scieee Science in your language
[ca] (orig)

Establiment de bases de càlcul d'elements estructurals de formigó d'alta resistència sotmesos a tallant

Abstract

En els darrers anys ha crescut notablement l’interès en els formigons d’alta resistència, amb resistències característiques per sobre els 50 MPa. Aquest tipus de formigons poden aconseguir-se usant una relació aigua-ciment molt baixa i amb un acurat control durant l’execució. La treballabilitat necessària s’aconsegueix mitjançant additius superfluidificants. Una extensa investigació ha millorat notablement el coneixement de les propietats bàsiques d’aquest material. Però mentre la majoria de les propietats del formigó milloren a l’augmentar la resistència característica d’aquest, n’hi ha d’altres que no. Per a poder garantir la seguretat del formigó estructural, cal revisar alguns mètodes de disseny empírics, basats en formigons de resistències característiques molt més baixes. El mètode de disseny de la normativa espanyola de formigó estructural (EHE) es basa en equacions derivades experimentalment. Els assaigs que van proporcionar les dades per aquestes equacions van realitzar-se majoritàriament sobre elements de formigó amb fck menor a 50 MPa. Extrapolar aquestes equacions per al cas de formigons d’alta resistència podria no ser segur en alguns casos. Una característica d’aquest material és que es trenca bruscament i forma superfícies de trencament llises, travessant els àrids. Això contrasta amb les típiques superfícies de les fissures de formigons amb resistències característiques menors, on les fissures segueixen el contorn dels àrids. L’objectiu d’aquesta tesina és comprovar la eficàcia de la formulació de la EHE per a la resistència a tallant, per a bigues amb i sense armadura de reforç a tallant, i suggerir possibles millores a aquesta formulació, per tal de que s’adapti millor al comportament del formigó d’alta resistència. Es comparen els resultats obtinguts en 243 assaigs sobre bigues amb formigons de resistències entre 20 i 100 MPa amb les prediccions de la normativa espanyola EHE, amb els de la normativa nord-americana AASHTO i amb els obtinguts amb un programa que implementa la teoria del camp de compressions modificada, MCFT, que es la teoria en que es basa la normativa AASHTO. A més, s’utilitza com a eina un model de xarxa neuronal per a intentar reproduir amb més exactitud el comportament de les bigues davant l’esforç tallant, i comparant les prediccions de la EHE amb les d’aquest model ajustar els paràmetres d’aquesta normativa. En aquest estudi s’arriba a la conclusió en el cas de bigues sense armadura de reforç transversal que, tot i que la EHE demostra ser una eina eficaç per al disseny d’aquests elements estructurals, els mètodes de disseny basats en la teoria modificada del camp de compressions proporcionen millors resultats, ja que les seves prediccions s’acosten més a les tensions reals de trencament de les bigues analitzades. A partir d’un estudi paramètric dels resultats provenint de la xarxa neuronal es proposa una nova formula basada en la instrucció EHE i el Codi Model, que correlaciona millor els resultats experimentals. En el cas de bigues amb armadura de reforç a tallant, la Instrucció EHE dona resultats extremadament conservadors, i més en el cas de formigons d’alta resistència. La normativa AASHTO (basada en la MCFT) proporciona en aquest cas unes previsions molt més acurades que no pas la EHE. La EHE considera el tallant màxim d’una biga amb armadura de tallant com la suma de la contribució de l’acer dels estreps Vs i del formigó Vc. El valor de Vc és el que tindria la mateixa biga però sense armadura de tallant. En aquest cas, es difícil de determinar quins paràmetres caldria modificar, ja que la xarxa neuronal tracta la resistència a tallant com a un únic valor, i la EHE treballa amb la suma de dos. Si es vol aconseguir que la EHE proporcioni millors resultats per a bigues amb armadura de reforç a tallant, caldria modificar-la i basar-la en la teoria modificada del camp de compressions.

Read accessible full text

Establiment de bases de càlcul d'elements estructurals de formigó d'alta resistència sotmesos a tallant

Author: Vaqué Alegret, Anna
Publisher: Universitat Politècnica de Catalunya
Year: 2002
Source: https://upcommons.upc.edu/bitstream/2099.1/6483/5/04.pdf
Capí ol 2 Es a del coneixemen
5
Capí ol 2 : Es a del coneixemen
2.1 Es a lími úl im de allan en bigues de o migó a ma
2.1.1 Teo ia bàsica
Els mecanismes de esis ència d’una biga són els momen s in e ns i els
allan s. Al dissenya un elemen de o migó a ma , el p ime que es é en
comp e és la lexió. Es disposa l’a madu a longi udinal necessà ia pe a
esis i aques a lexió. Aques a quan ia es limi a pe assegu a que en cas de
p odui -se el encamen , aques se à dúc il, a isan de mane a g adual. A
con inuació cal dimensiona la biga pe al que esis eixi l’es o ç allan . El
encamen a allan es p odueix so in de mane a àgil, pe això es
dimensionen els elemen s de o migó de mane a que la esis ència a allan
sigui igual o majo que la esis ència a lexió.
La o ma en la que es p odueix el encamen a allan d’una biga depèn de les
dimensions, geome ia, cà ega i d’al es p opie a s de l’elemen anali za . A ui
en dia no exis eix enca a una o mulació única pe al disseny a allan dels
elemen s de o migó a ma .
Biga elàs ica sense issu a
L’es o ç allan exis eix en aquelles pa s de la biga on el momen a ia de
secció a secció. L’ac uació d’un es o ç allan sob e la secció implica
l’exis ència d’una dis ibució de ensions angencials sob e el pla de la secció.
Capí ol 2 Es a del coneixemen
6
Pe calcula les ensions angencials causades pe aques allan , podem e -ho
pe mi jà de la eo ia adicional pe a mè odes homogenis i elàs ics, amb
l’equació coneguda com a ó mula de Collignon, que s’ob é a pa i de l’equilib i
de momen s sob e la secció de la biga. El alo que p opo ciona és el alo mig
de la ensió angencial asan :
bI
QV
⋅
⋅
=
υ
( 2.1)
essen V- es o ç allan a la secció ans e sal
I- momen d’inè cia a la secció ans e sal
Q- p ime momen d’inè cia al ol an de l’eix neu e de la pa de la secció
ans e sal que queda més allunyada de l’eix neu e que el pun on s’es an
calculan les ensions angencials
b -ample de l’elemen al pun on s’es an calculan les ensions.
Pe a una peça de secció ans e sal ec angula la dis ibució de ensions
angencials és pa abòlica, amb una ensió màxima a l’alçada del cen e de
g a e a i una ensió angencial nul·la als con o ns in e io i supe io , al i com
es po eu e a la igu a 2.1, on es ep esen a l’es a ensional d’una biga de
o migó a ma abans de la issu ació.
Fig. 2.1 Tensions a una biga de o migó a ma sense issu a
A la pa supe io de la igu a 2.2 es poden eu e les di eccions en les que
ac uen les ensions p incipals a una biga sense issu a . Aques es ajec ò ies
son e icals p op de la pa in e io i planes a les p oximi a s de la pa
supe io de la biga. Quan la ensió p incipal de acció supe a la esis ència
màxima a acció del o migó, la biga issu a seguin un esquema semblan al
exposa a la pa in e io de la igu a 2.2. Les issu es e icals són les que
Capí ol 2 Es a del coneixemen
7
p ime es p odueixen, i les causen les ensions de lexió. Comencen a les o es
de la biga, on les ensions degudes a lexió son majo s. Les issu es inclinades
es p odueixen desp és de les de lexió, i són les p o ocades pe l’es o ç allan .
Aques es issu es s’han de p odui abans que la biga alli pe allan . La
co espondència en e els esquemes de ensions i de o macions de la biga no
és pe ec a, ja que quan es p odueix la issu ació pe lexió, pe a man eni
l’equilib i es p odueix una edis ibució de ensions. Pe aques mo iu és di ícil
p edi l’inici de la issu ació diagonal o de allan a pa i de les ensions
p incipals. Només és pod ia aconsegui si la biga issu es p ime diagonalmen i
desp és degu a la lexió. Aques cas es dona poc en bigues de o migó a ma ,
pe ò pod ia dona -se en bigues de o migó p e ensa .
.
Fig. 2.2: Tensions p incipals d’una biga i malla de issu ació
Zones de discon inuï a y de Be nouilli.
Exis eixen di e ències en e les egions que es compo en segons la eo ia
gene al de lexió, anomenades egions B, i aquelles egions on no són àlides
les hipò esis de Na ie -Be nouilli i pe an no exis eix un compo amen lineal
de les de o macions, anomenades zones D o de discon inuï a . A les egions
ipus B el compo amen espe a és el de biga: les seccions planes es en
planes i, com a espos a de les cà egues del allan es p odueix un camp de
comp essions uni o mes.
Les egions D s’ex enen una dis ància al ol an d’un can ell ú il a cada cos a
de cà egues concen ades, eaccions o can is b uscos de secció o de di ecció.
També se ia el cas de bigues amb llum a allan mol cu es (a/d < 1). A les
egions ipus D, l’es o ç de acció és cons an , el lux de allan és ze o, i el
b aç mecànic a ia pe a p opo ciona el momen in e n. En aques es egions
Capí ol 2 Es a del coneixemen
8
es p odueix un e ec e a c. Aques e ec e é lloc quan el lux de allan no es po
ansme e a a és de qualse ol pla ho i zon al en e el e o ç longi udinal i el
cap de comp essió, degu a que l’ace no es à su icien men anco a o si una
issu a inclinada des del pun de cà ega ins a les eaccions impedeix la
ans e ència del lux de allan . Les bigues cu es, amb a/d comp ès en e 1 i
2.5, desen olupen issu es inclinades i desp és d’una edis ibució de o ces
in e nes ambé p esen en el enomen de l’e ec e a c. Aques ipus de bigues po
alla degu a una manca d’adhe ència, a una ‘spli ing ailu e’ o ‘dowel ailu e’
(l’e ec e passado a que apa egui una issu a al lla g de l’a madu a
longi udinal, p o ocada pe la p essió que l’a madu a exe ceix sob e el
o migó), o pe aixa amen de la zona a comp essió sob e la issu a. A les
bigues es el es, amb a/d majo que 2.5, les issu es inclinades enquen
l’equilib i de mane a que allen pe a la cà ega de issu ació. Quan la elació
a/d és mol g an, la biga alla à pe lexió abans no ingui lloc la issu ació pe
allan .
A la següen igu a es poden obse a alguns dels di e en s ipus de encamen
an e io men esmen a s. Es po eu e com enquen les bigues pe aixa amen
del o migó a la zona comp imida, així com encamen s p oduï s pe el spli ing
del o migó a la zona de ecolzamen s i sob e l’a madu a longi udinal.
Fig. 2.3: Di e en s o mes de encamen pe allan pe a di e en s elacions a/d. A la p ime a
igu a, es po eu e l’esquema habi ual pe a bigues amb a/d en e 0,5 i 2. A la segona, pe a
bigues amb a/d en e 2,5 i 3,5. (MacG ego , 1988).
A les egions ipus B el b aç mecànic és cons an , al i com s’assumeix a la
eo ia elàs ica, i l’es o ç de acció és el que a ia pe a p opo ciona el momen
in e n de la biga.
Podem eu e a la igu a una dis ibució de les egions D i B en un pò ic:
Capí ol 2 Es a del coneixemen
9
Fig. 2.4: Dis ibució de les egions D i B en un pò ic
L’e ec e a c gene almen inc emen a la capaci a d’una secció, de mane a que
les egions B són més dèbils que les de ipus D. La majo ia de bigues de
o migó a ma són de ipus B degu a la se a es el esa. A la següen igu a es
po eu e l’e ec e a c que é lloc a l’ex em d’una biga amb elació a/d pe i a.
Fig. 2.5: Esquema de o ces en una biga que desen olupa l’e ec e a c
2.1.2 Es a s lími del encamen pe allan
El compo amen de les bigues que allen pel allan a ia depenen de la
con ibució de l’e ec e biga i de l’e ec e a c, i de la quan i a d’a madu a de
allan que é la biga. A con inuació eu em quins són els mecanismes
esis en s i o ces in e nes de les bigues amb i sense a madu a de allan .

Capí ol 2 Es a del coneixemen
10
2.1.2.1 Bigues sense a madu a de allan
L’a madu a a allan es disposa a les bigues pe al de que aques es puguin
esgo a la se a capaci a a lexió. Abans de que apa eguin les issu es a allan ,
la de o mació als es eps és igual a la co esponen de o mació del o migó.
Com que el o migó issu a amb una de o mació mol pe i a, la ensió als
es eps abans de la issu ació a allan se à baixa, pe això els es eps no
p e enen la o mació d’aques es issu es inclinades, només en en en joc
desp és de que aques es s’hagin o ma . Les bigues sense a madu a de allan
allen quan es p odueixen les issu es de allan o jus desp és. Pe això la
capaci a a allan d’aques s elemen s es conside a que és igual al allan inicial
de issu ació inclinada. Aques alo es à de ini pe cinc pa àme es, que
co esponen als di e en s mecanismes de ansmissió de allan en una biga
sense a madu a de allan . Alguns d’aques s pa àme es es enen en comp e a
les equacions de disseny, d’al es no, dona que la in luència ela i a de
cadascun d’aques s ac o s sob e la esis ència a allan no es à gai e cla a i a
més depèn del ipus de biga que s’anali za.
Fo ces in e nes que ac uen en una biga sense a madu a de allan
- Tensions angencials
Les ensions angencials en el o migó no issu a són les que es p odueixen a
la zona de comp essió de la biga. Aques mecanisme esis en no és gai e
impo an pe a bigues es el es sob e les quals no ac ua un es o ç axil de
comp essió, ja que en aques cas la zona de comp essió és ela i amen pe i a.
No obs an , un cop l’a madu a longi udinal ha plas i ica a les zones de màxim
momen , g an pa del allan és esis i g àcies a aques mecanisme.
- Tallan - icció
Els qua e pa àme es bàsics d’aques mecanisme són la ensió angencial a la
supe ície de la issu a, la ensió no mal en aques a, l’ample de issu a i el
lliscamen . En o migons d’al a esis ència la impo ància d’aques mecanisme
esis en és meno que pe a o migons con encionals, ja que la supe ície de
encamen se à més llisa i esis i à menys es o ç allan .
- E ec e passado
L’e ec e passado no é massa impo ància en el cas d’elemen s sense
a madu a de allan , ja que el allan màxim a una do ela el limi a la esis ència
a acció del o migó que la supo a. Aques e ec e po se signi ica iu en el cas
de bigues amb quan ies d’a madu a longi udinal ele ades, sob e o si es an
dis ibuïdes en més d’una capa.
- E ec e a c
L’e ec e a c és més impo an en bigues en les quals la elació en e la llum a
allan i el can ell e ec iu de la biga (a/d) és meno . Al issu a el o migó, es
o men pe i s pon s de o migó en e la supe ície de la issu a que con inuen
ansme en ensions de acció, ins que la issu a assoleix una ce a amplada.
Aques es ensions esiduals ambé con ibueixen a esis i el allan aplica .
Capí ol 2 Es a del coneixemen
11
Fig. 2.6. Exemple de issu a en o migó d’al a esis ència. Poden ap ecia -se com els à ids han
es a enca s, o man -se una supe ície de encamen llisa, en que disminueixi la esis ència
pe icció
A la següen igu a es poden eu e les o ces in e nes que ans e eixen el
allan a a és de les issu es inclinades en una biga sense es eps.
Fig. 2.7 Fo ces in e nes que ac uen a una biga sense a madu a de allan (MacG ego , 1988)
Vcz co espon al allan que supo a la zona comp imida sense issu a , Vay és la
componen e ical del allan que es ansme a a és de la issu a g àcies al
mecanisme de allan - icció, i Vd és la pa de allan que és esis ida pe
l’e ec e passado que l’a ma longi udinal p o oca.
Quan comença la issu ació inclinada, Va i Vd poden suposa d’un 40 a un 60%
de la esis ència. A mida que la issu a s’ob e, la con ibució de Va a
dec eixen . L’e ec e passado a que al cap del emps apa egui una issu a al
lla g de l’a madu a longi udinal, p o ocada pe la p essió que l’a madu a
exe ceix sob e el o migó. Aques a issu a p o oca la desapa ició de la
Capí ol 2 Es a del coneixemen
12
con ibució de l’e ec e passado , amb la qual cosa o a la comp essió i el allan
els ha de esis i la zona de o migó sense issu a . Aques a zona enca à si no
es à capaci ada pe supo a o es aques es ensions. Aques és un dels
mecanismes de encamen pe allan pe a bigues sense a madu a de allan ,
pe ò exis eixen d’al es possibles mecanismes, segons el ipus de biga.
Fac o s que a ec en a la esis ència pe allan
Les bigues de o migó a ma sense e o ç a allan p esen en la se a màxima
esis ència quan l’ànima ha issu a o immedia amen desp és. Pe aques a aó,
gene almen es p en la esis ència a allan d’aques ipus de bigues com a la
cà ega inicial de issu ació pe allan . Aques alo depèn onamen almen de
cinc a iables:
- Resis ència a acció del o migó.
La cà ega necessà ia pe a p odui les issu es inclinades depèn de la
esis ència a acció del o migó. La issu ació pe lexió que p ecedeix a les
issu es inclinades can ia el camp elàs ic de ensions, de mane a que la ensió
pe a la qual es p odueix la p ime a issu a diagonal es edueix
ap oximadamen a un e ç la acció del o migó.
- Quan ia d’a ma longi udinal.
Com més quan ia d’a ma longi udinal hi ha a una biga, més g an és la se a
esis ència a allan . Una baixa quan ia d’a ma longi udinal po a a issu es de
lexió més g ans (en alçada a l’ànima de la biga i en obe u a) , a un meno
e ec e passado i a un meno bloc de comp essions.
- E ec e a c (a/d).
S’ha demos a que les ensions angencials mi ges augmen en
signi ica i amen pe a bigues amb elacions llum/can ell meno de 2.5. Pe a
elemen s amb a/d < 1 és ecomanable u ili za mè odes de bieles i i an s. En
aques a esina s’es udia à únicamen el cas de bigues amb elació a/d majo a
2,5.
- E ec e de la o ma.
Quan es o ma una issu a, queden pe i es zones de o migó cosin -la, de
mane a que el o migó segueix ansme en accions ins a amples de issu a
de ap oximadamen 0.05 a 0.15 mm. En elemen s de can ell pe i aques e ec e
és més impo an A mida que augmen a el can ell de la biga, la issu ació
inclinada é lloc abans, ja que ambé augmen a l’ample de issu a als pun s pe
sob e de l’a madu a p incipal, p oduin -se una disminució de l’eng anamen
dels à ids a la issu a i eduin -ne la capaci a esis en . Aques e ec e és més
impo an als elemen s sense a madu a de allan , ja que els es eps
impedeixen l’obe u a de la issu a. com més pe i és el can ell de la peça, més
Capí ol 2 Es a del coneixemen
13
g an és la esis ència a ensions de allan . Aques e ec e es deu a que els
amples de issu a són majo s com més g an és el can ell de la biga.
-Fo ça axil.
Les o ces axils de acció endeixen a disminui la cà ega c í ica de issu ació,
men e que les de comp essió endeixen a augmen a -la. En aques a esina no
es conside a la in luència de les o ces axils en la esis ència a allan de les
bigues de o migó, ja que no s’hi inclouen les bigues amb o migó p e ensa .
2.1.2.2 Bigues amb a madu a de allan
El p opòsi de l’a madu a de allan és que les bigues de o migó puguin assoli
o a la esis ència a lexió possible, ja que degu a les issu es pe allan la
esis ència de les bigues po se in e io a la se a capaci a úl ima a lexió.
Abans d’a iba a la issu ació, la de o mació als es eps és igual a al
de o mació en el o migó. L’a madu a de allan no se eix pe a p e eni
l’apa ició de issu es inclinades, ja que no comencen a eballa ins que
aques es ja han ingu lloc.
Fo ces in e nes que ac uen en una biga amb a madu a de allan
Les o ces in e nes que es ansme en en una biga amb e o ç a allan són
bàsicamen les ma eixes que en una biga sense a ma ans e sal, la única
no a o ça e ical que apa eix és la dels es eps.
A la igu a següen poden obse a -se les o ces in e nes que ac uen en una
biga amb es eps:
Fig. 2.8 Fo ces in e nes a una biga amb a madu a de allan (MacG ego , 1988)
Capí ol 2 Es a del coneixemen
20
Pe a l’anàlisi de la capaci a esis en de els es uc u es de o migó da an
d’es o ços allan s s’es ableix com a mè ode gene al de càlcul el de Bieles i
Ti an s (a . 24 i 40), que s’hau à d’u ili za en o s aquells elemen s es uc u als
o pa dels ma eixos que, p esen an es a s plans de ensió o es a s
assimilables a aques s, es iguin so mesos a sol·lici acions angen s segons un
pla conegu i no co esponguin als casos pa icula s ac a s de o ma explíci a
a la ins ucció (com elemen s lineals, plaques i lloses).
Resis ència a l’es o ç allan
Les p esc ipcions que inclou la EHE són d’aplicació en elemen s lineals
so mesos a es o ços combina s de lexió, allan i axil (de acció o de
comp essió), i a plaques o lloses eballan onamen almen en una di ecció.
Es o ç allan e ec iu
Les comp o acions ela i es a l’es a lími d’esgo amen pe es o ç allan
poden e -se a pa i de es o ç allan e ec iu d dona pe l’exp essió:
V
d = Vd + Vpd + V cd ( 2.5)
On
Vd Valo de càlcul de es o ç allan p oduï pe les accions ex e io s
Vpd Valo de càlcul de la componen de la o ca de p e ensa pa al·lela a la
secció d’es udi
Vcd Valo de càlcul de la componen pa al·lela a la secció de la esul an de les
ensions no mals, an de comp essió com de acció, sob e les ib es
longi udinals de o migó, en les peces de secció a iable.
Comp o acions que cal e
L’es a lími d’esgo amen a allan es po assoli a l’esgo a -se la esis ència a
comp essió de l’ànima o a l’esgo a -se la se a esis ència a acció. Així doncs,
cal comp o a que es compleixen simul àniamen dues condicions:
V d ≤ Vu1 (comp o ació a la o a del ecolzamen )
V d ≤ Vu2 (comp o ació a una dis ància d del ecolzamen )
on
V d Es o ç allan e ec iu de càlcul
Vu1 Es o ç allan d’esgo amen pe comp essió obliqua a l’ànima
Vu2 Es o ç allan d’esgo amen pe acció a l’ànima
En aquelles peces que no enen a madu a de e o ç a allan no és necessà ia
la comp o ació d’esgo amen pe comp essió obliqua a l’ànima.
Ob enció de Vu1
Es o ç allan d’esgo amen pe comp essió obliqua de l’ànima es dedueix de la
següen exp essió:

Capí ol 2 Es a del coneixemen
21
θ
α
θ
2
011 co 1
co co
g
gg
db KV cdu +
+
⋅⋅⋅⋅= ( 2.6)
on:
1cd esis ència a comp essió del o migó ( 1cd = 0,6 cd )
b0 Amplada ne a mínima de l’elemen
K coe icien de educció pe e ec e de es o ç axil
11
3
5≤







′
+=
cd
cd
K
σ
( 2.7)
on
σ’cd Tensió axil e ec i a a la secció ( acció posi i a) ;
c
d
cd A
N
=
′
σ
Nd es o ç axil de càlcul ( acció posi i a), incloen el p e ensa amb el seu alo
de càlcul
Ac À ea o al de la secció de o migó
α angle de les a madu es amb l’eix de la peca
θ angle en e les bieles de comp essió de o migó i l’eix de la peca. Es p end à
un alo que compleixi:
0,5 ≤ co g θ ≤ 2,0
Ob enció de Vu2
- Peces sense a madu a de allan
L’es o ç allan d’esgo amen pe acció a l’ànima al
(
)
[
]
db V cdcklu ⋅⋅
′
−⋅⋅⋅= 0
3/1
215,010012,0
σρξ
( 2.8)
amb ck exp essa en N/mm2, on :
d
200
1+=
ξ
amb d exp essa en mm ( 2.9)
ρ quan ia geomè ica de l’a madu a longi udinal aginada, passi a i ac i a
adhe en , anco ada a una dis ància igual o majo que d a pa i de la secció de
càlcul
02,0
0
≤
+
=db
AA
yd
yp
ps
l
ρ
( 2.10)
- Peces amb a madu a de allan
Es o ç allan d’esgo amen pe acció a l’ànima al:
V
u2= Vcu + Vsu
( 2.11)
on
Vsu Con ibució de l’a madu a ans e sal de l’ànima a la esis ència a allan ;
(
)
∑
⋅+⋅= dysu AggzV ,
co co sin
αα
θαα
( 2.12)
Capí ol 2 Es a del coneixemen
22
on
Aα À ea pe uni a de longi ud de cada g up d’a madu es que o men un angle
α amb la di ec iu de la peca
yα,d Resis ència de càlcul de l’a madu a Aα
z B aç mecànic, po adop a -se ap oximadamen z=0,9d
Vcu Con ibució del o migó a la esis ència a allan
()
[
]
βσρξ
⋅⋅⋅
′
−⋅⋅⋅= db V cdcklcu 0
3/1 15,010010,0 ( 2.13)
amb ck exp essa en N/mm2, i on:
1co 2
1co 2
−
−
=
e
g
g
θ
θ
β
si 0,5 ≤ co g θ < co g θe
( 2.14)
2co 2
2co 2
−
−
=
e
g
g
θ
θ
β
si co g θe ≤ co g θ < 2,0 ( 2.15)
θe Angle de e e ència d’inclinació de les issu es, deduï de l’exp essió:
(
)
udmc
ydxdydxdmc mc
e
g
σ
σσσσ
θ
−
⋅++−
=
,
,
2
,
co ( 2.16)
c ,m Resis ència mi ja a acció de l o migó conside ada com a posi i a
σxd, σyd Tensions no mals de càlcul a ni ell del cen e de g a e a de la secció,
pa al·leles a la di ec iu de la peca i a es o ç allan Vd espec i amen .
Les ensions σxd, σyd s’ob ind an a pa i de les accions de càlcul,
incloen el p e ensa , d’aco d amb la eo ia d ela elas ici a i suposan
el o migó no issu a i posi i es les ensions de acció
-Disposicions ela i es a les a madu es
La sepa ació s en e a madu es ans e sals ha de compli les següen s
condicions pe a aconsegui un adequa con inamen del o migó so mès a
comp essió obliqua:
s ≤ 0,80d ≤ 300 mm si V d ≤ 1/5 Vu1
s ≤ 0,60d ≤ 300 mm si 1/5 Vu1 < V d ≤ 2/3 Vu1
s ≤ 0,30d ≤ 200 mm si V d > 2/3 Vu1
La quan ia mínima de l’a ma ans e sal ha de se :
0
,02,0
sin b
A
cd
dy ⋅⋅≥
⋅
∑
α
αα
( 2.17)
Almenys un e ç de l’a madu a necessà ia pe allan , i en qualse ol cas la
quan ia mínima indicada, es disposa à en o ma d’es eps que o min un angle
de 90º amb l’eix de la biga.
Capí ol 2 Es a del coneixemen
23
-A madu es longi udinals
Les a madu es longi udinals de lexió hau an de se capaces de supo a un
inc emen de acció espec e a la p oduïda pe Md igual a:
()
αθθ
gg
V
gVT su
d co co
2
co +−=∆ ( 2.18)
Aques a p esc ipció es compleix de mane a au omà ica decalan la llei de
momen s de càlcul Md una magni ud igual a:
()







+−=
αθθ
gg
V
V
gzs
d
su
dco co
2
1
co ( 2.19)
en el sen i més des a o able.
-Recomanacions pe a o migons d’al a esis ència
En la comp o ació i dimensionamen de peces so meses a es o ç allan cal
conside a que la al a esis ència de la ma iu i de la in e ase en e la ma iu i
els à ids po dona lloc a issu es amb poc eng anamen en e les se es ca es,
disminuin pe an el e me Vcu co esponen a la con ibució del o migó a la
esis ència a allan .
Pe aques mo iu, pe a la de e minació dels alo s de Vu2 pe a peces sense
a madu a de allan i de Vcu pe a peces amb a madu a de allan , es limi a à el
alo de ck ≤ 60 N/mm2.
Pe a la de e minació de es o ç allan d’esgo amen pe comp essió obliqua de
l’ànima es limi a à el alo de 1cd.
1cd = 0,6 cd pe a ck ≤ 60 N/mm2
1cd = (0,9-0,005 ck ) cd pe a 60 N/mm2 < ck ≤ 80 N/mm2
1cd = 0,5 cd pe a 80 N/mm2 < ck
2.4 Fo migó d’al a esis ència
Els o migons d’al a esis ència s’anomenen ambé d’al es p es acions, ja que
l’augmen de la esis ència del o migó a acompanya de la millo a d’al es
p opie a s, com a a la igidesa, la esis ència a acció, meno s de o macions
di e ides i un bon compo amen da an d’ambien s ag essius. Es conside a
pe ò que és millo usa el e me de o migó d’al a esis ència, ja que la
esis ència ca ac e ís ica ck és la que classi ica à el o migó com a d’al a
esis ència o no.
Compo amen mecànic
El di e en compo amen que s’obse a en e el o migó con encional i el d’al a
esis ència es deu a la se a mic oes uc u a. En el o migó con encional la
Capí ol 2 Es a del coneixemen
24
di e ència de igidesa en e els à ids i la pas a p o oca que al ca ega
apa eguin de o macions ela i es a la supe ície de con ac e que enquen
l’adhe ència a la in e ase i gene en mic o issu ació. Aques a mic o issu ació és
p opaga a l’augmen a la cà ega, i p o oca des iacions en el diag ama ensió-
de o mació espec e al diag ama lineal. En o migó d’al a esis ència, la pas a i
els à ids enen igideses semblan s i millo adhe ència, i pe això la
mic o issu ació s’enda e eix, ob enin -se diag ames més lineals.
A la següen igu a s’obse a en el diag ama de Sa gin les di e ències de
compo amen en e o migons de di e en esis ència ca ac e ís ica:
Fig.2.11: Diag ama de Sa gin
La supe ície de encamen d’un o migó con encional p esen a un
eng anamen en e ca es, que pe me ansme e un ce es o ç angencial. En
o migó d’al a esis ència aques a supe ície és més ne a, i a essa els à ids
en lloc de o eja -los, eduin -se així la capaci a de ansmissió dels es o ços
angencials i disminuin la de o mació úl ima. La issu a es p opaga pe allà on li
és més àcil, i en el cas del o migó d’al a esis ència, al se el o migó an o
més esis en que els à ids, ho an a a és d’aques s úl ims.
Fig. 2.11 Compa ació dels diag ames de ensió-de o mació dels componen s de o migó de
esis ència con encional i d’al a esis ència
Capí ol 2 Es a del coneixemen
25
Les di e ències en e els dos ipus de o migó no jus i iquen can is en els
p incipis bàsics de p ojec e ni en els alo s dels coe icien s de segu e a , pe ò
hi ha ce s aspec es que cal conside a en el p ojec e cons uc iu d’una
es uc u a.
Cal eni en comp e que el o migó d’al a esis ència é un pes p opi més al ,
degu a la se a majo compaci a . Un alo aonable és γ=24KN/m3 sense
a madu es. També cal eco da que la esis ència a acció del o migó c eix en
meno mesu a que la esis ència ca ac e ís ica a comp essió, ja que es à
in luïda pe la o ma i ex u a dels à ids. La esis ència a acció és onamen al
en el o migó, in lueix en la se a de o mabili a , issu ació, esis ència a allan i
adhe ència. La quan ia mecànica mínima ambé es à di ec amen elacionada
amb la esis ència a acció del o migó, en lloc de la de comp essió. La
o mulació de mol s dels codis ac uals sob ees ima la esis ència a acció del
o migó d’al a esis ència.
Pel que a a la e acció, si bé és ce que el o migó d’al a esis ència p esen a
una e acció inicial ela i amen majo , es po conside a que als 110 dies
d’asseca la e acció se à ap oximadamen igual en els dos ipus de o migó.
En can i, el alo de la luència d’un o migó d’al a esis ència po se ins a un
50 % meno al d’un o migó con encional.
Pel que a a l’es a úl im de lexocomp essió és impo an des aca que cald à
usa diag ames ensió-de o mació que s’adap in al compo amen expe imen al
obse a . Enca a no hi ha un aco d sob e si cal u ili za el diag ama ec angula
o de pa àbola ec angle pe al o migó d’al a esis ència.