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Análisis del comportamiento de placas de concreto fundidas sobre tablero metálico en sección compuesta con perfiles de acero formados en frío usando conectores de cortante tipo canal

dc.contributor.advisorCardenas, Andres
dc.contributor.authorPérez Molina, Mónica Alejandra
dc.date.accessioned2021-04-13T04:34:06Z
dc.date.available2021-04-13T04:34:06Z
dc.date.issued2020-04-02
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10654/38082
dc.description.abstractEl presente documento es la continuación de varios trabajos de investigación, en donde se busca comparar los resultados experimentales de ensayos realizados a probetas con los resultados teóricos aplicando la metodología planteada en el reglamento NSR 10. Las ecuaciones de resistencia de conectores de cortante dispuestas en el reglamento NSR 10, no están estipuladas para vigas en sección compuesta con placas de concreto vaciadas sobre tablero metálico. Se realizaron tres ensayos a corte directo, y se revisó si las ecuaciones para determinar la capacidad de los conectores de cortante planteadas en el reglamento NSR-10 y en algunas investigaciones realizadas en Colombia1, es la idónea para la sección compuesta planteada en el presente trabajo, o si es necesario realizar una formulación que se ajuste más al comportamiento de los conectores de cortante cuando se utilizan con tableros metálicos y perfiles formados en frío.spa
dc.description.tableofcontentsRESUMEN ............................................................................................................................. XI CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN .......................................................................................... 1 1.1 Planteamiento del problema 1 1.2 Justificación 2 1.3 Objetivos 2 CAPÍTULO 2: ANTECEDENTES Y ESTADO DEL ARTE ................................................. 4 2.1 Antecedentes 4 2.2 Estado del arte 11 CAPÍTULO 3: MARCO DE REFERENCIA ........................................................................ 13 3.1 Marco conceptual 13 3.2 Marco teórico 16 3.2.1 Resistencia a la flexión de vigas compuestas ......................................................... 17 3.2.2 Conectores de cortante ........................................................................................... 20 3.2.3 Deflexiones ............................................................................................................ 21 3.2.4 Vigas compuestas con tablero metálico ................................................................. 23 3.2.5 Consideraciones sobre los perfiles formados en frío ............................................. 24 CAPÍTULO 4: MATERIALES Y MÉTODOS ..................................................................... 26 4.1 Herramientas, aparatos, materiales o instrumentos 26 4.2 Diseño de las muestras de ensayo 26 4.2.1 Diseño de las muestras para ensayos de corte directo .............................................. 26 4.2.2 Diseño de las muestras para ensayos de flexión ....................................................... 28 4.3 Modelación de las muestras de ensayo a flexión 31 4.4 Elaboración de las muestras de ensayo 31 4.4.1 Probetas para ensayo de corte directo ....................................................................... 32 4.4.2 Probetas para ensayo de flexión ................................................................................ 34 vii 4.5 EJECUCIÓN DE ENSAYOS 37 4.5.1 Ensayo a corte directo ............................................................................................... 37 4.5.2 Ensayo a flexión ..................................................................................................... 39 CAPÍTULO 5: RESULTADOS ............................................................................................. 40 5.1 Cálculo teórico de las muestras de ensayo a corte directo 40 5.2 Cálculo teórico de las muestras de ensayo a flexión 41 5.3 MODELACIÓN DE LAS MUESTRAS DE ENSAYO A FLEXIÓN 43 5.4 RESULTADOS DE LOS ENSAYOS A CORTE DIRECTO 44 5.5 Resultados de los ensayos a Flexión 51 5.6 Análisis de resultados de los ensayos a corte directo 62 5.7 Análisis de resultados de los ensayos a flexión 63 5.8 Análisis de elementos finitos: verificación de pandeo elástico en perfil de lámina delgada 66 REFERENCIAS ..................................................................................................................... 74 ANEXOS ............................................................................................................................... 78 Anexo 1 Resultado de ensayos de cilindros de concreto a compresión 79 Anexo 2 Certificados de calidad 80 Anexo 3 Modelo con elementos finitos 82 viii Lista de Tablas Tabla 1 Características de los materiales ............................................................................... 27 Tabla 2 Propiedades geométricas y mecánicas de los materiales .......................................... 28 Tabla 3 Características de los materiales ............................................................................... 29 Tabla 4 Propiedades geométricas y mecánicas de los materiales .......................................... 30 Tabla 5 Capacidad de los conectores de cortante y carga de falla esperada de la probeta 1 . 40 Tabla 6 Capacidad de los conectores de cortante y carga de falla esperada de la probeta 2 . 41 Tabla 7 Capacidad nominal a flexión y deflexión esperadas de la probeta 4 ........................ 42 Tabla 8 Capacidad nominal a flexión y deflexión esperadas de la probeta 5 ........................ 42 Tabla 9 Capacidad nominal a flexión y deflexión esperadas de la probeta 6 ........................ 42 Tabla 10 Comparación de la capacidad teórica y experimental de la probeta 1 .................... 62 Tabla 11 Comparación de la capacidad teórica y experimental de la probeta 2 .................... 62 Tabla 12 Comparación de la capacidad y la deflexión teórica y experimental de la probeta 4 ........................................................................................................................................ 64 Tabla 13 Comparación de la capacidad y la deflexión teórica y experimental de la probeta 5 ........................................................................................................................................ 65 Tabla 14 Comparación de la capacidad y la deflexión teórica y experimental de la probeta 6 ........................................................................................................................................ 65 Tabla 15 Comparación de la deflexión teórica y experimental de las probetas 4 y 5 ............ 66 ix Lista de Figuras Figura 1 Prototipo a corte directo ............................................................................................ 7 Figura 2 Probeta para ensayo de corte directo con losa maciza (dimensiones en mm) ........... 9 Figura 3 Tipos de conectores de cortante usados en las muestras de corte directo ............... 10 Figura 4 Descripción del modelo de ensayo de corte directo ............................................... 15 Figura 5 Descripción del modelo de ensayo de Flexión ........................................................ 15 Figura 6 Entrepiso en sección compuesta .............................................................................. 16 Figura 7 Proyectos utilizando tubería de 5 cm de ancho como viguetas de entrepiso ........... 17 Figura 8 Capacidad plástica de una sección compuesta. a) sección transversal. b) la viga de acera está solicitada totalmente por fluencia en tensión. c) El ENP resulta ubicado en la viga de acero .................................................................................................................. 20 Figura 9 Límites dimensionales para tablero metálico según NSR-10 F. 2.9.3-1 ................. 23 Figura 10 Área de concreto en compresión efectiva para tablero metálico perpendicular a las vigas ............................................................................................................................... 24 Figura 11 Configuración de las muestras para ensayo de corte directo Lámina de 2” .......... 27 Figura 12 Muestras para ensayo de flexión con lámina de 2” en mm ................................... 29 Figura 13 Configuración del ensayo de Flexión en mm ........................................................ 31 Figura 14 Prototipos de ensayo a corte directo. Medidas en mm .......................................... 33 Figura 15 Prototipos de ensayo a flexión. Medidas en mm ................................................... 34 Figura 16 Prototipos de ensayo .............................................................................................. 35 Figura 17 Formaleta para los prototipos de ensayo ............................................................... 36 Figura 18 Fundida de los prototipos de ensayo ...................................................................... 36 Figura 19 Curado de los prototipos de ensayo ....................................................................... 37 Figura 20 Configuración muestras de corte directo ............................................................... 38 Figura 21 Configuración del ensayo de corte directo ............................................................ 38 Figura 22 Configuración del ensayo a flexión ....................................................................... 39 Figura 23 Modelo de la muestra de ensayo a Flexión ............................................................ 44 Figura 24 Falla de la probeta 1 ............................................................................................... 45 Figura 25 Estado de los conectores de cortante en la probeta 1 ............................................ 45 Figura 26 Pandeo localizado en el tubo ................................................................................. 46 Figura 27 Gráfica Carga vs. Desplazamiento Probeta 1 ........................................................ 47 Figura 28 Falla de la probeta 2 ............................................................................................... 49 Figura 29 Gráfica Carga vs. Desplazamiento Probeta 2 ........................................................ 50 Figura 30 Estado de los conectores de cortante en la probeta 2 ............................................ 51 Figura 31 Estado de los conectores de cortante en la probeta 4 después del ensayo. ............ 52 Figura 32 Falla de la probeta 4 ............................................................................................... 52 Figura 33 Deformación del tubo en la probeta 4 ................................................................... 53 Figura 34 Gráfica Carga vs. Desplazamiento Probeta 4 ........................................................ 54 Figura 35 Estado de los conectores de cortante en la probeta 5 ............................................ 55 Figura 36 Falla de la probeta 5 ............................................................................................... 55 Figura 37 Representación gráfica de las fisuras de la probeta 5 ............................................ 56 Figura 38 Deformación del tubo en la probeta 5 ................................................................... 56 Figura 39 Gráfica Carga vs. Desplazamiento Probeta 5 ........................................................ 57 Figura 40 Estado de los conectores de cortante en la probeta 6 ............................................ 58 Figura 41 Falla de la probeta 6 ............................................................................................... 59 x Figura 42 Representación gráfica de las fisuras de la probeta 6 ............................................ 59 Figura 43 Deformación del tubo y estado de los conectores de cortante en la probeta 6 ...... 60 Figura 44 Gráfica Carga vs. Desplazamiento Probeta 6 ........................................................ 61 Figura 45 Deformación permanente probeta 4 ...................................................................... 64 Figura 46 Modelación de la probeta a flexión en SAP 2000 ................................................. 67 Figura 47 Deformaciones verticales ...................................................................................... 68 Figura 48 Deformaciones totales ........................................................................................... 69 Figura 49 Modelo con carga de falla por pandeo elástico ..................................................... 69 Figura 50 Esfuerzos de von Mises con carga de falla por pandeo elástico ............................ 70 Figura 51 Deformación con carga de falla experimental de la probeta 4 .............................. 71 Figura 52 Deformación con carga de falla experimental de la probeta 5 .............................. 71 Figura 53 Ubicación de las líneas de carga ............................................................................ 82 Figura 54 Casos de carga para verificar pandeo elástico ....................................................... 83 Figura 55 Factor de carga resultante ...................................................................................... 83 Figura 56 Modelo con la carga de pandeo elástico ................................................................ 84 Figura 57 Casos de carga para verificar esfuerzos de von Mises .......................................... 84 Figura 58 Modelo con la carga experimental de la probeta 4 ................................................ 85 Figura 59 Casos de carga para verificar deflexiones ............................................................. 85spa
dc.format.mimetypeapplicaction/pdfspa
dc.language.isospaspa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.titleAnálisis del comportamiento de placas de concreto fundidas sobre tablero metálico en sección compuesta con perfiles de acero formados en frío usando conectores de cortante tipo canalspa
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.subject.lembPLACAS (INGENIERIA)spa
dc.subject.lembLOSAS DE HORMIGONspa
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestríaspa
dc.description.abstractenglishThis document is the continuation of several research papers, where it seeks to compare the experimental results of tests performed on specimens with theoretical results by applying the proposed methodology in the regulations NSR 10. The shear connectors resistance equations provided in the NSR 10 regulations, they aren't stipulated for composite section beams with concrete plates emptied on steel deck. Three Push Out tests were carried out, and it was reviewed whether the equations to determine the capacity of the shear connectors set out in the NSR-10 regulation and in some research carried out in Colombia, is ideal for the composite section raised in the present work, or if it is necessary to make a formulation that is more suited to the behavior of shear connectors when used with steel deck and cold formed profiles. Composite section, shear connector, steel deck, Push Outspa
dc.title.translatedBehavior analysis of concrete plates emptied on steel deck in composite section with cold formed profile using channel shear connectorspa
dc.subject.keywordsComposite sectionspa
dc.subject.keywordsshear connectorspa
dc.subject.keywordssteel deckspa
dc.subject.keywordsPush Outspa
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería Civilspa
dc.creator.degreenameMagíster en Ingeniería Civilspa
dc.description.degreelevelMaestríaspa
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenieríaspa
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/masterThesisspa
dc.rights.creativecommonsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalspa
dc.relation.referencesAlvarez Mantilla, M. C., & Pinilla Arenas, J. J. (2010). Sistema de entrepiso metálico con Steel Deck y viguetas en Perlín cajón en sección compuesta acero-concreto. Bogotá: Pontificia Universidad Javerianaspa
dc.relation.referencesAIS, A. C. (2010). Reglamento Colombiano de construcción Sismo Resistente (NSR-10). Colombia.spa
dc.relation.referencesBautista, J. C. (2003). Secciones compuestas de acero-concreto (Método LRFD). México, D.F.: Instituto Politécnico Nacional.spa
dc.relation.referencesBonilla Rocha, J., Mirambell Arrizabalaga, E., Larrúa Quevedo, R., & Recarey Morfa, C. (2012). Behavior and strength of welded stud shear connectors in composite beam. Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia N.° 63, (93-104).spa
dc.relation.referencesErnst, S., Bridge, R., & Wheeler, A. (2010). Correlation of Beam Tests with Pushout Tests in Steel-Concrete Composite Beams. Journal of Structural Engineering , (183 - 192).spa
dc.relation.referencesEUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION. (2004). Eurocode 4: Design of composite steel and concrete structures -Part 1-1: General rules and rules for buildings. EN 1994. Bruselas.spa
dc.relation.referencesGuzmán Varón, C. H., & Garza Vasquez, L. (2016). Comparación de conectores de cortante tipo espigo con cabeza con tipo perno sobre tablero metálico. Medellín: Convenio EAFIT-UNIQUINDIO.spa
dc.relation.referencesHoyos Toro, F. (2015). Comportamiento de conectores de cortante tipo canal laminado embebidos en losa de concreto vaciada sobre tableros metálicos. Santiago de Cali: Universidad del Valle.spa
dc.relation.referencesHuertas Muñoz, J. C. (2013). Comportamiento de canales como conectores de cortante para un sistema de sección compuesta usando lámina colaborante. Bogotá: Universidad Nacional de Colombia.spa
dc.relation.referencesHurtado, X. F., Molina, M., & Lineeros, D. L. (2008). Comportamiento de conectores de cortante tipo tornillo de resistencia grado dos para un sistema de sección compuesta. Revista Ingeniería e investigación Vol. 28 N° 2, (4-14).spa
dc.relation.referencesLarrañaga Rubio, S., & Molina Herrera, M. (2007). Comportamiento de los conectores de cortante tipo tornillo de resistencia grado dos para una sección compuesta con concreto de 28 MPa. Revista Ingeniería e Investigación Vol. 27 N° 2, (18-25).spa
dc.relation.referencesMcCormac, J. C. (2003). Diseño de estructuras de acero: Método LRFD. Alfaomega.spa
dc.relation.referencesMolina Herrera, M., & Ortiz Porras, J. A. (2006). Determinación del comportamiento bajo cargas concentradas de perfiles de lámina delgada (MM). Revista Ingeniería e Investigación Vol. 26, N° 3, (12-25).spa
dc.relation.referencesNellinger, S., Odenbreit, C., Obiala, R., & Lawson, M. (2017). Influence of transverse loading onto push-out tests with deep steel decking. Journal of Constructional Steel Research, (335-353).spa
dc.relation.referencesOllgaard, J., Slutter, R., & Fisher, J. (1971). Shear strength of stud connectors in lightweight and normal weight concrete. AISC Engineering Journal.spa
dc.relation.referencesPashan, A. (2006). Behaviour of channel shear connectors: Push-Out Tests. Saskatoon, Saskatchewan (Canadá): University of Saskatchewan.spa
dc.relation.referencesPatrick, M., & Liang, S. (2000). Shear connection to steel tubes used in composite beam construction. Composite Construction in Steel and Concrete IV, (699 - 710).spa
dc.relation.referencesPrakash, A., Anandavalli, N., Madheswaran, C., & Lakshmanan, N. (2012). Modified Push-out Tests for Determining Shear Strength and Stiffness of HSS Stud Connector-Experimental Study. International Journal of Composite Materials 2012, (22-31).spa
dc.relation.referencesSampieri, R. H. (2014). Metodología de la investigación. Mc Graw Hill.spa
dc.relation.referencesSánchez, G. M. (2011). Caracterización del comportamiento de placas de concreto en sección compuesta con perfiles de acero doblados en frío. Cali: Universidad del Valle.spa
dc.relation.referencesSegui, W. T. (1999). Diseño de estructuras de acero con LRFD. Thomsonspa
dc.relation.referencesShariati, A., Ramli Sulong, N., Suhatril, M., & Shariati, M. (2012). Investigation of channel shear connectors for composite concrete and steel T-beam. International Journal of Physical Sciences Vol. 7(11), (1828 - 1831).spa
dc.relation.referencesValencia Clement, G. (2010). Diseño básico de estructuras de acero de acuerdo con NSR 10. Bogotá: Escuela Colombiana de Ingenieros.spa
dc.relation.referencesViest, I., Siess, C., Appleton, J., & Newmark, N. (1952). Full-Scale tests of channel shear connectors and composite T-Beams. Illinois: Universidad de IIlinois, Urbana.spa
dc.relation.referencesWehbe, N., Bahmani, P., & Wehbe, A. (2013). Behavior of Concrete/Cold Formed Steel Composite Beams: Experimental Development of a Novel Structural System. International Journal of Concrete Structures and Materials, (51 - 59).spa
dc.relation.referencesWu, H., & Hosain, M. (2000). Composite beams with parallel wide ribbed metal deck. Composite Construction in Steel and Concrete IV, (415-425). Obtenido de https://doi-org.ezproxy.umng.edu.co/10.1061/40616(281)36spa
dc.subject.proposalSección compuestaspa
dc.subject.proposalconector de cortantespa
dc.subject.proposaltablero metálicospa
dc.subject.proposalcorte directospa
dc.publisher.grantorUniversidad Militar Nueva Granadaspa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc*
dc.type.hasversioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionspa
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Militar Nueva Granadaspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional Universidad Militar Nueva Granadaspa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repository.unimilitar.edu.cospa
dc.rights.localAcceso abiertospa
dc.coverage.sedeCalle 100spa
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2


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