131

Capítulo 7: ENSAYOS LOSAS MT60.

7.1.- Introducción.

El objeto de este informe es redactar los ensayos realizados a las losas MT60, presentando y analizando los resultados obtenidos. Los ensayos son realizados según las indicaciones del EC-4. Debido a los plazos de entrega se van a obtener los coeficientes m-k con dos grupos de un único ensayo cada uno, en vez de dos grupos con tres ensayos. Se ha realizado una comparativa de los resultados obtenidos con respecto al perfil Haircol 59 de Europerfil.

7.2.- Desarrollo de los ensayos.

Hasta el momento se ha realizado el ensayo a sietes losas del perfil MT60, la longitud característica de cada losa son por orden de ensayo:

Referencia Longitud Luz apoyos. Día de ensayo MT60-1 1.50 m 1.2 m 24-01 MT60-2 1.50 m 1.2 m 25-01 MT60-3 2.00 m 1.7 m 27-01 MT60-4 2.00 m 1.7 m 28-01 MT60-5 3.60 m 3.3 m 31-01 MT60-6 3.60 m 3.3 m 2-02 MT60-7 3.60 m 3.3 m 4-02

Tabla 7.1.Desarrollo de los ensayos.

Además se intento el 9 de febrero realizar el ensayo a la losa MT60-8 de longitud total 4,2 m, pero la losa rompió bajo su peso propio al intentar trasladarla al pórtico de carga mediante la metodología ideada para tal efecto.

Foto 7.1.. MT60-8

132

Como se puede observar no existe adherencia entre la chapa de acero y el hormigón, por lo que se produce la rotura de del hormigón al no tener nada de resistencia a tracción porque se ha eliminado con los inductores de fisura.

Foto 7.2. Interfaz entre acero y hormigón.

- MT60-1

Foto 7.3. Ensayo MT60-1

A la losa MT60-1 no se le pudo realizar el ensayo completo porque se produjo su rotura mientras se ensayaba cíclicamente entre la carga máxima 1617 Kg. y la mínima 539 Kg. por picos de cargas incontrolados que se produjeron en el pistón. Hasta ese momento se le había aplicado 2000 ciclos.

Carga-tiempo MT60-1-500-1

0

500

1000

1500

2000

2500

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

tiempo(s)

Car

ga (k

g)

Carga-tiempo MT60-1-500-1

Nota: Los ciclos se dieron de 500 en 500. Debido a la extensión de todas las gráficas y la similitud de estas se expone solo una parte a modo de ejemplo.

133

Carga-tiempo MT60-1-rotura

01000200030004000500060007000

0 5 10 15 20 25 30

tiempo(s)

Car

ga (k

g)

Carga-tiempo MT60-1-rotura

Los resultados de este ensayo no tienen validez para el análisis por lo que es necesario repetirlo. La rotura se produjo en el inductor de fisuras.

Foto 7.4. Rotura MT60-1

- MT60-2

Foto 7.5.. Ensayo MT60-2

El ensayo a la losa MT60-2 se le realizó por completo dándole los 5000 ciclos en más de tres horas (4,17 horas) entre una carga máxima de 1617 Kg. y una carga mínima de 539 Kg.

134

Carga-tiempo MT60-2-500-6

0100020003000

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

tiempo(s)

Car

ga (k

g)

Carga-tiempo MT60-2-500-6

Carga-tiempo MT60-2-500-6

0

500

1000

1500

2000

2500

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

tiempo(s)

Car

ga (k

g)

Carga-tiempo MT60-2-500-6

Nota: Los ciclos se dieron de 500 en 500 para evitar puntas de carga en el equipo hidráulico. Debido a la extensión de todas las gráficas y la similitud de esta se expone solo una parte a modo de ejemplo.

Para el ensayo de rotura se le aplico una velocidad de carga de 1,1 Kg. /s (4000 Kg. /h) y se realizo satisfactoriamente en más de una hora (1,19 h). Se obtuvieron datos de la carga aplicada, flecha en el centro y desplazamientos relativos entre hormigón y acero en ambos lados de la losa.

Carga rotura MT60-2

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 1000 2000 3000 4000 5000

tiempo(s)

Car

ga(k

g)

Carga rotura MT60-2

135

Flecha central MT60-2

-20

-15

-10

-5

0

5

0 1000 2000 3000 4000 5000

tiempo (s)

dist

anci

a (m

m)

Flecha central MT60-2

Los desp1 y desp2 son desplazamientos del mismo lado, mientras desp3 y desp4 son los desplazamientos del lado contrario.

desp1 MT60-2

-20

-15

-10

-5

0

5

0 1000 2000 3000 4000 5000

tiempo (s)

dist

anci

a (m

m)

desp1 MT60-2

desp2 MT60-2

-20

-15

-10

-5

0

5

0 1000 2000 3000 4000 5000

tiempo(s)

dist

anci

a(m

m)

desp2 MT60-2

136

desp3 MT60-2

-0.03

-0.025

-0.02

-0.015

-0.01

-0.005

0

0.005

0 1000 2000 3000 4000 5000

tiempo (s)

dist

anci

a (m

m)

desp3 MT60-2

Desp4 MT60-2

-0.002

-0.001

0

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0 1000 2000 3000 4000 5000

tiempo (s)

Dsi

tanc

ia (m

m)

Desp4 MT60-2

En este apartado solo se presentan los datos obtenidos y será en el apartado siguiente donde se analizan los resultados obtenidos y se obtienen conclusiones.

- MT60-3

Foto 7.6.. Ensayo MT60-3.

137

A la losa MT60-3 no se le pudo realizar el ensayo completo porque se produjo su rotura mientras se ensayaba cíclicamente entre la carga máxima de3110 Kg. y la mínima de 1036 Kg. porque no pudo soportar esta carga en los primeros 30 ciclos.

MT60-3-rotura

0

1000

2000

3000

4000

0 20 40 60 80 100 120

MT60-3-rotura

Foto 7.7. Rotura MT60-3

- MT60-4

Foto 7.8.. Ensayo MT60-4.

El ensayo a la losa MT60-4 se realizo por completo dándole los 5000 ciclos en más de tres horas (4,17 horas) entre una carga máxima de 1500 Kg. y una carga mínima de 500 Kg.

138

Carga-tiempo MT60-4-500-4

0

500

1000

1500

2000

2500

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

tiempo(s)

Car

ga (k

g)

Carga-tiempo MT60-4-500-4

Nota: Los ciclos se dieron de 500 en 500 para evitar puntas de carga en el equipo hidráulico. Debido a la extensión de todas las gráficas y la similitud de estas se expone solo una parte a modo de ejemplo.

Para el ensayo de rotura se le aplico una velocidad de carga de 0.8 Kg. /s (3000 Kg. /h) y se realizo satisfactoriamente en más de una hora (1,3 horas). Se obtuvo datos de carga aplicada, flecha en el centro y desplazamientos relativos en ambos lados de la losa.

Carga rotura MT60-4

01000200030004000500060007000

0 1000 2000 3000 4000 5000

tiempo(s)

Car

ga(k

g)

Carga rotura MT60-4

Los puntos inferiores que no tienen sentido son debido a interferencias eléctricas

que influyen en la visualización de la carga, pero no en la carga aplicada.

Flecha central MT60-4

-40-35-30-25-20-15-10

-50

0 1000 2000 3000 4000 5000

tiempo (s)

dist

anci

a (m

m)

Flecha central MT60-4

139

Los desp1 y desp2 son desplazamientos del mismo lado, mientras desp3 y desp4

son los desplazamientos del lado contrario.

desp1 MT60-4

-0,015

-0,01

-0,005

0

0,005

0,01

0 1000 2000 3000 4000 5000

tiempo (s)

dist

anci

a (m

m)

desp1 MT60-4

desp2 MT60-4

-0,015

-0,01

-0,005

0

0,005

0,01

0,015

0 1000 2000 3000 4000 5000

tiempo(s)

dist

anci

a(m

m)

desp2 MT60-4

desp3 MT60-4

-0,01

-0,008

-0,006

-0,004

-0,002

0

0,002

0,004

0 1000 2000 3000 4000 5000

tiempo (s)

dist

anci

a (m

m)

desp3 MT60-4

140

Desp4 MT60-4

-0,01

-0,008

-0,006

-0,004

-0,002

0

0,002

0 1000 2000 3000 4000 5000

tiempo (s)

dist

anci

a (m

m)

Desp4 MT60-4

- MT60-5

Foto 7.9. Ensayo MT60-5

A la losa MT60-5 no se pudo realizar el ensayo completo porque se produjo su

rotura mientras se ensayaba cíclicamente entre la carga máxima de 1312 Kg. y la mínima de 437 Kg. porque no pudo soportar esta carga en los primeros 6 ciclos.

carga-tiempo MT60-5-1

0

500

1000

1500

2000

0 5 10 15 20

tiempo (s)

Car

ga (k

g)

carga-tiempo MT60-5-1

141

Los resultados de este ensayo no tienen validez para el análisis por lo que es necesario repetirlo.

Foto 7.10. Rotura MT60-5

Se puede observar en las siguientes fotos el acabado de la interfaz losa-chapa

cuando se rompe y se despega la chapa. En ellas se puede observar que no existe suficiente adherencia.

Fotos 7.11. Interfaz losa-chapa.

- MT60-6

Foto 7.12. Ensayo MT60-6

142

A la losa MT60-6 no se pudo realizar el ensayo completo porque se produjo su rotura mientras se ensayaba cíclicamente entre la carga máxima de 656 Kg. y la mínima de 216 Kg. porque no pudo soportar esta carga cuando llevaba 1600 ciclos.

Carga-tiempo MT60-6-500-4

0200400600800

1000

0 50 100 150 200 250 300 350

tiempo (s)

carg

a (k

g)

Carga-tiempo MT60-6-500-4

En esta losa se analizó la evolución de la flecha en los 1500 ciclos y se observo que la flecha aumentaba un 24 % debido a que se iba perdiendo el comportamiento de estructura mixta.

Flecha MT60-6completo

-1

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

01502 2002 2502 3002 3502 4002 4502 5002

sucesión

flech

a (m

m)

Flecha MT60-6completo

Foto 7.13. Rotura MT60-6.

143

- MT60-7

Foto 7.14. Ensayo MT60-7

A la losa MT60-7 se le realizo por completo los 5000 ciclos en más de tres horas (

4,17 horas) entre una carga máxima de 400 Kg. y una carga mínima de 200 Kg.

Carga-tiempo MT60-7-500-4

0

200

400

600

800

1000

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

tiempo (s)

Car

ga (k

g)

Carga-tiempo MT60-7-500-4

Nota: Los ciclos se dieron de 500 en 500 para evitar puntas de carga en el equipo hidráulico. Debido a la extensión de todas las gráficas y la similitud de estas se expone una parte a modo de ejemplo.

Para el ensayo de rotura se le aplico una velocidad de carga de 0.42 Kg. /s (1500 Kg. /h), pero no se realizo satisfactoriamente en más de una hora. Se obtuvo datos de carga aplicada, flecha en el centro y desplazamientos relativos en ambos lados de la losa.

144

Carga rotura MT60-7

0500

10001500200025003000

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

tiempo(s)

Car

ga(k

g)

Carga rotura MT60-7

Flecha central MT60-7

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

tiempo (s)

dist

anci

a (m

m)

Flecha central MT60-7

Los desp1 y desp2 son desplazamientos del mismo lado, mientras desp3 y desp4 son los desplazamientos del lado contrario.

desp1 MT60-7

-0,01

-0,005

0

0,005

0,01

0,015

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

tiempo (s)

dist

anci

a (m

m)

desp1 MT60-7

145

desp2 MT60-7

-0,01

-0,005

0

0,005

0,01

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

tiempo(s)

dist

anci

a(m

m)

desp2 MT60-7

desp3 MT60-7

-0,004-0,003-0,002-0,001

00,0010,0020,0030,0040,005

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

tiempo (s)

dist

anci

a (m

m)

desp3 MT60-7

Desp4 MT60-7

-0,004-0,003-0,002-0,001

00,0010,0020,0030,004

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

tiempo (s)

Dis

tanc

ia (m

m)

Desp4 MT60-7

Como se puede observar no existe desplazamiento relativo entre la chapa y la losa antes de la rotura. Las oscilaciones entorno al cero son el ruido que tiene los transductores.

146

7.3.- Análisis de los resultados. En este apartado se extraerán los resultados de los ensayos según el anexo F del EC-4 para aquellas losas que se han ensayado según restricciones del EC-4 y a partir de estos calcular los coeficientes m-k.

- MT60-2:

Para el ensayo de rotura podemos representar la evolución de la carga-flecha, así como de la carga-desplazamiento relativo medio de cada lado:

Carga-flecha MT60-2

0100020003000400050006000

-20 -15 -10 -5 0 5

Flecha (mm)

Car

ga (K

g)

Carga-flechaMT60-2

Carga-desplazamiento relativo MT60-2 izq

0100020003000400050006000

-20 -15 -10 -5 0 5

desplazamiento (mm)

Car

ga (K

g)

Carga-desplazamientorelativo MT60-2

Carga-desplazamiento relativo MT60-2 drch

0100020003000400050006000

-0,015 -0,01 -0,005 0

distancia (mm)

Car

ga (k

g)

Carga-desplazamientorelativo MT60-2

De estas gráficas obtenemos los siguientes resultados:

Carga en rotura 5319 Kg. Carga δ= 0.5 mm en la izqda Ya en rotura Carga δ= 0.5 mm en la drcha. Ya en rotura

Carga f / L = 1/50 No alcanza los 24 mm

147

δ en rotura en la izqda -0.07 mm δ en rotura en la drcha -0.0032 mm

F en rotura -2.15 mm Tabla 7.2. Resultados MT60-2

La rotura que se produce es frágil sin desplazamiento relativo entre la losa y la

chapa. La rotura se produce por la deficiencia en la adherencia en la interfaz.

Foto 7.15. Rotura MT60-2

- MT60-4:

Para el ensayo de rotura podemos representar la evolución de la carga-flecha, así

como de la carga-desplazamiento relativo medio de cada lado:

Carga-flecha MT60-4

0

1000

2000

3000

4000

-10 -8 -6 -4 -2 0

Flecha (mm)

Car

ga (K

g)

Carga-flechaMT60-4

148

Carga-desplazamiento relativo MT60-4 izq

0

1000

2000

3000

4000

-20 -15 -10 -5 0 5

desplazamiento (mm)

Car

ga (K

g)

Carga-desplazamientorelativo MT60-4

Carga-desplazamiento relativo MT60-4 drch

0

1000

2000

3000

4000

-6 -4 -2 0 2

distancia (mm)

Car

ga (k

g)

Carga-desplazamientorelativo MT60-4

De estas gráficas obtenemos los siguientes resultados: Carga en rotura 3770 Kg.

Carga δ= 0.5 mm en la izqda Ya en rotura Carga δ= 0.5 mm en la drcha. Ya en rotura

Carga f / L = 1/50 No alcanza los 40 mm δ en rotura en la izqda -0.009 mm δ en rotura en la drcha -0.007 mm

F en rotura -2.10 mm Tabla 7.3. Resultados MT60-4

La rotura se produce en la zona de los inductores de fisura que sirven para quitar

la poca resistencia a tracción que tiene el hormigón y visualizar el comienzo de las fisuras.

Foto 7.16. Rotura Mt60-4

La rotura que se produce es frágil sin desplazamiento relativo entre la losa y la

chapa. La rotura se produce por la deficiencia en la adherencia en la interfaz.

149

Foto 7.17. Rotura frágil Mt60-4

- MT60-7:

Para el ensayo de rotura podemos representar la evolución de la carga-flecha.

Carga-flecha MT60-7

0

200

400

600

800

1000

1200

-2 -1,5 -1 -0,5 0 0,5

Flecha (mm)

Car

ga (K

g)

Carga-flecha MT60-7

Los gráficos de desplazamientos relativos carecen de interés porque no hay desplazamiento relativo. De estas gráficas obtenemos los siguientes resultados:

Carga en rotura 950 Kg. (2501 s)

Carga δ= 0.5 mm en la izqda Ya en rotura Carga δ= 0.5 mm en la drcha. Ya en rotura

Carga f / L = 1/50 No alcanza δ en rotura en la izqda 0.002 δ en rotura en la drcha 0.005

F en rotura 1 mm Tabla 7.4. Resultados MT60-7

La rotura se produjo antes de una hora para una carga inferior a la que se estimó

y rompió de forma frágil.

150

Foto 7.18. Rotura MT60-7

7.4.- Obtención de los coeficientes m-k. El comportamiento para el MT60 es frágil, entonces la resistencia última a rasante es:

tt WV ·8.0·5.0=

siendo Wt igual a la carga máxima del pistón más el peso propio más el de los útiles de

iutut PPQW ,+=

Losa PP (KN) Qu (KN) Wt (N) Vt (N) MT60-2 4,825 52,126 56951 22780,4 MT60-4 6,836 36,946 43782 17512,8 MT60-7 13,270 9,31 22580 9032

Para la obtención de la recta y de los coeficientes m-k se necesita una serie de

datos geométricos para la adimensionalización:

b : ancho de la sección de la losa considerada; dp: distancia entre la cara superior del hormigón y el c.d.g. de la chapa; Ap: área traccionada de la chapa (en nuestro caso todo el área de la chapa porque la fibra neutra por encima de esta); Ls: Luz de cortante (L/4);

Losa b (mm) dp (mm ) Ls (mm) Ap (mm2)

MT60-2 930 167,76 0,3 895 MT60-4 930 167,76 0,425 895 MT60-7 930 167,76 0,825 895

Entonces adimensionalizando obtenemos las siguientes coordenadas:

Losa x y (N/mm2) Y reducido MT60-2 0,003208 0,146012 0,131411

151

MT60-4 0,002264 0,112249 0,101025 MT60-7 0,001167 0,057891 0,052102

Según el EC-4 se adopta como valor de un grupo el menor reducido en un 10 %,

por tanto reducimos los valores del MT60-4 y MT60-7 que tomaremos como valores de cálculo de la recta:

Coeficientes m-k MT60

y = 44,561x + 0,0001

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,001 0,0015 0,002 0,0025

x

y (N

/mm

2) Coeficiente m-k MT60

Lineal (Coeficiente m-kMT60)

Por tanto los coeficientes provisionales son: m : 44,561 k : 0,0001 7.5.- Comparación del perfil ensayado con respecto al perfil Haircol 59 de Europerfil. Debido a que los coeficientes obtenidos para los perfiles MT60 son bajos y por tanto la resistencia a rasante es baja vamos a comparar nuestro perfil con el perfil Haircol 59 de Europerfil para ver las diferencias de las embuticiones. - Perfil MT60:

152

Foto 7.19. Perfil MT60.

- Perfil Haircol 59 de Europerfil:

153

Foto 7.20. Perfil del Haircol 59 de Europerfil

Como se puede observar en las fotografías existe una clara diferencia en la morfología de una y otra placa. A simple vista se ve que el perfil MT60 sólo tiene embuticiones internas, mientras que el perfil del Haircol 59 de Europerfil tiene tanto embuticiones internas como externas que producen una mayor rugosidad.

Foto 7.21. Comparativa de perfiles.

154

Además existen diferencias en la profundidad de las embuticiones internas, siendo mayor en el europerfil que en el perfil MT60. Estas diferencias han sido medidas en el laboratorio y se procede a presentar a continuación:

Pf

Referencia Profundidad (mm) MT60 1,65

Europerfil 3,26

Estas diferencias producen que exista una mayor adherencia en el europerfil que en el perfil MT60 y por tanto una mayor resistencia a rasante.