Comparación de diseños de vigas de alma abierta con conectores de corte de perfil angular y de varilla corrugada para determinar su grado de eficiencia
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Date
2025
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica. Maestría en Ingeniería Civil con Mención en Estructuras Metálicas.
Abstract
The purpose of this article is to compare the strength and deflections at the yield limit and maximum capacity provided by the composite system of an open-web beam with a solid slab and shear connectors using corrugated rebar and angles. The specimens were fabricated using materials from Ambato y Quito, Ecuador, including ASTM A36 steel, ASTM A615 steel, and concrete with a compressive strength of f'c = 210 kg/cm². These comparisons were based on the results obtained from a four-point bending test conducted on two six-meter-long specimens with corrugated rebar connectors and two with angle connectors. This research analyzed the efficiency of the specimens in dissipating energy in the elastic and plastic regions, their ductility, stiffness, structural behavior regarding deformations, and failure modes during the interactive load versus deflection process. The average capacity for each type of connector was determined, and comparative calculations were performed, revealing a 16% variation in the yield limit and a 6% variation in the plastic limit, concluding that the two systems differ in structural strength. The results also validate the accuracy of the calculation methodologies for the beam’s nominal moment resistance and the precision of the formulations adapted for shear connectors using rebar and angles, given that AISC and SJI do not provide a specific method for this type of connection.
Description
El propósito de este artículo es comparar las resistencias y deflexiones del límite de fluencia y capacidad máxima que proporcionan el sistema compuesto de viga de alma abierta con losa maciza y conectores de corte en varilla corrugada y ángulos. Las probetas fueron fabricadas con materiales de Ambato y Quito, Ecuador, incluyendo acero ASTM A36, acero ASTM A615 y hormigón con una resistencia a compresión de f'c = 210 kg/cm2. Estas comparaciones se realizaron a partir de los resultados obtenidos en un ensayo de flexión de cuatro puntos realizado a dos probetas de seis metros de longitud con conectores de varilla corrugada y dos con conectores de ángulo. En esta investigación se estudió el grado de eficiencia de las probetas para disipar energía en las regiones elástica y plástica, su grado de ductilidad, rigidez, comportamientos estructurales en cuanto a deformaciones y modos de falla durante el proceso interactuado de carga versus deflexión. Se determinó la capacidad promedio para cada tipo de conector y se aplicaron cálculos comparativos, obteniendo una variación del 16% en el límite elástico y un 6% en el límite plástico, lo que concluye que los dos sistemas son diferentes en resistencia estructural. Los resultados también validan la precisión de las metodologías de cálculo para el momento nominal resistente de la viga y la exactitud de las formulaciones adaptadas a los conectores de corte en varilla y ángulo, dado que el AISC y el SJI no cuentan con un método específico para este tipo de conexión.
Keywords
VIGA DE ALMA ABIERTA, CONECTORES DE CORTE, VARILLA CORRUGADA, ÁNGULOS ESTRUCTURALES, SECCIONES COMPUESTAS, RESISTENCIA A FLEXIÓN