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Simulación del tipo de falla en vigas simplemente apoyadas sin refuerzo de corte con Applied Element Method

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Simulación del tipo de falla en vigas simplemente apoyadas sin refuerzo de corte con Applied Element Method

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Tesis; https://purl.org/pe-repo/renati/type#tesis. Sustentada 2021-12.

Ingeniería de estructuras -- Cálculo Análisis estructural (Ingeniería) Vigas -- Diseño y construcción

Resumen

La tesis tiene como objetivo obtener los patrones de agrietamiento de las vigas simuladas y compararlos con los de las vigas reales. Además, se busca obtener las curvas fuerza-deformación con ELS y comparar sus valores con las curvas reales disponibles. Es por ello, que se utilizó el Método de Elementos Aplicados (AEM) para simular el comportamiento y tipo de falla en 10 vigas reales de concreto armado simplemente apoyadas, con diferentes niveles de esbeltez, sin refuerzo de corte, sección rectangular constante y bajo dos cargas estáticas puntuales. Se utilizó el software Extreme Loading for Structures (ELS) que se basa en AEM, que es una técnica de modelación innovadora para el análisis estructural. Es una investigación principalmente de carácter cualitativo, dado que, se compararon visualmente los patrones de agrietamiento obtenidos en ELS con los experimentales. Sin embargo, este trabajo tuvo cierto alcance cuantitativo, ya que se comparó los valores de las curvas “fuerza-deformación” brindadas por el software con las disponibles del experimento original. Se abordó la tesis mediante tres etapas. La primera fue la revisión de trabajos de investigación que expliquen la complejidad del comportamiento a cortante y fallas relacionadas, además de trabajos con AEM en este tipo de elementos, con las características y condiciones mencionadas. La segunda fue la recopilación de información y desarrollo de habilidades para el dominio del ELS, que permitieron una adecuada representación de la geometría de las vigas, propiedades de los materiales y condiciones de borde. La tercera etapa fue la simulación con ELS de las vigas mencionadas, además de la calibración y ajustes necesarios en las propiedades de los materiales, condiciones de borde y otros parámetros que posibiliten una adecuada representación del comportamiento y posterior comparación y análisis de los patrones de agrietamiento y curvas fuerza-deformación con los resultados experimentales disponibles. Finalmente, se concluye que ELS tiene una buena capacidad para simular el comportamiento de vigas con diferente esbeltez, sin necesidad de conocer previamente la ubicación de las grietas ni requerir técnicas de simulación complejas o adicionales. Las grietas de corte se pudieron simular con éxito en cuanto a ubicación, extensión, altura y distribución. Sin embargo, las grietas por flexión no se apreciaron con la misma calidad. ELS logró predecir adecuadamente la mayoría de las curvas de “fuerza-deformación” en las vigas que tuvieron suficiente información experimental (vigas 3, 5, 7 y 9), en las que el margen de error entre el desplazamiento real y simulado con ELS fue 25,4%, 10,05%, 9,50% y 4,80% respectivamente.

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