Reflexiones acerca de la ductilidad de las armaduras de estructuras de hormigón armado

Abstract

Habitualmente se relaciona la ductilidad de una estructura con su capacidad de deformación, una vez que se ha alcanzado el límite elástico en alguna de sus partes. Es un requisito deseable en todas las ocasiones e imprescindible en otras, como en el caso de estructuras situadas en zonas sísmicas o sujetas a acciones accidentales como explosiones. En estructuras de hormigón armado, la ductilidad de sus armaduras puede contribuir de una manera decisiva a la ductilidad de toda la estructura. Con el paso de los años, tanto la normativa española, con las Instrucciones EH, EHE y el Código Estructural, como la normativa internacional han dedicado cada vez más atención a los requisitos de ductilidad exigidos a las armaduras. En este trabajo i) se realiza una revisión histórica de los requisitos de ductilidad exigidos por la normativa; ii) se analizan los requisitos exigidos en la actualidad, comparando Código Estructural con Eurocódigo 2, ACI 318 y Código Modelo; iii) se realiza un análisis crítico del concepto de acero equivalente definido por Cosenza en la década de los 90 y que actualmente aparece en el Código Modelo; y iv) se analizan las capacidades de redistribución que todas las normas enumeradas en el apartado (ii) permiten. Los resultados permiten afirmar que i) ha existido una variación significativa en cuanto a los requisitos de ductilidad exigidos por las normas a lo largo del tiempo; ii) los requisitos de ductilidad y las capacidades de redistribución especificados por el Código Estructural, el Eurocódigo 2 y el Código Modelo son muy similares entre sí y difieren significativamente de lo regulado en ACI 318; y iii) la dependencia del acero equivalente con la capacidad de rotación de una rótula plástica enunciado por Cosenza solo es válida cuando la profundidad de fibra neutra se mantiene dentro de unos límites.

The ductility of a structure is usually related to its capacity to deform once the elastic limit has been reached in one of its parts. It is a desirable requirement in all cases and essential in others, such as structures located in seismic zones or subject to accidental actions such as explosions. In reinforced concrete structures, the ductility of their reinforcements can contribute decisively to the ductility of the entire structure. Over the years, both Spanish regulations, with Instructions EH, EHE, and the Structural Code, as well as the international standards have devoted more and more attention to the ductility requirements for reinforcements. In this work: (i) a historical review of the ductility requirements required by the regulations is carried out; (ii) the requirements currently required is analysed, comparing Structural Code with Eurocode 2, ACI 318, and Model Code; iii) a critical analysis is performed of the concept of equivalent steel, defined by Cosenza in the 1990s and currently included in the Model Code; and iv) the redistribution capacities permitted by all the standards listed in section (ii) are analyzed. The results show that i) there has been significant variation in the ductility requirements required by the standards over time; ii) the ductility requirements and redistribution capacities specified by the Structural Code, Eurocode 2, and the Model Code are very similar to each other and differ significantly from what is regulated in ACI 318; and iii) the dependence of equivalent steel on the rotation capacity of a plastic hinge, as stated by Cosenza, is only valid when the neutral fiber depth remains within certain limits.