Análisis mecánico-estructural del uso del acero grado 100 para el diseño de elementos de pórtico de concreto reforzado en Costa Rica

Abstract

En los últimos tiempos se ha permitido el uso de aceros de alta resistencia para el diseño de concreto reforzado en algunos códigos y normas internacionales. El objetivo principal de este proyecto es evaluar analíticamente los modelos de diseño para flexión y flexo compresión del concreto reforzado para elementos de pórtico, utilizando las propiedades mecánicas del acero grado 100. Para esto se analizaron las propiedades del acero grado 100, posteriormente se estudiaron diferentes modelos de diseño siendo el más efectivo en este caso el método de capacidad espectral. Este incluye un análisis seccional de los elementos para obtener diagramas de momento curvatura. Y un análisis estático no lineal tipo ¿pushover¿ para derivar la curva de capacidad del modelo estructural establecido utilizando acero grado 100 y acero grado 60. De esta forma se conoció el desempeño de ambos materiales. Los resultados demostraron que la composición química del acero grado 100 lo hace menos dúctil que el acero grado 60. Los diagramas de momento curvatura mostraron que para flexión el acero grado 60 se comporta mejor y tiene mayor alcance de ductilidad, mientras que en flexo compresión las secciones de columna con acero grado 100 tienen un comportamiento bastante positivo conforme aumenta la carga axial en ellas. En el análisis Pushover, el acero grado 60 logro mayores desplazamientos y ductilidades globales, sin embargo para fuerzas axiales mayores hubo casos en que solo el acero grado 100 alcanzó un punto de desempeño. Se concluyo que el acero grado 100 es posible utilizarse en estructuras que soporten grandes cargas axiales y se asegure desplazamientos bajos. Se recomendó realizar más investigaciones para confirmar las conclusiones y para ahondar más en otros temas que quedaron fuera de alcance.