Boletín Técnico

Estudio del comportamiento de estructuras fabricadas con metal expandido sometidas a compresión axial

Una lámina de metal expandido es fabricada convencionalmente de una lámina de metal que es cortada y estirada (expandida) para formar una estructura con intersticios. (Mulder, 2005). Cuando se expande el metal se forma un patrón de celdas similar a un diamante el cual está caracterizado por dos ejes geométricos. Este producto puede ser usado para pasarelas, aplicaciones eléctricas, vallas de seguridad, propósitos decorativos y también como refuerzo para concreto. Actualmente el metal expandido es usado para aplicaciones estructurales, sin embargo poca información puede encontrarse en relación al comportamiento estructural de elementos fabricados con metal expandido. Este artículo tiene como objeto estudiar el colapso axial de tubos cuadrados y circulares fabricados con láminas de metal expandido bajo cargas compresivas a fin describir el comportamiento global de estas estructuras. Ensayos de compresión cuasi-estáticos fueron realizados a temperatura ambiente en una máquina MTS a fin de investigar la influencia del ángulo formado entre el eje mayor de la lámina de metal expandido y la dirección de la carga. De los resultados, tres tipos de respuesta de colapso se observó en función de la orientación de los ejes: (1) Modo 1 caracterizado por un mecanismo de colapso plástico; (2) Modo 2 pandeo local de las celdas individuales; y (3) Modo 3 pandeo global de las paredes de los tubos.

A sheet of expanded metal is conventionally fabricated from sheet metal that is slit and stretched (expanded) to form a structure with interstices. (Mulder, 2005). When expanding the metal a diamond like cell pattern is formed which is characterised by two geometrical axes. This product can be used for catwalks, electrical applications, safety fences, decorative purposes and also as reinforcement for concrete. Currently expanded metal is used for structural application, however little information can be found regarding the behavior of structural elements made of expanded metal. The aim of this paper is to study the axial collapse of square and round tubes made of expanded metal sheet under compressive loading to describe the global behavior of these structures. Quasi-static compression tests were performed at room temperature in a MTS machine in order to investigate the influence of the angle formed between the major axis of the expanded metal and the load direction. From the results, three types of collapse response were observed depending on the orientation of the axes: (1) Mode 1 characterized by a plastic collapse mechanism; (2) Mode 2 local buckling of the individual cells; and (3) Mode 3 global buckling of the tube walls.

Análisis probabilístico simplificado de pórticos de concreto reforzado ante acciones sísmicas

El comportamiento adecuado de una estructura es altamente dependiente de las propiedades mecánicas de los materiales estructurales. Un análisis probabilístico permite evaluar el efecto de la variabilidad de dichas propiedades sobre el comportamiento sismorresistente de las estructuras. El objeto de este trabajo es desarrollar un análisis probabilístico simplificado de pórticos de concreto reforzado ante cargas sísmicas. Los análisis simplificados fueron basados en el Método de los Estimadores Puntuales de Rosenblueth, considerando la resistencia a compresión del concreto (f´c) y la tensión cedente del acero (fy) como variables aleatorias independientes. Se presentan algunos ejemplos de aplicación sobre secciones, elementos estructurales y estructuras aporticadas de concreto reforzado, prestando especial atención al comportamiento no lineal de los mismos. El comportamiento sismorresistente de las estructuras aporticadas fue evaluado con análisis estáticos no lineales (pushover). Los resultados obtenidos fueron validados con el Método de Simulación de Montecarlo. Se concluye que el Método de los Estimadores Puntuales puede ser utilizado para desarrollar análisis probabilísticos simplificados de estructuras bajo acciones sísmicas. Resultados más refinados pueden ser obtenidos mediante el Método de Simulación de Montecarlo, el cual requiere un número mayor de evaluaciones de la respuesta sísmica.

Proper seismic performance of a structure is highly dependent on the mechanical properties of structural materials. A stochastic analysis allows us to evaluate the effect of variability of such mechanical properties on seismic performance of structures. The goal of this investigation is to perform a simplified stochastic analysis of reinforced concrete frames under seismic loads. Simplified analyses were performed based on Rosenblueths Point Estimate Method, considering compressive concrete strength (f´c) and reinforcement steel yield stress (fy) as independent stochastic variables. Some application examples, focused on non-linear behavior, are presented concerning reinforced concrete cross-sections, structural members and frame structures. Seismic performance of frame structures was evaluated with pushover analyses. Results obtained with Point Estimate Method were validated with results obtained with Monte Carlo Simulation Method. It was concluded that Point Estimate Method can be used to perform simplified probabilistic analyses of structures under seismic actions. More refined results can be obtained with Monte Carlo Simulation Method, which requires a greater amount of numerical evaluation of seismic responses.

Refuerzo de trabes acarteladas de concreto reforzado deficientes a cortante con encamisados de malla electrosoldada y mortero

Se presenta un estudio experimental exploratorio donde ocho trabes que fueron diseñadas y ensayadas para fallar claramente en cortante, y cuyo daño fue substancial, fueron reparadas utilizando una malla electrosoldada con aberturas de 5 cm x 5 cm y recubiertas con un mortero estructural (grout) de 2 cm de espesor. Se realizó el ensaye de las ocho trabes de concreto reforzado reparadas ante carga monótona creciente, y sus curvas carga-desplazamiento se comparan con las de las trabes originales. La reparación con la malla electrosoldada permitió que la capacidad de deformación y la resistencia de cada uno de los elementos aumentara, en algunos casos de manera notable.

An exploratory experimental study is presented where eight beams previously designed and tested to fail in shear, where the previous testing damage was substantial, were repaired using a beam jacketing consisting of a light-gauge steel wired mesh covered with 2 cm thick grout. Repaired beams were tested under monotonic loading and the obtained load-displacement curves were compared with those obtained for the original beams. The tested jacketing technique was effective, as higher deformation and load capacities were achieved by the repaired beams.