A Levels-of-Approximation Unified Mechanical Model for the Shear Strength of Slender and Short Reinforced and Prestressed Concrete Beams with Steel, FRP, or Fiber Reinforced Concrete

Resumen

Este artículo presenta un modelo mecánico unificado, estructurado bajo la metodología de Niveles de Aproximación (LoA, por sus siglas en inglés), para estimar la resistencia a cortante de vigas esbeltas y no esbeltas de hormigón armado y pretensado, con secciones transversales rectangulares, en T o en I. El modelo es válido para elementos reforzados con barras de acero o de polímeros reforzados con fibra (FRP), así como para hormigones reforzados con fibras (FRC). Derivado del Multi-Action Shear Model (MASM), el modelo integra los principales mecanismos de transferencia del esfuerzo cortante, incluyendo la contribución de la cabeza comprimida, las tensiones residuales de tracción a través de la fisura crítica, el efecto pasador de la armadura longitudinal y la contribución de los estribos, si los hay.

El modelo, estructurado en el marco de los Niveles de Aproximación, ofrece una complejidad y precisión crecientes para distintos escenarios de proyecto y evaluación estructural, desde el diseño preliminar (LoA 0) hasta la evaluación detallada (LoA III). Su adaptabilidad se demuestra mediante diversas extensiones, incluyendo el análisis a fatiga en vigas de hormigón armado sin estribos. La validación se ha realizado con 2.714 resultados experimentales procedentes de 14 bases de datos, mostrando predicciones consistentes y con baja dispersión, especialmente en los niveles más elevados de aproximación.

Este modelo mecánico unificado constituye una herramienta robusta tanto para el proyecto como para la evaluación de elementos estructurales de hormigón, proporcionando un enfoque sistemático que integra un conocimiento mecánico avanzado con las necesidades prácticas de la ingeniería.