Descripción general de los resultados de ELU en la aplicación Detail

En esta sección, nos centramos en la Resistencia y el Anclaje (verificaciones ELU). Observe que tenemos una nueva pestaña (Resultados) en la cinta superior después de elegir una de las verificaciones ELU. 

En el lado izquierdo, puede elegir si desea mostrar los resultados para un extremo automático, una combinación ELU particular o incrementos. Recuerde que se utiliza un cálculo no lineal (se permiten deformaciones plásticas para el acero y el hormigón). Y solo se tienen en cuenta las combinaciones ELU o los casos de carga individuales.

Los siguientes botones sirven para alternar entre los resultados actuales.

Los últimos botones de la pestaña Resultados se utilizan para editar la salida gráfica (dibujar la malla, escala de la vista o mostrar el extremo).

Hormigón

Podemos observar seis resultados posibles. Veámoslos uno por uno. 

Valor de verificación de tensión 

El primer valor presenta el nivel de utilización del material con respecto a la resistencia del hormigón. En otras palabras, muestra la relación entre la tensión del hormigón y la resistencia del hormigón. Lea sobre cómo se determinan los valores límite en el siguiente artículo. 

• Análisis del estado límite último

Tensión de compresión del hormigón

La siguiente opción es mostrar la distribución de la tensión del hormigón σ_c para una porción aplicada de la carga. También conocida como tensiones principales σ₂. 

Deformación de compresión del hormigón

Cuando presiona el tercer icono en la pestaña de resultados, se muestra la deformación del hormigón ε_c para una porción aplicada de la carga. También conocida como deformaciones principales ε₂. 

Deformación plástica de compresión del hormigón

Para observar la aparición de comportamiento plástico en el hormigón, continúe con la Deformación plástica de compresión del hormigón. Puede mostrar las zonas donde el hormigón se encuentra en la rama plástica del diagrama tensión-deformación.

Dirección de las tensiones principales

Esta funcionalidad muestra la dirección de las tensiones principales. Como la tracción en el hormigón está excluida, solo se muestran los vectores de compresión.

Factor de reducción de la resistencia a compresión

La sexta opción muestra la distribución de la reducción de la resistencia a compresión del hormigón debida a la deformación transversal. Este es el efecto de ablandamiento a compresión. Este fenómeno (k_c2), junto con la creciente fragilidad del hormigón con la resistencia, se tiene en cuenta mediante el factor k_c.

Para obtener más información, lea el artículo: Modelos de material (EN).

Armadura

Para el acero, de manera similar al hormigón, tenemos más opciones para mostrar los resultados. En general, es posible mostrar la tensión y la deformación en la armadura y la relación entre la tensión o la deformación y los valores límite.

Relación de tensión o deformación y valores límite

Los dos primeros iconos le permiten verificar la relación entre la tensión y la deformación con respecto a sus valores límite. El tercer icono muestra una comparación de la tensión y la tensión de fluencia. En otras palabras, puede ver el nivel de utilización del material. 

Tensión y deformación

Además de los mencionados anteriormente, existe la opción de mostrar la deformación (ε_s) o la tensión (σ₂) de la armadura. En la pestaña de datos, puede observar las barras individuales una por una. O puede verificar el modelo y la vista general en la ventana principal.  

Anclaje

El anclaje es el último resultado disponible para ELU.

Para entender de dónde provienen las fuerzas que entran en el cálculo, analicemos primero los componentes individuales.

Tensión de adherencia

La tensión de adherencia 𝜏_b (tensión en la superficie de la barra de armadura) se calcula a partir de la deformación del elemento de adherencia que representa la conexión entre el hormigón (elemento 2D) y la armadura (elemento 1D). Esta relación se expresa mediante la función tensión-deformación, véase la figura a continuación.

Tenga en cuenta que se permite el deslizamiento.

f_bd*  - tensión de adherencia de fluencia
f_bd    - tensión de adherencia límite
G_b - rigidez a cortante en la parte elástica
R_f - Coeficiente de endurecimiento
δ_{u, max} - Deslizamiento último

Una vez alcanzada la rama plástica - 𝜏_b = f_bd*, la tensión (𝜏_b) ya no aumenta tanto en comparación con la deformación (δ_u). En ese punto (𝜏_b = f_bd*), se obtiene una verificación de la relación de tensión de adherencia (𝜏_b/f_bd) superior al 99 %. La verificación es satisfactoria hasta que se alcanza la deformación límite δ_{u, max}.

Fuerza de anclaje 

La fuerza transmitida por el muelle que representa el tipo de anclaje seleccionado de la armadura se denomina fuerza de anclaje. La fuerza de anclaje máxima* se calcula según la siguiente fórmula - F_au=β⋅A_s⋅f_yd, ​donde:

β             el coeficiente de anclaje basado en el tipo de anclaje,

A_s            la sección transversal de la barra de armadura,

f_yd           el valor de cálculo de la resistencia de fluencia de la armadura.

*La fuerza máxima puede alcanzarse en la armadura con plena utilización. De hecho, la fuerza transmitida por el muelle F_a se calculará a partir de la tensión real en la armadura y se reducirá adicionalmente por la fuerza atrapada a lo largo de la longitud de la armadura, dependiendo del modelo de adherencia (cohesión) entre el hormigón y la armadura. 

Para obtener más información sobre la teoría del anclaje y comprender el modelo de adherencia, lea el siguiente artículo: 

• Tipos de elementos finitos

Fuerza total

La fuerza total F_tot es un resultado del análisis por el Método de los Elementos Finitos y puede definirse de dos maneras.

\[F_{tot}=A_{s}\cdot \sigma_{s}\]

donde A_s es el área de la barra de armadura y σ_s es la tensión en la barra.

Valor de verificación de la tensión de adherencia

Se muestra la relación entre la tensión de adherencia (𝜏_b) y la resistencia de adherencia última para las barras seleccionadas (o grupo de barras). Muestra el nivel de utilización con respecto a la resistencia de adherencia última entre la barra de armadura y el hormigón adyacente. 

Valor de verificación de la fuerza

El valor de verificación de la fuerza es la relación entre la fuerza total (F_tot) en la barra y el valor límite. El valor límite de la fuerza se calcula como el mínimo de dos valores:

• La fuerza se calcula como la suma de la fuerza de anclaje última y la fuerza desarrollada desde el extremo de la barra hasta el punto de interés, asumiendo la resistencia de adherencia última
• La resistencia última de la barra

En otras palabras, F_lim es la fuerza última en la armadura, considerando la fuerza de anclaje última y la resistencia última de la barra de armadura.

Obtenga más información sobre F_tot y F_lim en el siguiente artículo:

• Análisis del estado límite último