Elementos de Vigas Embebidos en Sólidos con Sección Rectangular y Deformaciones de Corte para el Modelado de Pilotes a Carga Lateral

Abstract

En los últimos años se desarrolló el concepto de elementos de vigas embebidos en sólidos, en los cuales los elementos de vigas interactúan con los elementos de sólido a través de restricciones cinemáticas que se verifican en la superficie de interacción entre ambos. Estos elementos tienen la capacidad de modelar la respuesta mecánica acoplada entre el sólido y la viga, sin la necesidad de estructurar las mallas alrededor de las vigas para forzar la compatibilidad entre elementos con diferente aproximación cinemática. En este trabajo se presentan dos aspectos que son de interés; el primero es la introducción de una aproximación para los elementos de vigas que tiene en cuenta las deformaciones de corte a través de un modelo de vigas tipo Timoshenko. Se compara la respuesta obtenida con este modelo frente a elementos de viga tipo Euler-Bernoulli, para estudiar la contribución de las deformaciones de corte en pilotes cargados lateralmente. El segundo aspecto de interés, es generalizar las secciones transversales implementadas en los modelos de vigas, incorporando a la clásica sección circular, la cuadrada y la rectangular. Para ello es necesario definir nuevas funciones de mapeo entre la cinemática de vigas 1D y de sólidos 3D. Finalmente, se ilustra el desempeño numérico de la formulación presentada.