del comportamiento estructural de elementos lineales de hormigón pretensado

• Santiago Laserna ^[1] ; Mª Teresa Calero ^[1] ; Elena Alcázar ^[1] ; Jesús Montero ^[1]
  1. [1] Universidad de Castilla-La Mancha

     Universidad de Castilla-La Mancha

     Ciudad Real, España

     
• Localización: IX Congresso Ibérico de Agroengenharia: Livro de Atas / coord. por José Carlos Barbosa, António Castro Ribeiro, 2018, ISBN 978-972-745-247-7, págs. 26-35
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Calibration of a simulation model to predict the flexural capacity of pre-stressed concrete beams
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• Resumen
  • español

    El presente trabajo aborda el desarrollo de un modelo de simulación del comportamiento estructural de elementos lineales de hormigón pretensado mediante técnicas de elementos finitos (MEF), con el objetivo de reproducir las características a flexión de cualquier elemento estructural, pudiendo acometer una doble optimización en cuanto al diseño y al comportamiento resistente de los elementos. Para ello, se ha realizado un análisis experimental mediante ensayos a flexión sobre elementos reales de diferentes tipologías (viguetas pretensadas simples y con sección tubular) a la vez que paralelamente se reproduce la respuesta de dichos elementos mediante simulación por MEF, hasta calibrar el modelo a la respuesta real. Para la simulación de los elementos se ha utilizado la herramienta ATENA, de Červenka Consulting (República Checa), especialmente diseñada para la simulación de elementos de hormigón por métodos no lineales. El modelo es calibrado a partir de una serie de ensayos experimentales realizados mediante un pórtico autoportante de flexión de 500 kN de capacidad de carga. Los resultados de simulación muestran cómo el modelo calibrado presenta una respuesta que reproduce de forma muy ajustada la respuesta real de los elementos ensayados, consiguiendo errores medios del 6% tras comparar los momentos últimos resistentes medidos con los simulados. Además, las simulaciones sugieren que los niveles óptimos resistentes de los elementos analizados necesitan controlar las pérdidas de pretensado en el proceso de fabricación. De este modo, cuando se consiguen el nivel de pérdidas de pretensado acorde a las pérdidas teóricas estimadas, el nivel real resistente de los elementos puede incrementarse entre un 20-30% respecto al actual.

  • English

    This work approaches the adaptation of a simulation model to the lineal structural elements behavior made ofpre-stressed concrete, using the finite element method (MEF). Thus, the main objective was to calibrate themodel in order to predict the flexural capacity of any other structural elements, and therefore, the achievement of a double optimization in the design and in the strength behavior. To do so, diverse flexural experiments have been conducted for several concrete elements with different typologies (Prestressed joistand tubular prestressed joist). Simultaneously, the same structural elements were analyzed by MEF simulationup to obtain the calibration of the model to the experimental results. The MEF analysis have been performed using ATENA software of Červenka Consulting (Chez Republic), specific software designed to analyze structural concrete elements by non-linear methods. The model was calibrated using the results obtained in the flexural experiments by a loading frame of 500kN capacity. The results of the calibrated model show very similar results to the obtained ones by the loading experiments with an error average of a 6% in the analysis-experiment comparison. As a conclusion, the simulation suggests that getting the optimum strength levels requires the control of prestressing losses in the manufacturing process of the joist. Furthermore, the analysis shows how the flexural capacity of any analyzed element can be increased up to 20-30% when the real prestressing losses are fitted to the theoretical estimated ones.