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ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS DE SEVILLA DEPARTAMENTO DE MECÁNICA DE LOS MEDIOS CONTINUOS GRUPO DE ESTRUCTURAS

ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN REFORZADAS CON FIBRAS DE CARBONO

AUTOR: PEDRO GALVÍN BARRERA TUTOR: FERNANDO MEDINA ENCINA

Sevilla, Diciembre 2002

A mi familia. A Ana.

Quiero dar las gracias de manera muy especial al Grupo de Estructuras de la Universidad de Sevilla. AFernando Medina por su tiempo, ánimo e inspiración.

ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN REFORZADAS CON FIBRAS DE CARBONO
1.- Objetivos del proyecto 2.- Introducción a las estructuras de hormigón reforzadas con fibras de carbono 3.- Estudio de los elementos del sistema 3.1.- Comportamiento de los materiales 3.1.1.- Fibras 3.1.1.1.- Descripción de las fibras 3.1.1.2.- Propiedades de las fibras 3.1.2.- Adhesivo3.1.2.1.- Descripción del adhesivo 3.1.2.2.- Propiedades del adhesivo 3.1.3.- Hormigón y acero 3.2.- Puesta en obra 4.- Comportamiento de las piezas reforzadas 4.1.- Axil y flexión 4.1.1.- Resultados de los ensayos y discusión 4.1.2.- Métodos de cálculo 4.1.2.1.- Método de cálculo de Sika 4.1.2.2.- Investigación de Grace para refuerzo de la región de momento negativo con tejido de fibras (2001)4.1.2.3.- Método general para el diseño de vigas reforzadas con FRP 4.1.2.4.- Resultados 4.1.2.4.1.- Resultados según Sika 4.1.2.4.2.- Resultados según Grace 4.1.2.5.- Discusión 4.2.- Columnas reforzadas con FRP 4.2.1.- Resultados de los ensayos y discusión 4.2.2.- Métodos de cálculo 4.2.2.1.- Investigación de Fam y Rizkalla (2001) 4.2.2.1.1.- Modelo de confinamiento de Mander (1988) 4.2.2.1.2.-Presión de confinamiento variable 4.2.2.1.2.1.- Núcleo de hormigón 4.2.2.1.2.2.- Tubo de FRP 4.2.2.1.2.3.- Compatibilidad de desplazamientos radiales 4.2.2.1.3.- Parámetros del material 4.2.2.1.4.- Método incremental propuesto 4.2.2.1.5.- Criterio de fallo 1 2 6 6 6 6 8 9 9 10 11 13 16 16 16 24 24 29 32 35 35 38 40 42 42 46 46 46 47 47 48 49 50 51 52

4.2.2.2.- Investigación de Chaallal y Shahawy(2000) 4.2.2.2.1.Diseño de columnas reforzadas con tejido de fibras 4.2.2.3.- Método de cálculo de Sika 4.2.2.4.- Investigación de Mirmiran (1996) 4.2.2.5.- Resultados 4.2.2.5.1.- Resultados según Fam y Rizkalla 4.2.2.5.2.- Resultados según Chaallal y Shahawy 4.2.2.5.3.- Resultados según Sika 4.2.2.5.4.- Resultados según Mirmiran 4.2.2.6.- Discusión 4.3.- Comportamiento de la unión 4.3.1.-Resultados de los ensayos y discusión 4.3.2.- Métodos de cálculo 4.3.2.1.- Investigación de El-Mihilmy y Tedesco (2001) 4.3.2.1.2.- Metodología propuesta 4.3.2.1.2.- Ecuaciones simplificadas 4.3.2.2.- Investigación de Malek, Saadatmanesh, y Ehsani (1998) 4.3.2.2.1.- Tensión tangencial 4.3.2.2.2.- Tensión normal de deslaminación 4.3.2.2.3.- Efecto de la concentración de tensiones tangenciales sobre lastensiones debidas a la flexión 4.3.2.2.4.- Efecto de las grietas de flexión 4.3.2.3.- Ecuaciones de Roberts (1989) 4.3.2.4.- Resultados 4.3.2.4.1.- Resultados según El-Mihilmy y Tedesco 4.3.2.4.2.- Resultados según Roberts 4.3.2.5.- Discusión 4.4.- Cortante 4.4.1.- Resultados de los ensayos y discusión 4.4.2.- Métodos de cálculo 4.4.2.1.- Investigación de Chaallal, Shahawy y Hassan (2002)4.4.2.1.1.- Formulación analítica 4.4.2.1.2.- Contribución del refuerzo de FRP 4.4.2.2.- Investigación de Deniaud y Cheng (2001) 4.4.2.2.1.- Formulación analítica 4.4.2.2.2.- Contribución del refuerzo de FRP 4.4.2.3.- Método de cálculo de Sika 4.4.2.4.- Investigación de Malek y Saadatmanesh (1998) 4.4.2.4.1.- Formulación analítica 4.4.2.4.2.- Contribución del refuerzo de FRP 4.4.2.6.- Investigación deTriantafillou (1998) 4.4.2.6.1.- Formulación analítica 4.4.2.6.2.- Contribución del refuerzo de FRP

53 53 55 57 60 60 72 73 74 76 79 79 84 84 88 89 90 90 93

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4.4.2.7.- Resultados 4.4.2.7.1.- Ecuaciones de Chaallal, Shahawy y Hassan 4.4.2.7.2.- Ecuaciones de Deniaud y Cheng 4.4.2.7.3.- Ecuaciones de Sika...
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