Flujo plástico en estructuras de concreto reforzado

Resumen

El presente reporte se enfoca al comportamiento de estructuras de concreto reforzado sometidas a cargas mantenidas constantes en el tiempo. Se presenta un procedimiento que combina el comportamiento lineal a corto tiempo del concreto con funciones lineales y no lineales de flujo plástico en el análisis de pórticos planos. El flujo plástico produce redistribución de esfuerzos y deformaciones en el tiempo en una sección transversal de concreto reforzado. En el caso de estructuras indeterminadas estáticamente, esta redistribución produce una variación en los diagramas de fuerzas finales. También, el flujo plástico relaja los esfuerzos inducidos por el movimiento de un apoyo con el tiempo como se muestra más adelante. Pero, en estructuras comunes el flujo plástico está más relacionado al control de deflexiones. Por tal razón, se analizaron algunas estructuras típicas usando un método simplificado y paso a paso propuesto por Ghali & Favre. Los resultados muestran que no hay un cambio significante en los diagramas de fuerzas de las estructuras en cuestión. Sin embargo, se aprecia que la deflexión en la sección central de una viga simple se incrementa hasta 4 veces en 5 años. Además, estas deflexiones se compararon con las obtenidas con fórmulas propuestas por el Instituto Americano de Concreto (ACI) y por el Comité Europeo de Concreto (CEB), encontrándose resultados del mismo orden de magnitud. Como resultado, se encontró que la fórmula de Branson es más exacta, aunque solo torna en cuenta la cuantía en compresión. Otros estudios numéricos muestran que columnas con cuantías mínimas iguales a 1% podría producirse la fluencia del acero bajo esfuerzos elevados y que columnas con cuantías tan altas como 6%, los esfuerzos llevados por el acero se incrementan aproximadamente en un 80% en 30 años, mientras los esfuerzos en compresión del concreto se reducen en un 40% para columnas bajo compresión pura y 50% para vigas sometidas a momento flexionante o a una acción combinada.