Evaluación de diferentes enfoques para la modelización del comportamiento estructural de vigas de sección compuesta con SAP2000

Abstract

Las vigas de sección compuesta son empleadas en diferentes tipos de estructuras como edificaciones y puentes debido a las grandes ventajas mecánicas que ofrece frente al trabajo individual de cada sección, sin embargo, su comportamiento estructural depende del grado de conexión entre las dos secciones transversales que garantice un adecuado trabajo conjunto. El presente trabajo final evalúa ocho enfoques diferentes (E1 al E8) permitidos por el software estructural SAP2000 para la modelización del comportamiento estructural elástico de la viga de sección compuesta B3 identificada en el estudio de caso de Souici et al. (2013). De cada uno de los ocho modelos se obtienen respuestas estructurales para diferentes cargas (40 kN, 60 kN, 80 kN y 100 kN), como deflexiones en el centro de la luz y esfuerzos máximos en la viga de acero y en la losa de concreto, las cuales son validadas posteriormente con los datos experimentales del estudio de caso en mención. Finalmente se concluye que el enfoque 7 de SAP2000 (E7) a pesar de ser un modelo parcialmente compuesto genera respuestas estructurales elásticas correspondientes a deflexiones en el centro de la luz (δcl) y a esfuerzos máximos en la viga de acero (σmáx acero) más cercanas a los datos experimentales del estudio de caso de Souici et al. (2013) para la viga compuesta B3, mediante la estimación de la rigidez longitudinal de la viga (Kv) propuesta en este trabajo, representando mejor el comportamiento estructural de vigas de sección compuesta. (Texto tomado de la fuente)

Composite section beams are used in different types of structures such as buildings and bridges due to the great mechanical advantages that they offer compared to the individual work of each section, however, their structural behavior depends on the degree of connection between the two cross sections that guarantees proper joint work. The present final work evaluates eight different approaches (E1 to E8) allowed by the structural software SAP2000 for the modeling of the elastic structural behavior of the composite section beam B3 identified in the case study by Souici et al. (2013). From each of the eight models, structural responses are obtained for different loads (40 kN, 60 kN, 80 kN and 100 kN), such as deflections in the center of the span and maximum stresses in the steel beam and in the concrete slab, which are subsequently validated with the experimental data of the case study in question. Finally, it is concluded that approach 7 of SAP2000 (E7), despite being a partially composite model, generates elastic structural responses corresponding to deflections in the center of the span (δcl) and maximum stresses in the steel beam (σmáx acero) closest to the experimental data from the case study by Souici et al. (2013) for the composite beam B3, by estimating the longitudinal stiffness of the beam (Kv) proposed in this work, better representing the structural behavior of composite section beams.