Vigas De Concreto Con Fibras De Carbono

COMPORTAMIENTO DE VIGAS DE CONCRETO ARMADO REFORZADAS CON FIBRAS DE CARBONO (CFRP) Ricardo PROAÑO (CISMID – Facultad de Ingeniería Civil - Universidad Nacional de Ingeniería) RESUMEN En respuesta a la creciente necesidad de reparar o rehabilitar estructuras de concreto reforzado, han surgido nuevas tecnologías de reforzamiento estructural entre las cuales los polímeros reforzados con fibras decarbono de alta resistencia (CFRP) son una alternativa real para la industria de la construcción dada la relación costo-beneficio, facilidad de colocación, etc. Los ingenieros que intentan hoy el uso de CFRP en aplicaciones de reforzamiento externo se encuentran en el reto de la innovación. Actualmente no existen reglas claras para el diseño de elementos concreto (vigas o columnas) reforzados conCFRP, El instituto americano del concreto (ACI) comité 440-F esta desarrollando un documento (ACI 440F99,1999) para proporcionar recomendaciones de diseño y técnicas de construcción para el uso de CFRP para el reforzamiento de concreto. Sin embargo esta por definirse una metodología explícita para uso apropiado de factores de seguridad, baja ductilidad, anclajes, etc. Con respecto a estoproporcionarán algunos lineamientos conservadores para la filosofía del diseño utilizada en la actualidad y de los valores φ de fiabilidad del material. El objetivo principal de este documento es tratar de describir el comportamiento de las estructuras de concreto reforzado con CFRP a través de los diagramas de momentocurvatura correspondientes a secciones compuestas (concreto-acero-CFRP) sometidas aflexión, también se muestra la formulación matemática para la obtención de estos diagramas. INTRODUCCIÓN El reforzamiento externo con CFRP (Polímeros Reforzados con Fibras de Carbono) es adecuado para varias aplicaciones estructurales entre las cuales podemos nombrar: Aumento de la capacidad debido a algún cambio de uso. Reparaciones de secciones agrietadas. Reforzamiento alrededor de nuevas aberturas enplacas. Confinamiento pasivo para aumentar la resistencia sísmica etc.

El reforzamiento externo con CFRP “no” debe de ser usado en las siguientes condiciones: La condición del concreto en la zona donde se debe de colocar las fibras esté deterioradas. Existencia de corrosión sustancial en el acero de refuerzo interno. La no existencia de acero suficiente para proporcionar un comportamientodúctil al elemento de concreto armado.

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FILOSOFIA DE DISEÑO PARA EL REFORZAMIENTO

Los lineamientos básicos para el diseño que están siendo considerados por el instituto americano del concreto (ACI 440-F) se ajustan a lo siguiente: Limites en el comportamiento de la resistencia para mantener el comportamiento dúctil. Factores φ apropiados (fiabilidad) y limites en la resistencia de diseño.Criterio mínimo requerido antes del reforzamiento para prevenir el colapso del pegamento adhesivo toda vez que pueda estar comprometido a eventos incontrolables (fuego, vandalismo, impacto, etc.).

1.1. - Umbral de resistencia de estructuras previas al reforzamiento La estructura debe de ser capaz de resistir las cargas de servicio sin fluencia del acero de refuerzo y que la resistencia ultimadel sistema sin reforzamiento exceda las nuevas cargas de servicio por un factor de 1.2. φ Sn = 1.2 (SD + SL +...) Lo anteriormente descrito proporciona los factores de seguridad implicados de 1.2/0.9 = 1.3 (para flexión), y 1.2/0.85 = 1.4 (para corte), intentando con esto prevenir la fluencia del acero de refuerzo. Este nivel de carga es similar al proporcionado por las guías del ACI para pruebasde carga 0.85(1.4D+1.7L) que implican un factor de seguridad de 1.3. Una carga incrementada de 1.2(D+L) a 1.4D+1.7L es a pesar de todo significante, y ofrece oportunidad para el reforzamiento y que este esté limitado. Estos factores de seguridad son necesarios para considerar la probabilidad de coincidencia de carga no prevista, material de baja resistencia, influencias de construcción no...