lunes, 12 de enero de 2009

Numerical modeling of pull out test for composite slabs using steel deck

Melchor López Ávila
Puerto Padre, Cuba
melchor@uclv.edu.cu, melchor_bia@yahoo.com

Rafael Larrúa Quevedo
Carlos A. Recarey Morfa


ABSTRACT

Numerical modeling is used to reproduce pull out tests that are carry out at composite slabs in small scale to determine shear longitudinal forces between metallic sheet and concrete slab. Is been considered an elastic- plastic model for the steel and a plastic damage model for the concrete. Is used ABAQUS/Implicit 6.6 Commercial Code to simulate numerically using FEA the pull out test. Is conceptually defined the modeling and the numerical model calibration taking as basis experimental studies. Are established the parametric study basis and an analytic method to estimate longitudinal shear.


1. INTRODUCTION

Composite slabs are very useful structural forms, where are combined steel deck and concrete block for working together. Usually, structural fail occur when is broken the longitudinal shear resistance between concrete block and steel deck, and slip is producing, losing composite work of these materials. Chemical bond, friction and mechanical interaction are the main factors that make up longitudinal shear resistance between steel deck and concrete slab.

To characterize composite slabs usually are carry out experimental tests, loading singles spam slabs to quantify flexion fail (EN 1994-1-1, 2004, NRMC 082, 2004, ASTM E8-00b, 2001, CSSBI S3-2002, 2003), or pull out small specimens of cyclic rib width to estimate longitudinal shear resistance between reinforced concrete slab and metallic sheet (Daniels, 1988, Guex, 2002, Edder, 2003).

Numerical modeling of composite slabs had been analyzed by many researchers (Widjaja, 1997, Veljkovic, 1998, Schuurman, 2000, Edder, 2003, Abdullah, 2004, Ferrer, 2006, Mistakidis, 2007). Using different forms, but always try to reproduce longitudinal shear effect. Are outstanding the Abdullah and Ferrer studies results. Although Mistakidis is more recent research, he focused in bending behavior of there composite structures.

Abdullah use ABAQUS/Explicit commercial code, and a configuration of sheet without embossments. He represented numerically a steel deck rib, along the complete length, using shell finite elements for steel deck, and three-dimensional solid FE for concrete slab (Abdullah, 2004). Interaction between these surfaces and embossments work is simulated using connectors with lineal rigidity. These simplifications avoid realize studies of embossments geometry contribution in the mechanical interaction, as to as local distribution of tensions in embossments wall and closeness. With these assumptions in the modeling of the problem, is not possible estimate with trustworthiness the chemical bond, friction and mechanical interaction phenomena.

Ferrer use ANSYS commercial code and he assumed Coulomb rigid friction model without initial adherence, dynamic effects or top tangential tension (Ferrer, 2006). For represent the steel that conform the sheet, is employed a linear elastic plastic model and the concrete of the slab is simulated considering it as an infinity rigid surface, that restrict evaluate failure mechanisms in the concrete, as breach that is noted during experimental studies. The author takes advantage of geometrical symmetry cooperatively with loads application form in the test, as to as the cyclic embossments patron along the specimen length. He shapes the steel deck using finite elements of shell with reduced integration family, considering the sheet modeling by your axis. The load is represented by means of a longitudinal displacement imposed over all nodes of each of boundaries transversal at sliding direction (Ferrer, 2006). This simplification feigns avoid evaluate completely local bending that can appear in edge sheets due to loads application respect real test.

In this work is developed a numerical model for ABAQUS/Implicit commercial code that take advantage of Ferrer’s symmetry proposals, but with the novelty of employ damage constitutive model for the concrete material. To modeling loads, must be simulated the pull effect y the self- weight effect taking into account the reference position in which is practice the test (Figure 1). The traction force is represented across uniform load (in area) over side of concrete block transversal at displacement direction. To simulate self- weight loads are applied laterally al concrete block (Figure 1). As steel deck many as concrete block are modeling geometrically using three- dimensional finite elements.

Software: Diseño Total Losa Compuesta

(Total Design Composite Slab)

Autor:
Melchor López Ávila
Puerto Padre, Cuba
melchor@uclv.edu.cu, melchor_bia@yahoo.com

Diseño Total Losa Compuesta.xls (545 KB)

Hoja de cálculo Microsoft EXCEL que realiza:

- Diseño de losa compuesta (losa mixta) según la norma cubana (NC 082:2004)
- Determinación de parámetros de ensayo m-k por varios métodos
- Estimación de optimización geométrica de embuticiones para láminas de perfilado abierto
- Estimación de la capacidad resistente de losas compuestas según método de fluencia
- Estimación de la capacidad resistente de losas compuestas según Apéndice D de la ASCE
- Graficador a partir de coordenadas
- Interpolador lineal de 150 entradas y 3 niveles, con fórmulas de relación entre niveles

En el paquete se pueden incluir además los ficheros Microsoft WORD:
Ensayo a Escala Natural.doc (461 KB)
Ensayo Pull Out.doc (513 KB)
Manual de Instalación.doc (1 726 KB)


Total Design Composite Slab.xls (545 KB)

Microsoft EXCEL spread sheets for:

- Composite slabs design according to Cuban Standard (NC 082:2004)
- Test parameters estimating for m-k test, using some methods
- Estimating of geometrical optimization of the embossments for open web sheets
- Estimating strength capacity of composite slabs using fluency method
- Estimating strength capacity of composite slabs using Appendix D of ASCE
- Plotter from coordinates
- Linear Interloping with 150 input and 3 levels, using relationship formulae between levels

Pack can include too Microsoft WORD files:
Natural Scale Flexion Tests.doc (461 KB)
Pull Out Tests.doc (513 KB)
Installing Manual.doc (1 726 KB)

Simulación numérica del ensayo push-out para conectadores tipo perno de estructuras mixtas en sección viga-losa con lámina nervada

Autores: Dr. Ing. Jorge Douglas Bonilla Rocha
Dr. Ing. Rafael Larrúa Quevedo
Dr. Ing. Carlos Alexander Recarey Morfa
Dr. Ing. Enrique Mirambell Arrizabalaga
Lic. Ángel Gómez Argüelles

Ing. Melchor López Ávila
Puerto Padre, Cuba
E-mail: melchor@uclv.edu.cu, melchor_bia@yahoo.com
Revista Ingeniería Civil CEDEX (En Edición)


Resumen:
En este trabajo se realiza la simulación virtual del ensayo push-out empleando conectadores tipo perno, a diferencia de otros trabajos realizados en losa maciza, en este caso se aborda la tipología viga-losa en presencia de lámina nervada (steel deck). Para ello se utiliza el programa computacional ABAQUS, el cual está basado en el Método de Elementos Finitos (MEF). En la simulación del comportamiento de los materiales se ha empleado: un modelo de daño plástico para el hormigón y uno bilineal para el acero. Se plantean los aspectos metodológicos para enfrentar la simulación del ensayo de conectadores en la tipología analizada. Finalmente se valida todo el proceso de modelación utilizando probetas con condicionantes diferentes a las existentes en el modelo inicial. En todos los casos se obtiene muy buena correspondencia entre modelación y experimentación, en cuanto a la capacidad resistente última de la conexión, con errores que no superan el 3 %.

Abstract:
In this work are carried out the virtual simulation of the push-out test employing headed studs shear connectors, in composite sections of beam-slab with profiled sheeting, to difference of other work about solid slab. ABAQUS software, based on the Finite Element Method (FEM) is utilized for this purpose. In the simulation of the behaviour of the materials have been employed a model of damage plastic for the concrete and bilineal model for the steel. The basis and methodology to model the push out test are explained for this type of composite section. Finally is validating the simulation process on specimen with different conditions to the existent in the initial model. A very good correspondence of the ultimate strength of the connection between simulation and experimentation, with errors that don't overcome the 3% was observed on all the cases.

lámina nervada, estructuras mixtas, conectador, perno, simulación numérica, elementos finitos, steel deck, profiled sheeting, composite structures, connectors, stud shear, numerical simulation, finite element method, Melchor López

Introducción
En este trabajo se realiza la simulación numérica del ensayo push-out para conectadores tipo perno de estructuras mixtas en la tipología viga-losa en presencia de lámina nervada. Para ello se emplea como herramienta numérica el programa computacional ABAQUS/CAE (Versión 6.4-1, 2003), basado en el Método de Elementos Finitos (MEF).
En la literatura consultada existen varios trabajos donde se realizan estudios del comportamiento de conectadores a través de la simulación numérica en el código ABAQUS, donde sobresalen los de Lam y Ellobody (2005), Ellobody y Young (2006), Bonilla et al. (2007a)(2007b)(2007c). De ellos solamente el de Ellobody y Young (2006) aborda la tipología viga-losa en presencia de lámina nervada, en el que la simulación del comportamiento del hormigón se realiza a través del criterio de discontinuidad plástica de Drucker-Prager, obteniéndose muy buena correspondencia entre modelación y experimentación. En este trabajo es utilizado a diferencia del anterior un novedoso modelo computacional implementado en el ABAQUS, concebido para ser aplicado a través del MEF y basado en la mecánica del daño, conocido como Modelo de Daño Plástico del hormigón (Concrete Damaged Plasticity).
En el desarrollo del trabajo primeramente se tratan los aspectos concernientes a la modelación de los materiales, posteriormente se detalla el proceso de modelación del ensayo de conectadores. Se plantean las bases metodológicas para acometer la simulación virtual del ensayo, tratándose aspectos relacionados con la concepción geométrica del modelo, teniendo en cuenta el aprovechamiento de la simetría físico-mecánica y de las cargas, así como la definición de las condiciones de borde e interfase entre los cuerpos que componen la probeta virtual. Se aborda todo el proceso de calibración, vinculado a la selección del tipo de elemento finito y de la densidad de malla óptima, acorde con un adecuado costo computacional.
En este trabajo, finalmente se aprecia muy buena correspondencia entre los resultados experimentales y numéricos, aspecto que permite validar todo el proceso de modelación, así como la utilización del MEF para el estudio del comportamiento de conectadores en la tipología viga-losa en presencia de lámina nervada.

ACÁPITES
Modelación del comportamiento de los materiales 3
Modelación del acero 3
Modelación del hormigón 3
Simulación del ensayo de conectadores 9
Descripción del espécimen 9
Modelación de la geometría 10
Modelación de las condiciones de apoyo y de frontera de los cuerpos 11
Estudio y selección del tipo de elemento finito a emplear 12
Estudio y selección de la densidad de malla 13
Validación del proceso de modelación 15
Conclusiones 19
Bibliografía 20

sábado, 10 de enero de 2009

Modelación numérica del ensayo pull- out para losas compuestas (losas mixtas)

Numerical modeling of pull out test
for composite slabs using steel deck

Ing. Melchor López Ávila
Universidad Central de Las Villas, UCLV, Cuba
melchor@uclv.edu.cu, melchor_bia@yahoo.com
(Revista Ingeniería Civil CEDEX [En edición])

Dr. Ing. Carlos A. Recarey Morfa
Dr. Ing. Rafael Larrúa Quevedo
Dr. Ing. Jorge D. Bonilla Rocha


RESUMEN
Se emplean de modo combinado la modelación numérica y los ensayos e instrumentación como patrones de calibración para reproducir el ensayo pull out que se ejecuta a losas compuestas con lámina metálica colaborante (losas mixtas) para determinar la fuerza de cizallamiento longitudinal que se genera en la superficie de contacto entre la lámina metálica y el bloque de hormigón. Se considera modelo elasto- plástico para el acero y modelo de daño plástico para el hormigón. Se hace uso del código comercial ABAQUS/Implicit 6.6 para realizar la simulación virtual de los ensayos pull out. Se define conceptualmente la concepción de la modelación y el proceso de calibración del modelo numérico tomando como base ensayos reales e instrumentación en tiempo real. Se sientan las bases para la realización de un estudio paramétrico del problema y el desarrollo de un método de estimación analítico del cizallamiento longitudinal.


ABSTRACT
Numerical modeling is used to reproduce pull out tests that are carry out at composite slabs in small scale to determine shear longitudinal forces between metallic sheet and concrete slab. Is been considered an elastic- plastic model for the steel and a plastic damage model for the concrete. Is used ABAQUS/Implicit 6.6 Commercial Code to simulate numerically using FEA the pull out test. Is conceptually defined the modeling and the numerical model calibration taking as basis experimental studies. Are established the parametric study basis and an analytic method to estimate longitudinal shear.


INTRODUCCION
Las losas compuestas (losas mixtas)son tipologías estructurales de extendido uso donde se combina el trabajo de una lámina metálica y el bloque de hormigón reforzado que esta soporta (López et al., 2007). Usualmente el fallo estructural está precedido por el deslizamiento del bloque de hormigón sobre la lámina metálica, venciendo la resistencia a cortante longitudinal entre ambos elementos y eliminándose así el trabajo conjunto entre ambos materiales. La adherencia química inicial, la fricción y la interacción mecánica son las componentes principales que conforman la resistencia al cortante longitudinal entre la lámina y el hormigón.

Para caracterizar las losas compuestas (losas mixtas) se efectúan estudios experimentales, cargando tramos simples de losas para cuantificar su fallo a la flexión (EN 1994-1-1, 2004, NRMC 082, 2004, ASTM E8-00b, 2001, CSSBI S3-2002, 2003), o aplicando tracción sobre probetas de un tramo de entrenervio de losa (Figura 1) para cuantificar la resistencia a cortante longitudinal entre el bloque de hormigón reforzado y su lámina portante. A este tipo de ensayo se le denomina “Pull out” (Daniels, 1988, Guex, 2002, Edder, 2003).

La modelación numérica de losas compuestas (losas mixtas) ha sido objeto de varias investigaciones (Widjaja, 1997, Veljkovic, 1998, Schuurman, 2000, Edder, 2003, Abdullah, 2004, Ferrer, 2006, Mistakidis, 2007). De una forma u otra todas intentan simular el efecto de cizallamiento longitudinal entre la superficie portante de la lámina metálica colaborante y el bloque de hormigón. Internacionalmente se han desarrollado varias investigaciones en la temática, entre ellas se destacan Abdullah y Ferrer. Mistakidis, a pesar de ser una de las investigaciones más actuales en la temática, se centra en el estudio de la flexión de los elementos compuestos o mixtos de acero- hormigón.

Abdullah emplea el código comercial ABAQUS/Explicit y una configuración carente de embuticiones. Modela un nervio de la losa en toda su longitud, con elementos finitos tipo placa para la lámina de acero y elementos sólidos 3D para el bloque de hormigón (Abdullah, 2004). La interacción entre las superficies y el aporte de las embuticiones lo simula empleando elementos conectores de rigidez no lineal y conectados nodo a nodo. Estas simplificaciones le impiden efectuar estudios del aporte real debido a la interacción mecánica por la geometría de las embuticiones, así como la distribución local de tensiones en las paredes de las embuticiones y sus proximidades. Con esta forma de modelización del problema no se estudia con fiabilidad el fenómeno de la adherencia química inicial, la fricción y la interacción mecánica entre la lámina el hormigón.

Ferrer utiliza el código comercial ANSYS asumiendo un modelo de contacto de fricción rígida de Coulomb, sin adherencia inicial, sin efectos dinámicos y sin tensión tangencial máxima (Ferrer, 2006). Para el acero de la lámina metálica colaborante emplea un modelo multilineal elasto- plástico, y el bloque de hormigón lo simplifica considerándolo como una superficie infinitamente rígida, lo que implica no poder evaluar mecanismos de fallo en el hormigón, como el desgarramiento que se ha observado en estudios experimentales. Este autor aprovecha las simplificaciones que facilita la doble simetría geométrica y de cargas en la probeta del ensayo pull out, así como la simetría longitudinal regida por el patrón cíclico de embuticiones. Modela la lámina con elementos finitos tipo placa con integración reducida, asumiendo el comportamiento de la lámina modelada por su fibra media. La carga aplicada consiste en un desplazamiento longitudinal en la dirección del deslizamiento, impuesto a todos los nodos de cada uno de los bordes transversales de la lámina (Ferrer, 2006). Esta simplificación aparenta no permitir evaluar en toda su magnitud las flexiones que pueden producirse en los bordes de las láminas debido a la aplicación de las cargas con respecto al ensayo real.

En este trabajo se desarrolla un modelo numérico para el código comercial ABAQUS/Implicit que aprovecha las simetrías propuestas por Ferrer, pero presenta la novedad que modela el bloque de hormigón utilizando modelo de daño. En el proceso de modelación de las cargas hay que preproducir el efecto de la tracción y se debe simular el efecto del peso propio del hormigón debido a la posición en que se ejecuta el ensayo (Figura 1). La fuerza de tracción se modela a través de una carga uniformemente distribuida (en área) sobre la cara del bloque de hormigón transversal a la dirección del deslizamiento. La simulación de efecto del peso propio de la lámina y el hormigón se modela con cargas aplicadas lateralmente, las cuales son aplicadas sobre el bloque de hormigón (Figura 1). Tanto la lámina metálica como el bloque de hormigón se modelan geométricamente con elementos finitos sólidos en 3D.

1. INTRODUCCION 2
2. CONCEPTUALIZACIÓN DEL ENSAYO PULL OUT 3
3. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL ESTUDIO EXPERIMENTAL PULL OUT 4
4. MODELACION NUMERICA DEL ENSAYO PULL OUT 5
4.1 ESTUDIOS EXPERIMENTALES PREVIOS 6
4.2 MODELACIÓN GEOMÉTRICA 8
4.3 MODELACIÓN DE LAS CARGAS 10
4.4 MODELACIÓN DE LOS MATERIALES 10
4.5 MODELACIÓN DE LAS CONDICIONES DE CONTACTO 11
4.6 MODELACIÓN DE LAS CONDICIONES DE BORDE 11
5. ESTUDIO DE CALIBRACIÓN Y VALIDACIÓN DEL MODELO 12
5.1 ESTUDIO DE SELECCIÓN DEL TIPO DE ELEMENTO FINITO 12
5.2 ESTUDIO DE DENSIDAD DE MALLA 15
5.3 CALIBRACION DE LOS MODELOS CONSTITUTIVOS 16
6. APLICACIONES AL ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO DEL ENSAYO PULL OUT. 18
6.1 INFLUENCIA ENTRE CORTANTE LONGITUDINAL Y LONGITUD DE LA PROBETA 18
6.2 MODELACIÓN DEFINITIVA DEL ENSAYO 19
7. CONCLUSIONES 22

Estimación de la resistencia al cortante longitudinal en losas compuestas (losas mixtas)

Estimating of longitudinal shear resistance
in composite slabs with steel deck


Ing. Melchor López Ávila
Universidad Central de Las Villas, Cuba.
melchor@uclv.edu.cu, melchor_bia@yahoo.com
(Revista Ingeniería de Construcción [En edición])

Dr. Ing. Rafael Larrúa Quevedo (**),
Dr. Ing. Carlos A. Recarey Morfa (***)


RESUMEN
Utilizando el método de elementos finitos se reproduce numéricamente el ensayo de tracción que usualmente se verifica en probetas de losas compuestas con lámina colaborante (losas mixtas) para estimar la resistencia al deslizamiento por cortante longitudinal entre las superficies de la lámina metálica y el bloque de hormigón. Se asume un modelo elasto- plástico para el comportamiento del acero, y modelo de daño plástico para el hormigón. Para construir la modelación numérica se utiliza el código comercial ABAQUS/Implicit 6.6. Se sientan las bases para la realización de un estudio paramétrico del problema y el desarrollo de un método de estimación analítico del cizallamiento longitudinal.


ABSTRACT
Using finite elements method is reproduced numerically pull out test that usually is practice in composite slabs with steel deck to estimate slip resistance due to longitudinal shear forces between steel deck and concrete block surfaces. Is been assume an elastic- plastic model to represent steel behavior, and a plastic damage model for concrete material. To represent numerical modeling is used ABAQUS/Implicit 6.6 commercial code. Basis are been establish to do a parametric study of the problem, and to developing analytic method to calculate longitudinal shear.

Losas compuestas. Procedimientos de Ensayo (losas mixtas)

Melchor López Ávila
Ingeniero civil. Puerto Padre, Cuba
melchor_bia@yahoo.com
http://www.monografias.com/trabajos66/losas-compuestas-procedimientos-ensayo/losas-compuestas-procedimientos-ensayo.shtml


ÍNDICE
Resumen 1
Introducción 1
Ensayo de flexión a losas compuestas (losas mixtas) en escala natural 2
Ensayo de tracción a losas compuestas 13
Conclusiones 15
Bibliografía 16


RESUMEN
En este trabajo se describe minuciosamente el procedimiento de ensayo a losas compuestas (losas mixtas) utilizando los modelos experimentales de flexión a escala natural, y de tracción (pull out) a escala reducida. Incluye descripción de las características de las probetas, de los materiales, de los equipos de ensayo, y de los resultados esperados.


INTRODUCCIÓN
El análisis de las losas compuestas (losas mixtas) resulta extremadamente complejo ya que el definir teóricamente su cortante de fallo es tarea arduo engorrosa dado que influyen varias variables que están relacionadas entre sí, como son la altura, forma, orientación y espaciamiento de las embuticiones, así como la geometría y la flexibilidad de la lámina. Para evitar tal complejidad, la estimación del cortante de fallo se realiza generalmente mediante ensayos experimentales
El ensayo más aceptado universalmente es el de flexión a escala natural, en el cual se carga un tramo de losa entre dos apoyos con dos cargas puntuales aplicadas en las dos segundas secciones de las cuartas partes de la luz, en lo que llaman luz de cortante, pues se ha determinado experimentalmente que a esa distancia es que surgen los mayores agrietamientos, que llevan consigo al fallo por cortante longitudinal.
El segundo ensayo más popular es el de pull out o tracción, que consiste en una probeta simétrica de losa compuesta (losa mixta) del ancho de un entrenervios y longitud 300mm, y a la cual se aplica una carga con el objetivo de separar por deslizamiento la lámina metálica y el bloque de hormigón, lo que significaría cuantitativamente la resistencia última al cizallamiento longitudinal.
En este trabajo se describe minuciosamente el procedimiento para cada uno de estos dos modelos experimentales. Incluye la descripción de las características de las probetas, de los materiales, de los equipos de ensayo, y de los resultados esperados.

Losas compuestas (losas mixtas): métodos de experimentación y diseño

(Estado del arte de la modelación, experimentación y métodos de diseño de losas compuestas (losas mixtas) de hormigón y acero con lámina colaborante)

Melchor López Ávila.
Ingeniero civil. Puerto Padre, Cuba
melchor_bia@yahoo.com
http://www.monografias.com/trabajos66/losas-compuestas-metodos-experimentacion-diseno/losas-compuestas-metodos-experimentacion-diseno.shtml

Resumen
Se conceptualiza el término de losa compuesta (losa mixta, resaltando las ventajas y campos de aplicación de esta tipología estructural. Se explican, en orden aproximadamente cronológico, los más relevantes estudios experimentales llevados a cabo con sus conclusiones parciales, así como los métodos de cálculo y diseño principales aceptados por la comunidad científica internacional.

Índice
Resumen 1
1 Introducción 1
1.1 Concepto 1
1.2 Ventajas como sistema estructural 2
1.3 Campos de utilización 2
2 Estudios experimentales 3
2.1 Primeros pasos 3
2.2 Ensayo de flexión en escala natural 3
2.3 Tres métodos semi- empíricos de diseño. Parámetros m-k 4
2.4 Diseño de losas de varias luces 6
2.5 Mecánica de fallo 8
2.6 Ensayos en escala reducida (pull out) 9
2.7 Efecto de las embuticiones de la lámina 10
3 Métodos de diseño 11
3.1 Métodos de diseño de la ASCE 11
3.1.1 Método analítico de fluencia 11
3.1.2 Cálculo del fallo por flexión 12
3.1.3 Cálculo del fallo por cortante longitudinal 14
3.2 Métodos de cálculo del Eurocode 15
3.2.1 Método de conexión parcial de cortante (PSC) 15
3.3 Otros métodos 16
3.3.1 Métodos de fuerza 16
3.3.2 Método de Calixto 17
3.3.3 Método de interacción parcial modificado 17
3.4 Método de elementos finitos 18
3.5 Método simplificado de Crisinel 18
Conclusiones 19
Bibliografía 20
Índice 23

Un nuevo sistema de diseño de embuticiones en láminas de acero para maximizar resistencia de losas compuestas (losas mixtas)

En Revista Ingeniería de Construcción
Pontificia Universidad Católica de Chile
www.scielo.cl/pdf/ric/v22n3/art01.pdf

Datos de los Autores

Ing. Melchor López Ávila
Ingeniero Civil. Especialista Estructural, Puerto Padre, Cuba
E-mail: melchor@metunas.co.cu, melchor@uclv.edu.cu, melchor_bia@yahoo.com

Dr. Ing. Rafael Larrúa Quevedo, Dr. Ing. Carlos A. Recarey Morfa

Resumen
Se presenta un resumen de algunos de los principales antecedentes históricos en el análisis de las losas compuestas con láminas metálicas colaborantes (losas mixtas) sometidas a flexión, así como de los principales métodos de diseño, instrumentación y ensayo aceptados por las distintas normas internacionales. Se analizan cada uno de los parámetros fundamentales que influencian el comportamiento estructural de las losas compuestas (losas mixtas), y a partir del estudio numérico de estos se propone un método de optimización del sistema de embuticiones, implementado en hojas de cálculo, con el cual es posible estimar una resistencia a esfuerzos cortantes para las láminas de perfilado abierto y entregando los resultados de los parámetros más importantes, y que empleándolos en forma comparativa es posible determinar el sistema de embuticiones óptimo a incluir en una lámina de perfilado abierto. Aplicando el método propuesto obtuve un sistema de embuticiones tecnológicamente posible y con un coste mínimo de inversiones para una línea industrial de láminas de perfilado abierto.

Abstract
A summary is presented with the main historical background in the analysis of the composite slabs with steel sheets subjected to flexion, as well as of the main methods of design, instrumentation and tests accepted by different International Standards. Are analyzed the fundamental parameters that influence the structural behaviour of the composite slabs, and with a numeric study an analytical optimization method of the embossments system, is proposed and implemented in a spread sheet, is possible to estimate the shear resistance of open web sheets and by comparing them, is possible to determine the better embossments system to include in a open web sheet. Applying the proposed method a technologically possible embossments system can be obtained with a minimum cost for an industrial line of open web sheets.

Introducción
Los métodos de diseño para losas compuestas con láminas metálicas colaborantes (losas mixtas) consisten regularmente en ensayos a escala natural, y posteriormente empleando métodos semiempíricos se determinan coeficientes que caracterizan el diseño de la losa compuesta (losa mixta) con el tipo de lámina metálica o steel deck específico con que se ejecutó la prueba experimental.
Para las empresas productoras de láminas, el desarrollar un nuevo prototipo o producto resulta entonces extremadamente costoso, puesto que se tendría que recurrir primeramente a la producción de la lámina tipo con el sistema de embuticiones que esta tendría, para con este producto experimental realizar los ensayos a escala natural y verificar entonces si resulta competitivo o no.
Evidentemente, estos métodos resultan bastante caros e inexactos en cuanto a determinar el sistema de embuticiones óptimo a practicar en una lámina metálica lisa que se pretenda transformar en lámina colaborante o steel deck, lo cual dificulta la creación de nuevos productos con la máxima eficiencia estructural posible.
En el presente trabajo proponemos un método completamente analítico con el cual es posible determinar el sistema de embuticiones óptimo a practicar en una lámina metálica de perfilado abierto para que ésta pueda utilizarse con fines colaborantes en las losas compuestas (losas mixtas), así como su aplicación en la creación de un nuevo producto a partir de la tecnología existente en Cuba para producir láminas grecadas trapezoidales.