Testing robustness: A full-scale experimental test on a two-storey reinforced concrete frame with solid slabs

Abstract

Este artículo presenta los resultados de un ensayo experimental a escala real sobre la robustez de un edificio de dos plantas de hormigón armado con losas macizas, sometido a la eliminación súbita de un pilar de esquina. La estructura, no diseñada específicamente para este tipo de acción accidental, mostró un comportamiento robusto, con daños relativamente limitados. La flecha máxima registrada fue de aproximadamente 22 cm y los patrones de fisuración observados fueron moderados y controlados. Tras la retirada del pilar, la losa comenzó a trabajar de forma similar a un elemento simplemente apoyado a lo largo del eje de simetría, sustentado únicamente por tres pilares. El ensayo fue reproducido mediante modelos de elementos finitos con LS-DYNA, obteniéndose una muy buena correlación entre los resultados numéricos y experimentales, tanto en deformaciones como en patrones de fisuración. No obstante, se detectaron fisuras torsionales en la conexión pilar–losa, lo que sugiere que este detalle constructivo puede ser crítico y potencialmente determinante para la estabilidad a medio plazo de la estructura.

This paper presents the results of a full-scale robustness test carried out on a two-storey reinforced concrete building with solid slabs, in which a corner column was suddenly removed. Despite the extreme nature of the action and the fact that the structure was not designed to resist column loss, the observed damage was relatively minor, with a maximum deflection of about 22 cm and controlled cracking patterns. After column removal, the slab behaved mainly as a simply supported system along the symmetry axis, supported by only three columns. The experiment was simulated using finite element analysis with LS-DYNA, achieving very good agreement with the experimental results in terms of deflections and crack patterns. Although the immediate response indicated adequate robustness, the appearance of torsional cracking at the slab–column connection suggested possible progressive deterioration of this joint. This highlights the importance of connection behaviour in robustness assessments and the need to complement global analyses with a detailed evaluation of slab–column connections.