Existe un interesante debate en Alemania sobre cómo se debe calcular la posición de la fibra neutra (xc) para llevar a cabo el análisis de fisuración de una sección de hormigón.
Por un lado se tiene una corriente que opina que xc debe ser calculada con el método estándar del análisis de tensiones en el hormigón y considerar las secciones que coinciden con la posición de las fisuras (xc será el valor de x2 de la sección A marcada en la siguiente figura):
Lo anterior equivaldría a seleccionar la opción de hormigón fisurado en los parámetros de análisis.
Por otro lado se tiene al grupo que opina que entre las secciones que están fisuradas hay otras que no lo están y que, por lo tanto, xc debe ser calculada con la sección homogeneizada (xc será el valor de x1 de la sección B marcada en la siguiente figura):
Lo anterior equivaldría a seleccionar la opción de hormigón no fisurado en los parámetros de análisis.
Veamos un ejemplo simple en el que se evalúa la diferencia entre considerar una opción u otra. Llevaremos a cabo la verificación de fisuras para la viga presentada a continuación sometida a un axil de 100 kN y momento quasi-permanente de 650 kNm. El hormigón es de clase C25/30 y se tiene un área total de armaduras de 3770 mm2. Se supondrá un coeficiente de fluencia de 2.63.
Si marcamos la opción de "Hormigón fisurado", estamos considerando la sección A (la que tiene la fisura) y por tanto tenemos una zona comprimida menor, con un xc más pequeño y una altura eficaz de zona traccionada (hc,eff) más grande y por tanto un área eficaz de tracción, Ac,eff también mayor.
En la salida de resultados se observa un valor de xc = 478.07 mm. Es importante fijarse que elegir "Hormigón fisurado" equivale a indicarle al programa que vamos a utilizar los valores de la sección en la que se sitúa la fisura y obtendremos resultados más desfavorables (mayores anchos de fisura y menores separaciones).
- Análisis con la opción de Hormigón no fisurado: Sección B ➡ xc mayor ➡ hc,eff menor ➡ menor zona de tracción Ac,eff ➡ menor ancho de fisura y mayor separación.
En la salida de resultados se observa un valor de la fibra neutra, xc = 512.82 mm, un poco mayor que en el primer caso, como resultado de haber considerado un comportamiento lineal del material. Este valor se comprueba fácilmente en el apartado de "Tensiones en sección homogénea (Material lineal)":
10+9.5/h = 10/xc -> xc=0.5128 h = 512.8 mm
Es decir, considerando una tracción de 9.5 MPa en la fibra extrema inferior y una compresión de 10 MPa en la fibra extrema superior, resultantes de la combinación N-M introducida, resulta una fibra neutra que pasa por la posición xc indicada.
Este artículo fue originalmente publicado en el Help Center de Cubus-Software España, empresa responsable de la distribución, soporte técnico y formación de los programas Cubus en España, Portugal e Hispanoamérica, y que junto a ingenio.xyz ha desarrollado el único curso online de FAGUS-7 avalado por CUBUS AG (licencia de estudiante disponible).
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