Comportamiento de conectores de cortante tipo canal en sistemas de entrepiso conformados por viguetas en celosía, lámina colaborante y concreto reforzado (2020)
El sistema de entrepiso conformado por viguetas en celosía, actuando en sección compuesta con la losa de concreto reforzado, se ha desarrollado e implementado con éxito en Estados Unidos desde 1928, gracias al Steel Joist Institute (SJI). Entidad encargada de suministrar las especificaciones y los manuales de diseño. Este sistema ha tenido una constante evolución dirigida a obtener estructuras cada vez más livianas, resistentes, pero sobre todo más seguras. Si bien el sistema ha evolucionado, actualmente de acuerdo con el Reglamento de Construcciones Sismo Resistente NSR- 10 el único tipo de conector de cortante que se puede usar integrado con lámina colaborante es el denominado conector de esparrago o espigo. En Colombia, en la actualidad, se utilizan diferentes tipos de conectores de cortante para conformar la sección compuesta, entre ellos, el conector tipo canal integrado con la lámina colaborante, que resulta ser el de mayor uso empleado sobre vigas en celosía o vigas en alma llena sin embargo este tipo de conector aún no está aprobado por el Reglamento de Construcción Sismo Resistente NSR- 10 para usar sobre lamina colaborante. En la actualidad, ya se han realizado diferentes estudios en Colombia para determinar la capacidad de los conectores de cortante tipo canal; actuando en sección compuesta; los estudios fueron realizados por el ingeniero Huertas (2013) en la Universidad Nacional de Colombia , quien estudió la posición media del conector de cortante sobre viguetas en alma llena. Posteriormente el Ingeniero Hoyos (2015) en la Universidad del Valle estudió las posiciones débil, media y fuerte del conector y por su parte el Ingeniero Marulanda (2017) en el Informe Ejecutivo N° 110.17 ACESCO estudió la posición media del conector de cortante también sobre viguetas en alma llena y por último El Ingeniero Rodríguez (2019) en la Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito investigó sobre el comportamiento de los conectores tipo canal sobre viguetas en celosía, lamina colaborante y concreto; actuando el conector en la posición débil dentro del valle de la lámina colaborante para lo cual se realizaron 25 probetas con variables en la longitud y altura del conector, altura de la lámina colaborante y espesor de la losa de concreto, dichas probetas se sometieron al ensayo de corte directo. La presente investigación es complemento al trabajo realizado por el Ingeniero Raúl Rodríguez (2019) y consistió en: • Una primera etapa en la reestimación de la ecuación que propuso Raúl Rodríguez (2019) para el cálculo de la capacidad a corte de los conectores tipo canal y la posterior validación de los resultados empleando modelos de regresión no lineal, • Una segunda etapa, consistente en la verificación de los factores que afectan la capacidad del conector y sus efectos, • Una tercera etapa, consistente en la reestimación de la capacidad del conector a través de la modelación por elementos finitos utilizando el software ANSYS R2019.3 y • La cuarta y última etapa en la cual se realizó un análisis comparativo de los resultados de las etapas uno y tres. En los resultados de la reestimación de la ecuación de diseño, se obtuvo que los parámetros estimados en la ecuación desarrollada en la presente investigación dan resultados muy cercanos a los obtenidos en la ecuación propuesta por (Rodríguez, 2019). Igualmente, se encontró que los factores que más afectan la capacidad del conector de cortante son la longitud del conector en los distintos niveles de la relación altura y ancho de la lámina colaborante y la longitud del conector a los distintos niveles del espesor de la losa; de tal manera que la mayor capacidad a corte del conector se obtiene cuando se dispone de la longitud del conector de 113 mm y a una altura de losa de 100 mm. Por último, los resultados obtenidos por medio de la modelación de elementos finitos al contemplar el comportamiento elástico de los materiales, dan alejados de los resultados experimentales, obteniendo porcentajes de diferencia en el rango de 2 al 30 % aproximadamente, pero al realizar otros modelos empleando la no linealidad del acero y teniendo en cuenta la consideración de fricción concreto-acero se pudo obtener una disminución en la diferencia entre los resultados experimentales y los resultados de los modelos con elementos finitos.