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COMPORTAMIENTO DE VIGAS DE HORMIGÓN REFORZADAS A CORTANTE CON TEJIDOS DE FIBRAS DE CARBONO PEGADOS CON RESINA EPOXI
Picazo Iranzo, A.*; 1aCobo Escamilla, A; 2González Cortina, M. Escuela Universitaria de Arquitectura Técnica de Madrid Universidad Politécnica de Madrid 1 Departamento de Tecnología de la Edificación a Grupo de Investigación Patología de Estructuras, Protecciones Colectivas yMedios Auxiliares de Edificación. 2 Departamento de Construcciones Arquitectónicas y su Control Avda. Juan de Herrera, 6, 28040 Madrid, España e-mail: a.picazo@upm.es
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RESUMEN
En este trabajo se muestran los resultados experimentales obtenidos sobre vigas de hormigón reforzadas a cortante con tejidos de fibra de carbono pegados exteriormente con resinas epoxi. Durante el desarrollo del trabajose han analizado los desplazamientos de las vigas reforzadas con CFRP (polímeros reforzados con fibras de carbono) y se ha realizado una comparación del comportamiento mecánico de los sistemas de refuerzo estudiados. Se han realizado cuatro vigas de hormigón de 1.200 mm de longitud y sección transversal de 100 x 150 mm2. Dos vigas poseen armadura longitudinal para su trabajo a flexión mientras quelas otras dos han sido reforzadas inferiormente con un laminado de fibra de carbono. Las vigas que sirven de patrón de comparación no se han reforzado a cortante, reforzando el resto con tejido de fibra de carbono. Todas las vigas se han colocado biapoyadas en la prensa, sometiéndolas a dos cargas puntuales a tercios de la luz y se han ensayado a flexión hasta rotura. Los resultados obtenidosmuestran que las vigas reforzadas ofrecen un comportamiento significativamente superior al de las vigas sin refuerzo, tanto en el valor de las cargas últimas como en la ductilidad de las piezas. En todos los casos estudiados la rigidez prevista hasta fisuración de las vigas es superior a la obtenida experimentalmente.

1.- Introducción La técnica del refuerzo de piezas de hormigón mediante fibrasadheridas exteriormente se lleva estudiando desde hace más de treinta años [1] a pesar de lo cual no existen normas nacionales de obligado cumplimiento que regulen su diseño y ejecución. Las recomendaciones y guías de diseño elaboradas por organismos de reconocido prestigio como la Federación Internacional del Hormigón “FIB” [2] o el Instituto Americano del Hormigón “ACI” [3] son los documentos queusualmente emplean los proyectistas o las empresas que comercializan estos productos para dimensionar y ejecutar refuerzos con este tipo de materiales. En los documentos citados anteriormente [2] y [3] se desarrollan con detalle el procedimiento de dimensionamiento a flexión, utilizando las fibras como armadura longitudinal [4], o a compresión, empleando el efecto beneficioso del confinamiento delhormigón mediante las fibras [5]. Sin embargo el refuerzo a cortante se trata de manera somera, lo que implica adoptar precauciones en su dimensionamiento y su aplicación [6].

Berset, [7] desarrolló un programa experimental en el que se estudió el comportamiento a cortante de vigas de hormigón armado reforzadas con fibras adheridas exteriormente. Se realizaron seis vigas, de 750 mm delongitud, las dos primeras sin reforzar y las otras cuatro reforzadas con fibra de vidrio (fig.1). El refuerzo de fibra se dispone en la práctica totalidad de los laterales de las vigas, con una orientación de las fibras perpendicular a la dirección de las tensiones principales de cortante.

Fig.1 “Geometría y disposición de barras y refuerzos en las vigas ensayadas por Berset”. El máximo cortante ycortante resistido por el hormigón se indica en las expresiones siguientes (ec.1 y 2).
V = 0,9 df y As 4 L
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(1)

d  Vc = 59 f c' ρ  Ac a 
Siendo: d el canto útil (mm) fy es la resistencia del acero (N/mm2) As el área de la armadura de acero (mm2) L la luz de cálculo (mm) fc’ es la resistencia a compresión del hormigón (N/mm2) ρ es la cuantía de acero a es la longitud del vano de...