Artículo 24.º Regiones D
24.1. Generalidades
Son regiones D (regiones
de discontinuidad) las estructuras o partes de una estructura en las que no sea válida la
teoría general de flexión, es decir, donde no sean aplicables las hipótesis de
Bernouilli-Navier o Kirchhoff. Por el contrario, las estructuras o partes de las mismas en
que se cumplen dichas hipótesis se denominan regiones B.
Las regiones D existen
en una estructura cuando se producen cambios bruscos de geometría (discontinuidad
geométrica, figura 24.1 a), o en zonas de aplicación de cargas concentradas y reacciones
(discontinuidad estática, figura 24.1 .b). Igualmente, una región D puede estar
constituida por una estructura en su conjunto debido a su forma o proporciones
(discontinuidad generalizada). Las vigas de gran canto o ménsulas cortas (figura 24.1 .c)
son ejemplos de discontinuidad generalizada.
Figura 24.1
24.2. Tipos de análisis estructural
Se admiten como métodos
de análisis de esfuerzos los siguientes:
- a) Análisis lineal.
- b) Método de las bielas y tirantes.
- c) Análisis no lineal.
24.2.1. Análisis lineal
Puede adoptarse la
teoría de la elasticidad. El análisis proporciona el campo de tensiones principales y de
deformaciones. Las concentraciones de tensiones, como las que se dan en las esquinas o
huecos, pueden redistribuirse teniendo en cuenta los efectos de la fisuración, reduciendo
la rigidez en las zonas correspondientes.
El análisis lineal es
válido tanto para comportamiento en servicio como para Estados Límite Últimos.
24.2.2. Método de las bielas y tirantes
Este método consiste en
sustituir la estructura, o la parte de la estructura que constituya la región D, por una
estructura de barras articuladas, generalmente plana o en algunos casos espacial, que
representa su comportamiento. Las barras comprimidas se definen como bielas y representan
la compresión del hormigón. Las barras traccionadas se denominan tirantes y representan
las fuerzas de tracción de las armaduras.
El modelo debe
equilibrar los esfuerzos exteriores existentes en la frontera de la región D, cuando se
trata de una zona de la estructura, las cargas exteriores actuantes y las reacciones de
apoyo, en el caso de una estructura con discontinuidad generalizada. Este tipo de modelos,
que suponen un comportamiento plástico perfecto, satisfacen los requerimientos del
teorema del límite inferior de la teoría de la plasticidad y, una vez decidido el
modelo, el de unicidad de la solución.
Este método permite la
comprobación de las condiciones de la estructura en Estado Límite Último, para las
distintas combinaciones de acciones establecidas en el Artículo 13.º,
si se verifican las condiciones de las bielas, los tirantes y los nudos, de acuerdo con
los criterios establecidos en el Artículo 40.º
Las comprobaciones
relativas al Estado Límite de Servicio, especialmente la fisuración, no se realizan
explícitamente, pero pueden considerarse satisfechas si el modelo se orienta con los
resultados de un análisis lineal y se cumplen las condiciones para los tirantes
establecidas en el Artículo 40º.
24.2.3. Análisis no lineal
Para un análisis más
refinado, pueden tenerse en cuenta las relaciones tenso-deformacionales no lineales de los
materiales bajo estados multiaxiales de carga, utilizando un método numérico adecuado.
En este caso, el análisis resulta satisfactorio para los Estados Límite de Servicio y
Ultimos.