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Pruebas de cortante en vigas postensadas
Eva Lantsoght , Gabriela Zarate, Fengqiao Zhang, Min-kook Park, Yuguang Yang
2Pruebas de cortante en vigas postensadas
Agenda
• Introduccion
• Experimentos
• Resultados
• Recommendaciones
• Resumen
Falla de HPZ03, lado norte
3Pruebas de cortante en vigas postensadas
Introduccion: Puentas con vigas postensadas (1)
• Puentes con vigas postensadas en Holanda (+- 70)
• Vigas postensadas
• Losa entre alas de vigas, postensado
• Vigas transversales
• Investigacion previa: capacidad de losa
• Accion de membrano en compression
• Resistencia a fatiga
• Incremento de capacidad determinado en experimentos
• Resultado: Vigas UC > 1 para cortante-tension
4Pruebas de cortante en vigas postensadas
Introduccion: Puentas con vigas postensadas (2)
Puente losa-entre-vigas durante construccion, 1965
5Pruebas de cortante en vigas postensadas
Introduction: Puentas con vigas postensadas (3)
Amir, S., Van der Veen , C., Walraven, J. C., & de Boer, A. (2016). Experiments on Punching Shear Behavior of Prestressed
Concrete Bridge Decks. Aci Structural Journal, 113(3), 627-636.
6Pruebas de cortante en vigas postensadas
Introduccion: Vigas Helperzoom (1)
• Obtenido de puente demolido
• Perfil de tendones
• Geometria: parte de anclaje
• Mitad de longitud para transporte y
operación en laboratorio
• 1.11 m altura
• 10.51 m – 12.88 m longitud
• Carga concentrada
• a = 2.903 m & a = 4.4 m
• 4 experimentos / 4 vigas
7Pruebas de cortante en vigas postensadas
Introduccion: Vigas Helperzoom(2)
8Pruebas de cortante en vigas postensadas
Introduccion: Vigas Helperzoom(3)
Seccion A-Aʹ Seccion B-Bʹ (C.L)
9Pruebas de cortante en vigas postensadas
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• Objetivos de investigacion:
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10Pruebas de cortante en vigas postensadas
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11Pruebas de cortante en vigas postensadas
Experimentos: Configuracion(2)
12Pruebas de cortante en vigas postensadas
Experimentos: Configuracion(3)
13Pruebas de cortante en vigas postensadas
Experimentos: Instrumentacion (1)
• LVDTs
• Lasers
• Emisiones acusticas
• Aggregados inteligentes
• Correlacion digital de imagenes
14Pruebas de cortante en vigas postensadas
Experimentos: Instrumentacion(2)
Sensor plan for HPZ03
15Pruebas de cortante en vigas postensadas
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• Hormigon: nucleos => C55/67
• Acero de postension => curva
• Acero de refuerzo: QR40, 454 MPa
• Acero de refuerzo = barras lisas
y = 4086,8x + 1605,6
0
400
800
1200
1600
2000
2400
0 0,02 0,04 0,06 0,08
Stress(MPa)
Strain (-)
16Pruebas de cortante en vigas postensadas
Resultados: nivel de pretensado
• 3 methodos:
• Momento de agrietamiento
• Analisis seccional competo (R2K
& modelo en capas)
• Pruebas
• Cortar tendon
• Nucleos
test strain
(με)
stress
(MPa) %
1 3107 575 66
2 5606 1037 119
3 561 1039 120
4 5684 1052 121
Average 107
Cortar HPZ03
17Pruebas de cortante en vigas postensadas
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Loading protocol of HPZ03
18Pruebas de cortante en vigas postensadas
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HPZ01 HPZ02 HPZ03 HPZ04
Date 27/06/2019 12/09/2019 14/11/2019 16-17/12/2019
lgirder 10.51 m 11.1 m 12.28m 12.88 m
lspan 9.6 m 9.6 m 9.6 m 9.6 m
a 2903 mm 2903 mm 4400 mm 4400 mm
a/d 3.6 3.6 4.9 4.9
Fcrack 965 kN 1001 kN 1050 kN 1100 kN
Fshearcrack 1344 kN 1299 kN 1250 kN 1450 kN
FShear-tension crack 1480 kN 1350 kN 1600 kN 1750 kN
Fmax 1892.7 kN 1849 kN 1990 kN 2380 kN
δfail 51.5 mm 39.66 mm 60.91 mm 68.6 mm
Failure mode SC/FS SC/FS SC/CC SC/CC
19Pruebas de cortante en vigas postensadas
HPZ04
20Pruebas de cortante en vigas postensadas
Resultados: HPZ02 DIC
21Pruebas de cortante en vigas postensadas
Distribucion de deformaciones: lente de 20 mm Distribucion de deformaciones: lente de 90 mm
Apertura de grietas (w) direccion x Corredizo de grietas (∆) direccion y
HPZ02 DIC
22Pruebas de cortante en vigas postensadas
Resultados:
emisiones acusticas
1st bending crack
Shear cracks
23Pruebas de cortante en vigas postensadas
Resultados: Carga de agrietamiento inclinado
24Pruebas de cortante en vigas postensadas
Resultados: Nivel de pretension
25Pruebas de cortante en vigas postensadas
Resultados: Nivel de pretension
26Pruebas de cortante en vigas postensadas
Resultados: Posicion de carga
• Modo de falla:
• For a = 2903 mm: fisura de
cortante, falla a cortante-
compression
• For a = 4400 mm: fisura de
cortante, falla por compression de
zona de compression de ala o de
campo de compression en alma 0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Laod(kN) Deflection at loading point (mm)
HPZ01
HPZ02
HPZ03
HPZ04
27Pruebas de cortante en vigas postensadas
Resultados: angulo de campo de compresion
HPZ03
28Pruebas de cortante en vigas postensadas
Recommendacions: instrumentacion
• Emisiones acusticas para observar
micro-agrietamiento
• DIC: trabazon de aggregados
• LVDT y DIC: rotacion de angulo de
campo de compresion
• Lasers: rango largo necesario
Rotating angle for HPZ03
29Pruebas de cortante en vigas postensadas
Recommendaciones: aplicacion a pruebas de
carga
• Investigacion sobre pruebas de carga
• Prueba a collapso de Vecht Bridge en
2016
=> Trabajo futuro
Collapse test of Vecht Bridge, 2016
30Pruebas de cortante en vigas postensadas
Recommendaciones: Puentes de vigas
postensadas
• Investigacion actual
• Distribucion de flexion transversal y
comportamiento de sistema
• Mejor opcion: NLFEA (RTD
1016:2017)
• Analisis seccional: draft new
Eurocode y Response-2000
Response 2000 vs experiments
Migalski, J. (2020). Analytical, Numerical and Experimental
Analysis of Helperzoom Post-TensionedTGirders. Delft
University of Technology,
31Pruebas de cortante en vigas postensadas
Investigacion
• Publicacion de articulos de investigacion
• Analisis de puentes existentes
• Tecnicas de monitoreo
• Pruebas de carga
• Monitoreo (SHM)
32Pruebas de cortante en vigas postensadas
Resumen
• 4 experimentos de cortante en viga
postensadas
• Falla – aplastamiento de hormigon
• Incremiento de carga pasando carga de
agrietamiento inclinado
• Capacidad de estribos
• AE, SA, DIC + instrumentacion tradicional
• Siguiente paso: analisis de puentes existentes
+ reccomendaciones para pruebas en campo
33Pruebas de cortante en vigas postensadas
Contact:
Eva Lantsoght
E.O.L.Lantsoght@tudelft.nl
elantsoght@usfq.edu.ec

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Pruebas de cortante en vigas postensadas

  • 1. Challenge the future Delft University of Technology Pruebas de cortante en vigas postensadas Eva Lantsoght , Gabriela Zarate, Fengqiao Zhang, Min-kook Park, Yuguang Yang
  • 2. 2Pruebas de cortante en vigas postensadas Agenda • Introduccion • Experimentos • Resultados • Recommendaciones • Resumen Falla de HPZ03, lado norte
  • 3. 3Pruebas de cortante en vigas postensadas Introduccion: Puentas con vigas postensadas (1) • Puentes con vigas postensadas en Holanda (+- 70) • Vigas postensadas • Losa entre alas de vigas, postensado • Vigas transversales • Investigacion previa: capacidad de losa • Accion de membrano en compression • Resistencia a fatiga • Incremento de capacidad determinado en experimentos • Resultado: Vigas UC > 1 para cortante-tension
  • 4. 4Pruebas de cortante en vigas postensadas Introduccion: Puentas con vigas postensadas (2) Puente losa-entre-vigas durante construccion, 1965
  • 5. 5Pruebas de cortante en vigas postensadas Introduction: Puentas con vigas postensadas (3) Amir, S., Van der Veen , C., Walraven, J. C., & de Boer, A. (2016). Experiments on Punching Shear Behavior of Prestressed Concrete Bridge Decks. Aci Structural Journal, 113(3), 627-636.
  • 6. 6Pruebas de cortante en vigas postensadas Introduccion: Vigas Helperzoom (1) • Obtenido de puente demolido • Perfil de tendones • Geometria: parte de anclaje • Mitad de longitud para transporte y operación en laboratorio • 1.11 m altura • 10.51 m – 12.88 m longitud • Carga concentrada • a = 2.903 m & a = 4.4 m • 4 experimentos / 4 vigas
  • 7. 7Pruebas de cortante en vigas postensadas Introduccion: Vigas Helperzoom(2)
  • 8. 8Pruebas de cortante en vigas postensadas Introduccion: Vigas Helperzoom(3) Seccion A-Aʹ Seccion B-Bʹ (C.L)
  • 9. 9Pruebas de cortante en vigas postensadas Introduccion: Objetivos • Objetivos de investigacion: • Capacidad cortente-tension (UCs insuficiente) • Validacion NLFEA • Modo de falla • Effecto de forma de estribos?
  • 10. 10Pruebas de cortante en vigas postensadas Experimentos: Configuracion (1)
  • 11. 11Pruebas de cortante en vigas postensadas Experimentos: Configuracion(2)
  • 12. 12Pruebas de cortante en vigas postensadas Experimentos: Configuracion(3)
  • 13. 13Pruebas de cortante en vigas postensadas Experimentos: Instrumentacion (1) • LVDTs • Lasers • Emisiones acusticas • Aggregados inteligentes • Correlacion digital de imagenes
  • 14. 14Pruebas de cortante en vigas postensadas Experimentos: Instrumentacion(2) Sensor plan for HPZ03
  • 15. 15Pruebas de cortante en vigas postensadas Resultados: Propriedades de materiales • Hormigon: nucleos => C55/67 • Acero de postension => curva • Acero de refuerzo: QR40, 454 MPa • Acero de refuerzo = barras lisas y = 4086,8x + 1605,6 0 400 800 1200 1600 2000 2400 0 0,02 0,04 0,06 0,08 Stress(MPa) Strain (-)
  • 16. 16Pruebas de cortante en vigas postensadas Resultados: nivel de pretensado • 3 methodos: • Momento de agrietamiento • Analisis seccional competo (R2K & modelo en capas) • Pruebas • Cortar tendon • Nucleos test strain (με) stress (MPa) % 1 3107 575 66 2 5606 1037 119 3 561 1039 120 4 5684 1052 121 Average 107 Cortar HPZ03
  • 17. 17Pruebas de cortante en vigas postensadas Resultados: Protocol de carga Loading protocol of HPZ03
  • 18. 18Pruebas de cortante en vigas postensadas Resultados: Resumen de pruebas HPZ01 HPZ02 HPZ03 HPZ04 Date 27/06/2019 12/09/2019 14/11/2019 16-17/12/2019 lgirder 10.51 m 11.1 m 12.28m 12.88 m lspan 9.6 m 9.6 m 9.6 m 9.6 m a 2903 mm 2903 mm 4400 mm 4400 mm a/d 3.6 3.6 4.9 4.9 Fcrack 965 kN 1001 kN 1050 kN 1100 kN Fshearcrack 1344 kN 1299 kN 1250 kN 1450 kN FShear-tension crack 1480 kN 1350 kN 1600 kN 1750 kN Fmax 1892.7 kN 1849 kN 1990 kN 2380 kN δfail 51.5 mm 39.66 mm 60.91 mm 68.6 mm Failure mode SC/FS SC/FS SC/CC SC/CC
  • 19. 19Pruebas de cortante en vigas postensadas HPZ04
  • 20. 20Pruebas de cortante en vigas postensadas Resultados: HPZ02 DIC
  • 21. 21Pruebas de cortante en vigas postensadas Distribucion de deformaciones: lente de 20 mm Distribucion de deformaciones: lente de 90 mm Apertura de grietas (w) direccion x Corredizo de grietas (∆) direccion y HPZ02 DIC
  • 22. 22Pruebas de cortante en vigas postensadas Resultados: emisiones acusticas 1st bending crack Shear cracks
  • 23. 23Pruebas de cortante en vigas postensadas Resultados: Carga de agrietamiento inclinado
  • 24. 24Pruebas de cortante en vigas postensadas Resultados: Nivel de pretension
  • 25. 25Pruebas de cortante en vigas postensadas Resultados: Nivel de pretension
  • 26. 26Pruebas de cortante en vigas postensadas Resultados: Posicion de carga • Modo de falla: • For a = 2903 mm: fisura de cortante, falla a cortante- compression • For a = 4400 mm: fisura de cortante, falla por compression de zona de compression de ala o de campo de compression en alma 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Laod(kN) Deflection at loading point (mm) HPZ01 HPZ02 HPZ03 HPZ04
  • 27. 27Pruebas de cortante en vigas postensadas Resultados: angulo de campo de compresion HPZ03
  • 28. 28Pruebas de cortante en vigas postensadas Recommendacions: instrumentacion • Emisiones acusticas para observar micro-agrietamiento • DIC: trabazon de aggregados • LVDT y DIC: rotacion de angulo de campo de compresion • Lasers: rango largo necesario Rotating angle for HPZ03
  • 29. 29Pruebas de cortante en vigas postensadas Recommendaciones: aplicacion a pruebas de carga • Investigacion sobre pruebas de carga • Prueba a collapso de Vecht Bridge en 2016 => Trabajo futuro Collapse test of Vecht Bridge, 2016
  • 30. 30Pruebas de cortante en vigas postensadas Recommendaciones: Puentes de vigas postensadas • Investigacion actual • Distribucion de flexion transversal y comportamiento de sistema • Mejor opcion: NLFEA (RTD 1016:2017) • Analisis seccional: draft new Eurocode y Response-2000 Response 2000 vs experiments Migalski, J. (2020). Analytical, Numerical and Experimental Analysis of Helperzoom Post-TensionedTGirders. Delft University of Technology,
  • 31. 31Pruebas de cortante en vigas postensadas Investigacion • Publicacion de articulos de investigacion • Analisis de puentes existentes • Tecnicas de monitoreo • Pruebas de carga • Monitoreo (SHM)
  • 32. 32Pruebas de cortante en vigas postensadas Resumen • 4 experimentos de cortante en viga postensadas • Falla – aplastamiento de hormigon • Incremiento de carga pasando carga de agrietamiento inclinado • Capacidad de estribos • AE, SA, DIC + instrumentacion tradicional • Siguiente paso: analisis de puentes existentes + reccomendaciones para pruebas en campo
  • 33. 33Pruebas de cortante en vigas postensadas Contact: Eva Lantsoght E.O.L.Lantsoght@tudelft.nl elantsoght@usfq.edu.ec