HABIFU: Estudio numérico y propuesta de diseño para pilares de hormigón armado sujetos a flexión biaxial frente al fuego
Investigadora principal:
CARMEN IBÁÑEZ USACH
Miembros del equipo:
- ANDRÉS LAPUEBLA FERRI
- HÉCTOR SAURA ARNAU
Organismo financiador:
Duración: 01/01/2022 – 31/12/2023
Referencia: CIGE/2021/002
b) y c) Detalle de esquina y superficie desconchada en una columna de HA
Resumen
El hormigón como material tiene una ventaja inherente: su buen comportamiento frente al fuego por su baja difusividad térmica. Esto hace que, junto con un diseño apropiado en situación accidental de incendio, las estructuras de hormigón armado puedan resistir un tiempo suficiente durante un incendio y sea posible su reparación asegurando su durabilidad con una capacidad resistente adecuada. Para ello es necesario contar con normativas de diseño que garanticen, principalmente, la seguridad de las personas.
Concretamente para pilares de hormigón armado (HA) las normativas se centran principalmente en métodos de diseño para secciones sujetas a cargas de compresión y flexión uniaxial. Sin embargo, los requerimientos funcionales de las estructuras generan solicitaciones de flexión biaxial sobre los soportes debido a las cargas que les transfieren las vigas o losas adyacentes (por ejemplo, en soportes de esquina). Además, cuando un pilar de HA queda expuesto de manera no uniforme a un calentamiento, la distribución seccional de temperaturas pierde la simetría, al igual que cuando sucede el fenómeno del spalling (desprendimiento de partes la capa externa del hormigón debido al aumento de presión en los poros por evaporación del agua). Ambas situaciones provocan la aparición de solicitaciones de flexión biaxial.
Debido a la complejidad que entraña el estudio de la flexión con respecto a los dos ejes junto con la determinación del calentamiento de la sección, el número de estudios disponibles en la bibliografía sobre pilares de HA bajo este tipo de solicitaciones es muy reducido. De hecho, un estudio previo de la bibliografía sobre los métodos de análisis y diseño actuales pone de manifiesto la falta de métodos de cálculo para proyectistas, incluso en la normativa.
Por ello, el objetivo del presente proyecto es realizar un estudio numérico y una posterior propuesta de diseño para determinar la resistencia al fuego de pilares de hormigón armado sujetos a flexión biaxial. En primer lugar, se desarrollará un modelo numérico que permita conocer y analizar el problema y generar un extenso banco de datos numéricos a partir de simulaciones. El análisis de estos resultados proporcionará tendencias y conclusiones y, en base a ellas, se propondrán recomendaciones de diseño.