Determinación de la resistencia a la flexión de una viga en concreto usando modelado y similitud mediante el teorema Pi de Buckingham

Abstract

La necesidad de optimizar los ensayos para elementos estructurales debido al costo elevado de los materiales y el espacio necesario para la utilización de las maquinas, genera la implementación de una de metodología de dimensionamiento, la cual permite determinar parámetros adimensionales que ayudan a diseñar elementos que tengan un comportamiento elástico y semejante. Para ello es importante realizar un adecuado análisis dimensional donde se parte de las variables fundamentales, que en el caso de procedimientos estructurales son tomadas como variables gravitacionales para la determinación de los parámetros π descritos en el teorema de Buckingham; estos parámetros sirven de base para hallar los factores de escala, los cuales llevan a la adecuada reducción geométrica y dinámica de la viga en concreto no reforzado. Estas especificaciones están descritas de forma teórica y práctica en los capítulos uno y dos respectivamente. Finalmente, se realiza un análisis del comportamiento que tiene la viga a escala real en concreto no reforzado y simplemente apoyada, con la viga reducida la cual es estudiada mediante un software computacional, donde ambos modelos son sometidos a cargas de flexión The need to optimize the tests for structural elements due to the high cost of the materials, and the necessary space for the use of the machines, generates the implementation of a dimensioning methodology, which allows to determine dimensionless parameters that help to design elements that have elastic and similar behavior. In order to do this, it is important to perform an adequate dimensional analysis where one starts from the fundamental variables, which for the case of structural procedures are taken as gravitational variables for the determination of the Pi parameters described in Buckingham's theorem; these parameters serve as a base for finding scaling factors, which lead to the adequate geometric and dynamic reduction of the beam in plain concrete. These specifications are described theoretically and practically in chapters one and two respectively. Finally, we did an analysis of the behavior of the real scale beam in plain concrete, and simply supported, with the reduced beam, which is studied by a computational software, where both models are subjected to loads of flexion.