REFORZAMIENTO DE COLUMNAS DE HORMIGÓN ARMADO MEDIANTE TEJIDOS DE POLÍMEROS REFORZADOS CON FIBRAS (PRF)
Keywords:
columnas de hormigón armado, reforzamiento, tejidos de polímeros reforzados con fibras (PRF).Abstract
La técnica de reforzamiento externo en columnas de hormigón armado a través del uso de tejidos de Polímeros Reforzados con Fibra (PRF), producto del confinamiento que las mismas le proporcionan al hormigón, se ha ido ganando un importante puesto en el área de la reparación y rehabilitación de estructuras de hormigón armado gracias a las excelentes propiedades mecánicas de estos materiales y sus enormes ventajas respecto a otras técnicas. Sin embargo, debido a que su uso es relativamente reciente en la ingeniería civil, existen pocas recomendaciones o guías que consideren esta técnica de reforzamiento. El presente trabajo tiene como objetivo mostrar las bases para el diseño del reforzamiento de columnas de hormigón armado cuando se empleen tejidos de PRF con el fin de incrementar su resistencia a carga axial de compresión. Se plantea una metodología de diseño de reforzamiento, aplicándose en un caso de estudio real con vistas a analizar sus principales efectos. Los resultados revelan que los incrementos de capacidad resistente obtenidos en las columnas analizadas oscilan entre 14% y 37%, dejando de ser significativos cuando se supera el límite máximo de la deformación de hormigón confinado y que en la medida que se aumenta el número de capas de tejido de PRF, se logran incrementos en los niveles de deformación del hormigón confinado, lo que trae consigo un aumento de la ductilidad de las columnas.
References
González V,F , Barrios, A, P. and Molina, M, H "Aplicación de las técnicas no destructivas pull-off y ultrasonidos en el control de calidad del refuerzo con materiales compuestos en estructuras de concreto". Ciencia e Ingenieria Neogranadina, 2017.
Revollo O, A., Delgadillo Z, M, "Análisis y diseño para el reforzamiento de columnas de hormigón armados con material FRP y perfiles metálicos". Journal Boliviano de Ciencias,. vol. 13, No.40, pp. 54-62. 2017
De Diego, A ., Arteaga, A. Fernández, J. Perera R. and Cisneros D., "Behaviour of FRP confined concrete in square columns". Materiales de Construcción,. vol 65, No.320. 2015
Fernández, M, C., González, M,N., Piñero, J, Á. and, Cobo, A. "Compressive strength behaviour of low- and medium-strength concrete specimens confined with carbon fibres in defective implementation conditions: an experimental study". Materiales de Construcción,. vol. 66, No.324. 2016
Fernández, D, M. and Díaz, E, H. "Aspectos particulares que condicionan la efectividad de los refuerzos de pilares". Hormigón y Acero, vol. 85, 2017.
. ACI-440.2R-17, "Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures".Reported by American Concrete Institute Committee 440. Farmington Hills., pp. 117, 2017
FIB. "Externally bonded FRP reinforcement for RC structures". Bulletin 14. Technical Report. Lausanne, Suiza. 138 pp. 2002.
CNR-DT200R1. "Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo di Interventi di Consolidamento Statico mediante l’utilizzo di Compositi Fibrorinforzati". Consiglio Nazionale delle Ricerche. Roma, Italia. pp. 176. 2013.
CSA-S806-02. "Design and construction of building components with fiber-reinforced polymers". CSA Rexdale. Toronto, Canadá. 2002.
JSCE. "Recommendation for design and construction of concrete structures using continuous fiber reinforcing materials". Concrete Engineering Series 23. Tokyo, Japan. 1997.
Teng, J. G., Chen, J. F., Smith, S. T., and Lam, L. "FRP Strengthened RC Structures". John Wiley & Sons, West Sussex, UK. 266 pp. 2002.
De Lorenzis, L., and Tepfers, R. "Comparative Study of Models on Confinement of Concrete Cylinders with Fiber-Reinforced Polymer Composites". Journal of Composites for Construction, ASCE. vol. 7, No.3, pp. 219-237, 2003.
Lam, L., and Teng, J. "Design-Oriented StressStrain Model for FRP Confined Concrete". Construction and Building Materials, vol. 17, pp. 471-489, 2003a.
Lam, L., and Teng, J. "Design-Oriented Stress Strain Model for FRPConfined Concrete in Rectangular Columns". Journal of Reinforced Plastics and Composites, vol. 22. No. 13, pp. 1149-1186, 2003b
Vincent, T.; Ozbakkaloglu, T. "Influence of fiber orientation and specimen end condition on axial compressive behavior of FRP-confined concrete". Construction and Building Materials,. vol. 47, pp. 814–826, 2013.
Derkowski, W. "Opportunities and risks arising from the properties of FRPmaterials used for structural strengthening". Procedia Engineering,. vol. 108, pp. 371-379, 2015.
Protchenko, K., Wlodarczyk, M, and Szmigiera, E. "Investigation of behavior of reinforced concrete elements strengthened with FRP". Procedia Engineering,. vol. 111, pp. 679-686, 2015
Sonnenschein, R, Gajdosova, K, and Holly, I. "FRP Composites and Their Using in the Construction of Bridges". Procedia Engineering, vol. 161, pp. 6, 2016.
Xian, G., and Karbhari, V. M. "Segmental relaxation of water-aged ambient cured epoxy". Journal of Polymer Degradation and Stability. vol. 92, No. 9, pp. 1650-1659, 2007.
Steckel, G.; Hawkins, G.; and Bauer, J. "Durability issues for composites in infrastructure". 44th International SAMPE Symposium. Long Beach, CA. May, pp. 2194-2208, 1999.
Toutanji, H. "Stress-Strain Characteristics of Concrete Columns Externally Confined with Advanced Fiber Composite Sheets". ACI Materials Journal. vol. 96, No. 3, May-June. pp. 397-404, 1999.
Nanni, A., and Bradford, N. "FRP Jacketed Concrete Under Uniaxial Compression". Construction and Building Materials. vol. 9, No. 2, pp. 115-124, 1995.
Spoelstra, M. R., and Monti, G. "FRP-Confined Concrete Model". Journal of Composites for Construction, ASCE. Vol. 3, No. 3. pp, 143-150, 1999.
Pessiki, S.; Harries, K. A.; Kestner, J.; Sause, R.; and Ricles, J. M. "The Axial Behavior of Concrete Confined with Fiber Reinforced Composite Jackets". Journal of Composites in Construction, ASCE. Vol. 5, No. 4, pp. 237-245, 2001.
Concrete Society. "Design Guidance for Strengthening Concrete Structures Using Fibre Composite Materials". Technical Report No. 55 (TR55). Surrey. 128 pp. 2016.
Ramírez R, D, y Morales, O, A. "Estudio de diagnóstico y evaluación estructural del Hotel Cueto". Empresa Nacional de Investigaciones Aplicadas (ENIA). La Habana, Cuba, 29 pp, 2016.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
The contents of this journal are under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 3.0 Unported License, meaning that its copy and distribution are by all means allowed for as long proper acknowledgments are given and commercial use is not involved.