Evaluación de la influencia de tuberías embebidas en porcentajes de 0.4% a 4% en la rigidez axial de testigos de concreto de sección cuadrada y circular sometidos a esfuerzos de compresión

Abstract

En la presente tesis de investigación se desarrolla la explicación teórica y aplicación de la evaluación de la influencia en la rigidez axial de testigos circulares y cuadradas con tuberías embebidas, se determinó esta influencia mediante la realización de un trabajo de laboratorio y su posterior verificación de la respuesta sísmica de una edificación con elementos verticales con estas características. Los ensayos a compresión se realizaron en función a lo reglamentado en la norma técnica NTP 339.034 en el que se utilizaron probetas de ensayo tipo cilíndrico y cuadrados, evaluando su resistencia a la compresión a los 7 y 28 días, posteriormente se procedió a determinar la rigidez axial tanto de especímenes circulares y cuadrados. Los modelos estructurales evaluados se basaron en función a los criterios y requerimientos establecidos en la normativa peruana vigente de diseño sismorresistente, concreto armado y cargas (NTP E. 020, E. 030 y E. 060), el análisis estructural para las cargas de gravedad y de sismo se desarrolló en el programa ETABS en su V.17 educativa. Realizado el cálculo de rigidez axial, se logró determinar la influencia de rigidez axial al colocar tuberías embebidas en la sección transversal en porcentajes de 0.4% a 4%, las variaciones son como máximo de 18.10% y 14.58% para secciones circulares y cuadradas respectivamente. Se logro determinar que la influencia es reducida conforme se reduce el porcentaje de sección con tuberías embebidas, es reducido en mayor grado cuando las tuberías embebidas son ubicadas de manera concéntrica y se realiza un tratamiento superficial. Al realizar un tratamiento superficial a las tuberías de PVC mediante alambre Nº16 se logra una mejora en la rigidez de 4.6%, la mejora es menor cuando son muestras cuadradas, al realizar el modelamiento una estructura y calcular la respuesta sísmica se determina que la variación es menor al 5% y no mayor, logrando una variación máxima de 3.8% en derivas y un 1.20% de variación en la fuerza cortante resistente en cada entrepiso. Estos resultados son comparados con unos elementos que no tengan la variación en la sección producto de la ubicación de tuberías embebidas en elementos verticales sismos resistentes de una edificación.

In this research thesis, the theoretical explanation and application of the evaluation of the influence on the axial stiffness of circular and square cores with embedded pipes is developed. This influence was determined by carrying out laboratory work and its subsequent verification of the seismic response of a building with vertical elements with these characteristics. The compression tests were carried out according to the regulations in the technical standard NTP 339.034 in which cylindrical and square type test specimens were used, evaluating their resistance to compression at 7 and 28 days, later the rigidity was determined. axial of both circular and square specimens. The structural models evaluated were based on the criteria and requirements established in the current Peruvian regulations on earthquake resistant design, reinforced concrete and loads (NTP E. 020, E. 030 and E. 060), the structural analysis for gravity loads and earthquake was developed in the ETABS program in its educational V.17. Once the axial stiffness calculation was carried out, it was possible to determine the influence of axial stiffness by placing embedded pipes in the cross section in percentages of 0.4% to 4%, the variations are a maximum of 18.10% and 14.58% for circular and square sections, respectively. It was possible to determine that the influence is reduced as the percentage of section with embedded pipes is reduced, it is reduced to a greater degree when the embedded pipes are located concentrically and a surface treatment is performed. When performing a surface treatment on PVC pipes using wire No. 16, an improvement in stiffness of 4.6% is achieved, the improvement is less when they are square samples, when modeling a structure and calculating the seismic response, it is determined that the variation is less than 5% and not more, achieving a maximum variation of 3.8% in drifts and a 1.20% variation in the resistant shear force in each mezzanine. These results are compared with some elements that do not have the variation in the section product of the location of pipes embedded in vertical earthquake-resistant elements of a building.