Canales Cárdenas, CristianSalgado Gutiérrez, Sebastián Eric2024-10-182024-10-182024https://repositorio.udec.cl/handle/11594/4697Tesis presentada para optar al título de Ingeniero Civil MecánicoLas columnas de acero soldadas en espiral rellenas de hormigón se conocen como CFTS. Su uso es habitual en construcciones altas y puentes de gran envergadura. Estas columnas se ven afectada por parámetros geométricos, tales como la relación largo-diámetro (L/D), espesores y ángulos de soldadura, los cuales pueden afectar la resistencia mecánica y estructural de este tipo de columnas, puestos a analizar su influencia en cargas de compresión axial. Se realizaron cuarenta simulaciones mediante el uso de un modelo de elementos finitos, utilizando el software ANSYS para evaluar la carga máxima, el acortamiento crítico y la influencia de la relación L/D, el espesor y el ángulo de la espiral de soldadura. Se utiliza un diámetro constante de 150 [mm] para todas las muestras, relaciones L/D de 4, 6, 8, 10, y 12 además, de espesores de tubería de 2 y 3 mm con modelación tipo placa y para el diseño y simulación de la soldadura se simplificó a sección circular tipo viga y el ángulo de la espiral de la soldadura usados, fueron de 30°, 40°, 50° y 60°. Se observó una disminución entre 50 y 60 [kN] de carga pasando desde los extremos de L/D (4 a 12), además se observa un incremento de 100 [kN], al aumentar el espesor de 2 a 3 [mm]. En comparativa con secciones no compuestas soldadas en espiral, se observó un aporte del concreto del 50 % de resistencia para espesores de 3 [mm] y un poco más del 60 % en espesores de 2 [mm]. Adicionalmente, se observó que la variación del ángulo de la espiral de soldadura no genera una influencia significativa en la carga crítica. Sin embargo, al analizar cada largo por separado, variando el ángulo, se pudo identificar la existencia de algunas cargas que sobresalían sobre otras, lo que sugiere que para cada longitud de tubería existe un ángulo de espiral óptimo que maximiza la carga crítica. Los modos de falla ocurren por pandeo localizado y global; en las columnas cortas el pandeo local ocurre en la tubería metálica, mientras que en las largas se da adicionalmente pandeo global principalmente en el concreto. En la mayoría de las muestras, las fallas ocurren en zonas cercanas a la soldadura en espiral. Se comparó el modelo con las normativas (AISC 360-10 y el Eurocódigo-4). Esta comparación permitió identificar que tan valido era el modelo numérico, donde resultó ser más sensible que la normativa AISC 360-10 con un factor geométrico en particular, es decir, la relación L/D, la carga crítica disminuía con mayor tasa que la entregada según los cálculos pauteados por la AISC 360-10.Spiral welded steel columns filled with concrete are known as CFTS. Its use is common in tall constructions and large bridges. These columns are affected by geometric parameters, such as the length-diameter ratio (L/D), thicknesses and welding angles, which can affect the mechanical and structural resistance of this type of columns, considering their influence on loads. axial compression. Forty simulations were performed using a finite element model, using ANSYS software to evaluate the maximum load, critical shortening, and the influence of the L/D ratio, thickness, and angle of the weld spiral. A constant diameter of 150 [mm] is used for all samples, L/D ratios of 4, 6, 8, 10, and 12, in addition, pipe thicknesses of 2 and 3 [mm] with plate-type modeling and for the design and Welding simulation was simplified to a beam-type circular section and the welding spiral angle used was 30°, 40°, 50° and 60°. A decrease between 50 and 60 [kN] of load was observed passing from the ends of L/D (4 to 12), in addition an increase of 100 [kN] was observed, when increasing the thickness from 2 to 3 [mm]. In comparison with spirally welded non-composite sections, a concrete contribution of 50% of resistance was observed for thicknesses of 3 [mm] and a little more than 60% in thicknesses of 2 [mm]. Additionally, it was observed that the variation of the angle of the welding spiral does not generate a significant influence on the critical load. However, when analyzing each length separately, varying the angle, it was possible to identify the existence of some loads that stood out over others, which suggests that for each length of pipe there is an optimal spiral angle that maximizes the critical load. Failure modes occur by localized and global buckling; In the short columns, local buckling occurs in the metal pipe, while in the long columns, global buckling occurs additionally, mainly in the concrete. In most samples, failures occur in areas close to the spiral weld. The model was compared with the regulations (AISC 360-10 and Eurocode-4). This comparison allowed us to identify how valid the numerical model was, where it turned out to be more sensitive than the AISC 360-10 standard with a particular geometric factor, that is, the L/D ratio, the critical load decreased at a greater rate than that delivered. according to the calculations outlined by AISC 360-10.esCC BY-NC-ND 4.0 DEED Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 InternationalColumnas de hormigónConstrucciónThesisINDUSTRIA, innovación, infraestructura