Durante las últimas décadas se ha incrementado el uso de secciones compuestas de acero y concreto a nivel mundial, con las cuales se ha buscado lograr un comportamiento conjunto óptimo de los materiales, ante solicitaciones externas actuantes sobre las estructuras.
El principio de funcionamiento de estos elementos mixtos radica en el aprovechamiento de las propiedades mecánicas de los materiales, garantizando la transferencia de esfuerzos en su interfaz, por medio de elementos de unión denominados conectores de cortante.
La tecnología de materiales ha involucrado a los perfiles de acero doblados en frío (CFS), también conocidos como perfiles de lámina delgada, en esta configuración de elementos híbridos, convirtiéndose en una alternativa estructural competitiva en el ámbito de la construcción.
Entre sus ventajas se destacan la posibilidad de ser empleados en mayores luces, velocidad para su producción en masa, facilidad de embalaje, transporte y montaje, alta relación de resistencia y peso, y son considerados como una alternativa de sostenibilidad en la construcción, al requerir menor cantidad de acero y concreto con respecto a los sistemas de entrepiso tradicionales, compuestos por perfiles de lámina gruesa.
De acuerdo con la normatividad vigente, los elementos avalados para usarse como conectores de cortante son los espigos, canales y tornillos, en los cuales emplean fijación con soldadura en perfilería formada en caliente (HRS), sin que exista alguna alternativa propuesta para secciones CFS.
La soldadura en los perfiles metálicos de lámina delgada al ser un proceso térmico ha generado incertidumbre en lo concerniente a su efectividad, dado que se induce una concentración de esfuerzos residuales localizados. Además, el electrodo puede llegar a perforar la pared del perfil, y con ello afectar la capacidad estructural de la sección compuesta. Por tal motivo, se ha planteado alternativamente el sistema de fijación con tornillos autoperforantes, el cual no ha sido avalado técnicamente, debido a falta de normalización de ensayos experimentales.
En esta investigación se busca analizar el efecto de los conectores de cortante tipo CSC (Confining Shear Connector) en el comportamiento y la capacidad máxima de vigas en sección compuesta de acero y concreto, por medio de los resultados experimentales de especímenes a escala real, sometidos a flexión. De este modo, se validará la aplicabilidad mecánica del dispositivo propuesto, como una alternativa diferenciadora de sistema de conexión en las secciones compuestas, orientada hacia unas configuraciones estructurales particulares de entrepiso, las cuales han sido comúnmente empleadas dentro del medio de la construcción, considerando parámetros normativos y mecanismos de transferencia entre materiales asociados a otros sistemas compuestos.
Con el análisis y caracterización del comportamiento de las secciones compuestas, con perfiles CFS vinculadas a los elementos de concreto por medio de los conectores de cortante CSC, se pretende establecer y promover un dispositivo de conexión eficiente que impulse un sistema de entrepiso económico, liviano y potencialmente industrializable, convirtiéndose en una alternativa de construcción de edificaciones seguras, resilientes y sostenibles. |