Estudio experimental sobre el efecto de la disposición de pernos en el desempeño a flexión de vigas compuestas acero-madera

WU Zhenzhen ,  

TANG Shenghua ,  

WANG Jiejun ,  

LIU Ruiyue ,  

摘要

Para promover el uso de sujetadores con pernos de diámetro inferior a 10 mm en estructuras compuestas de acero y madera, se estudió el efecto del número de filas transversales de pernos, su diámetro y su espaciamiento longitudinal en el desempeño a flexión de vigas compuestas de acero-madera. Se diseñó una viga compuesta con la parte inferior como una viga en I, la parte superior como una tabla de madera, y las dos partes unidas mediante pernos en la parte superior e inferior. Se realizaron ensayos de carga a flexión de tres puntos en 8 vigas de prueba, observando el modo de falla, la variación de la deflexión en el centro del vano, la deformación en la sección media y el efecto de deslizamiento en la interfaz acero-madera en los extremos de la viga. Se analizó el impacto de diferentes parámetros de los pernos en el desempeño mecánico ante flexión de las vigas compuestas acero-madera. Los resultados muestran que el modo principal de falla es: cuando la deflexión en el centro de la viga alcanza 1/27 de la luz del vano, ocurre una falla por deformación; las vigas compuestas presentan una alta capacidad de carga a flexión y un coeficiente de ductilidad por desplazamiento considerable; el deslizamiento relativo máximo en la interfaz acero-madera fue de 2 a 6 mm; entre los parámetros de disposición de los pernos, el espaciamiento longitudinal tiene el mayor efecto sobre la diferencia de deformación en la interfaz en el centro del vano, mientras que el diámetro del perno tiene menor influencia; se propuso el concepto de razón del área de los pernos, que es la relación entre el área total de los pernos y el área de la tabla de madera bajo compresión. Con el aumento de la razón del área de pernos, el coeficiente de ductilidad por desplazamiento disminuye, pero la capacidad de carga a flexión de las probetas aumenta notablemente y el deslizamiento máximo en la interfaz disminuye progresivamente. Con un rango razonable de la razón del área de pernos se puede calcular rápidamente la cantidad necesaria de pernos, proporcionando referencia de diseño para la aplicación práctica de este tipo de vigas compuestas acero-madera.

关键词

vigas compuestas acero-madera; unión atornillada; deslizamiento en la interfaz; capacidad de carga a flexión; razón del área de pernos

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