Modelos de comportamiento último y de plastificación de secciones de hormigón ajustados con ensayos cumpliendo requerimientos constructivos y sísmicos

Resumen

La predicción y simulación del comportamiento sísmico de elementos estructurales de hormigón armado se considera un tema de especial importancia, debido a la necesidad de conocer adecuadamente los efectos generados por la acción sísmica sobre una estructura de hormigón armado desde un punto de vista social y económico. Por tanto, la obtención de algunos conceptos relacionados con el comportamiento de plastificación y último de una sección (giro de plastificación, curvatura de plastificación, momento de plastificación y giro último) es fundamental para desarrollar diagramas momento-curvatura precisos, como base para describir el comportamiento de histéresis de las rótulas plásticas generadas en la estructura por la acción sísmica. Dado que la simulación sísmica de estructuras de hormigón armado exige un elevado tiempo computacional, los modelos numéricos necesitan ser lo más eficaces posible desde el punto de vita de su tiempo computacional, pero manteniendo a la vez un nivel aceptable de precisión. El principal objetivo del presente trabajo es el ajuste de determinados modelos simples capaces de describir el comportamiento de plastificación y último de una sección de hormigón armado. Otro requisito fundamental para que un modelo numérico sea capaz de realizar simulaciones realistas es su correcta calibración con los datos adecuados. Así, se ha realizado una selección de ensayos -partiendo de una base de datos de más de 1000- cumpliendo con las exigencias constructivas y sísmicas impuestas por diversos códigos internacionales para algunos parámetros (dimensiones de la sección, propiedades mecánicas de los materiales, etc.), con objeto de considerar únicamente especímenes que reproduzcan elementos estructurales empleados en la práctica. Cuando los modelos numéricos son complejos (elevado número de parámetros, comportamiento no lineal, etc.), el uso de técnicas de optimización está claramente justificado para realizar la calibración de dichos modelos con resultados experimentales. El uso de dichas técnicas viene siendo habitual no sólo en la ingeniería estructural, sino en muchos otros campos de la ingeniería civil, debido a su robustez para converger hacia resultados satisfactorios en un tiempo aceptable. En el presente trabajo se emplean algoritmos genéticos para mejorar algunas expresiones obtenidas previamente por otros autores, calibrándolas con la selección de ensayos mencionada.