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Determinación de la rigidez de un tipo de conexión
viga-columna en guadua Angustifolia



Resumen articulo

En este documento se presentan los resultados obtenidos para el valor de rigidez a flexión para una conexión
Entre dos elementos en guadua angustifolia. En la investigación se ensayaron 15 conexiones viga columna
Construidas a escala natural y sometidas a ensayos seudo-estáticosde carga y descarga. A partir de los datos experimentales se construyeron las curvas momento-giro para cada una de las probetas ensayadas y se determinó la rigidez de la conexión como la pendiente de dichas curvas. Adicionalmente, se realizó el ensayo de tres pórticos de dos pisos Yuna luz, ante cargas horizontales aplicadas en el piso superior, y los resultados se emplearon para calibrar un modelomatemático construido en un programa de análisis matricial.

En Latinoamérica la guadua angustifolia ha sido empleada tradicionalmente en la construcción; sin embargo, su uso ha sido restringido a prácticas artesanales con poco sustento técnico. Aunque no se trata de un material nuevo, la documentación con respecto a su comportamiento estructural es casi inexistente.
Para esta investigación seevaluó el comportamiento de un tipo de conexión, resistente a momento, que pueda ser empleada en la construcción de pórticos con guadua angustifolia, empleando secciones estructurales compuestas por más de un culmo. En una primera fase de experimentación se ensayaron 15 probetas de La conexión, construidas a escala, y se elaboraron las curvas de momento contra giro con los resultados obtenidos. Apartir de estos ensayos se determinó un valor para la rigidez de la conexión. En una segunda fase se ensayaron tres pórticos construidos, empleando el tipo de conexión ensayada en la primera fase. Finalmente, se construyó un modelo numérico de los pórticos con base en un programa de análisis matricial, y se calibró a partir de los datos experimentales.

Teoria

La guadua angustifolia es unmaterial que presenta alta dispersión en los valores obtenidos experimentalmente para su resistencia y las constantes elásticas necesarias para definir su comportamiento. Esta dispersión se debe en gran parte a que se trata de un material de origen biológico; por tanto, se hace más necesario aun que en otros materiales –obtenidos por procesos industriales– llevar a cabo una caracterización mecánicade éste.

Para los coeficientes de Poisson se usó un valor de 0,31.
La conexión que se estudió en esta investigación hace parte de un sistema de pórticos planos los cuales serían empleados en la construcción de módulos estructurales para vivienda y otras edificaciones de hasta dos pisos. La altura planteada para el piso (H) es de 2,10 m y la luz entre ejes de columna (L) es de 4,00 m. Sediseñó una conexión entre una viga compuesta por dos elementos longitudinales distanciados por separadores de guadua. Para el ensamblaje, tanto de vigas y columnas como de conexiones, se realizaron sólo tramos rectos de guadua con cortes transversales a 90˚, y todos los segmentos de guadua se unieron con pernos de 3/8” roscados que los atravesaban de manera perpendicular a su eje longitudinal. Elacero de los pernos presentó los siguientes valores: módulo de elasticidad inicial: 170.000 MPa, módulo elastoplástico:5.000 MPa, coeficiente de Poisson: 0,30, esfuerzo de fluencia: 240 MPa. Para ajustar los elementos se emplearon conjuntos de tuercas y arandelas metálicas, ubicados en las caras exteriores de las secciones.

Adicionalmente se incluyeron dos elementos más con el fin de controlarfallas locales como el aplastamiento
y el corte paralelo a las fibras de la guadua. Estos elementos fueron: un relleno en poliuretano rígido de alta densidad y un confinamiento por medio de zuncho metálico realizado con el sistema Bandit®. El poliuretano se fabricó con una densidad aproximada de 0,73 g/cm3; asumiendo una densidad de 1,09 g/cm3 para el poliuretano líquido se obtiene una densidad...
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