Evaluación de la aplicación del método de los pórticos virtuales al cálculo de flechas instantáneas y diferidas en forjados sin vigas - García Dutari, Luis, (Universidad Politécnica de Madrid, 1994)
Es importante recalcar que ni el código ACI318-89 ni la Instrucción EH-91, presentan un método de cálculo de flechas para forjados sin vigas. Esta falta de normativa indica claramente que aún no existen métodos fiables y de fácil aplicación práctica que sean de aceptación general. Otro factor que afecta la flecha de los forjados sin vigas es el proceso constructivo Se han realizado numerosas investigaciones para analizar el efecto que tienen las cargas generadas en el cimbrado de plantas consecutivas en las flechas de los forjados y se han desarrollado métodos de cálculos específicos para tomar en cuenta este factor Actualmente se está trabajando en la utilización de modelos más sofisticados de análisis de placa tales como la teoría de placas de REISNER-MIDLIN, cuya aplicación promete resolver los problemas de placas sometidas a fuertes gradientes de momentos y en la utilización de mejores ecuaciones constitutivas que puedan modelizar el comportamiento del hormigón de forma más realista. 2. Planteamiento de la investigación: el objetivo de esta investigación es la de evaluar las flechas calculadas por medio del método de integración de curvaturas, utilizando los diagramas de momentos deducidos del método del pórtico virtual. Para comparar las flechas calculadas mediante el método del pórtico virtual, se ha desarrollado un programa basado en el método de los elementos finitos, capaz de tomar en cuenta la fisuración, fluencia y retracción, así como también el efecto que tiene sobre la flecha el proceso constructivo. Este programa ha sido contrastado con cuatro ensayos de laboratorio, dando buenos resultados. Los resultados del método de los pórticos virtuales son comparados con los obtenidos mediante el método de los elementos finitos con el fin de conocer la exactitud del mismo. 3. Desarrollo de la investigación: Para poder evaluar las flechas calculadas por el método de los pórticos virtuales se realiza un estudio paramétrico, en un forjado sin vigas típico formado por 9 recuadros dispuestos 3x3. En el estudio se utilizan tres luces de recuadro, dos niveles de sobrecarga y tes procesos constructivos. Dado que el forjado estudiado nos permite calcular la flecha en cuatro recuadros diferentes, tenemos un total de 72 casos. Se han estudiado tres tipos diferentes de flecha, la flecha instantánea la flecha total y la flecha activa. También se han estudiado los coeficientes multiplicadores para la flecha total y la flecha activa. Posteriormente hemos estudiado la aplicación del método de inecia eficaz de BRANSON, en el cálculo de la flecha de forjados sin vigas. 4. Resultados del estudio: Las flechas y los coeficientes multiplicadores calculados, han sido representados en 48 gráficos, los cuales muestran las tendencias de cada una de las variables. Los resultados del estudio comparativo indican claramente que el método de los pórticos virtuales supravalora los tres tipos de flechas estudiados. En cuanto al efecto que tiene sobre las flechas la variación del proceso constructivo. Podemos decir que prácticamente no afecta a la flecha total ni la flecha instantánea. Su efecto es más marcado en la flecha activa. Esto se cumple para los dos niveles de carga estudiados y para todas las luces utilizadas. 5. Análisis de los resultados: Para determinar las razones de esta supravaloración en el método de los pórticos virtuales, se han estudiado los diagramas de momentos de un caso en particular. Los resultados de este análisis indican que existe una marcada diferencia entre los diagramas de momentos calculados por ambos métodos. Los diagramas de momentos deducidos a partir del método de los elementos finitos, tienen menores momentos positivos en los vanos de las bandas que los determinados mediante el método de los pórticos virtuales. Esto puede ser la explicación de la supravaloración de las flechas. La disminución de los elementos positivos es más marcada en las bandas centrales, debido a que el método de los pórticos virtuales ha sido desarrollado considerando que las vigas de borde tienen muy poca rigidez a torsión. 6. Conclusiones: La conclusión más importante es que el método de los pórticos virtuales predice mayor flecha que la calculada mediante el método de los elementos finitos. Como regla general y del lado de la seguridad, podemos decir que las flechas calculadas por medio de los elementos finitos son aproximadamente un 60% de la flecha por medio del método de los pórticos virtuales. Otra conclusión es la poca influencia que tiene el proceso constructivo en las flechas instantáneas y totales. Este efecto podría deberse a los elevados niveles de carga, que se generan en el cimbrado de plantas consecutivas, durante el proceso de construcción del mismo. Hemos, constatado, que el proceso constructivo tiene una mayor influencia en las flechas activas, tal como se desprende del análisis de los resultados obtenidos. El método de cálculos de flechas en forjadas sin vigas, aplicando los diagramas de momentos obtenidos por medio de los pórticos virtuales y el concepto de inercia eficaz de BRANSON, también supravalora las flechas con respecto a las obtenidas por medio de los elementos finitos. Las flechas calculadas por medio del método de los elementos finitos, pueden ser del orden del 68% de las flechas calculadas por medio del método de los pórticos virtuales aplicando la inercia eficaz de BRANSON.