Desarrollo de un programa para el diseño en concreto armado en zonas bidimensionales perturbadas

Abstract

El modelo puntal-tensor según el ACI 318-19 se aplicará al diseño estructural de miembros de concreto, o regiones de miembros, donde exista discontinuidades sea de carga o geometría, las cuales causan una distribución no lineal de deformaciones, también menciona el ACI 318-19 en su comentario resaltando el principio de Saint Venant, el cual señala que los esfuerzos debidos a cargas axiales y flexión se acercan a una distribución lineal a una distancia aproximadamente igual a la altura del elemento, “h”, lejos de la discontinuidad. Por esta razón se supone que las discontinuidades se extienden a una distancia “h” medida desde la sección donde se produce la carga o el cambio de geometría. En estas regiones de discontinuidad o regiones D la suposición que las secciones planas permanecen planas no son aplicables en estas regiones. Según la norma peruana en el RNE en el E.060 para la aplicación de los artículos del capítulo 10, “Flexión y Carga Axial”, es necesario que se cumpla el articulo 10.2. “Hipótesis de Diseño”, el cual exige que las secciones se mantengan planas según la teoría de la flexión, he ahí la pregunta cómo obtener los refuerzos en estas regiones perturbadas y la respuesta es obvia aplicar el modelo puntal-tensor, realizarlo en forma manual o quizá haciendo uso de hojas calculo en Excel resulta ser tedioso y limitado el diseño, ya que el modelo puntal-tensor es laborioso y requiere una adecuada verificación gráfica. En la presente investigación se desarrolló un programa para el diseño en concreto armado en las regiones D lo cual ayudara agilizar y optimizar el cálculo de refuerzos, la base o el procedimiento matemático es lo expuesto en el capítulo (23) del ACI 318-19, “Modelo Puntal-Tensor”, el lenguaje de programación manejado para la construcción de las estructuras lógicas y la interfaz fue Matlab, se predispuso por este software ya que los códigos y funciones del Matlab son adecuadas para el manejo de matrices. El programa en su primera versión realiza los (04) pasos principales del modelo puntal-tensor expuesto en el ACI 318-19 comentario R.23.2.1, los cuales son: (1) Define y aísla cada región D, (2) Calcule las fuerzas resultantes en el contorno de la región D, (3) Seleccione el modelo y calcule las fuerzas en los puntales y tensores para transferir las fuerzas resultantes a través de la regio D. (4) Diseñe los puntales, los tensores y zonas nodales