Incremento de la capacidad de columnas de concreto con la adición de confinamiento externo con mantas de fibra de carbono

Abstract

El presente Informe de Suficiencia presenta los resultados de un estudio teórico del comportamiento de elementos de concreto armado reforzados con fibra de carbono. El análisis se realiza utilizando resistencias a la compresión del concreto de f´c=210; 280 y 350 kg/cm2. En todos los casos se evalúa el comportamiento con la curva de esfuerzo – deformación propuesta por Kent y Park (1978). Posteriormente se analiza el comportamiento de la sección reforzada con varias capas de fibra de carbono con la curva de esfuerzo – deformación propuesta por Liam y Teng, publicada por la Deutscher Ausschuss für Stahlbeton DAfStb (German Committee for Structural Concrete). Se hace mención del cálculo de la curva de esfuerzo deformación con un ejemplo (Ver Anexo 01) del cálculo de la curva de interacción y de momento – curvatura para una resistencia del concreto dada. El capítulo III se refiere a los principales modelos de confinamiento aplicados a una sección con FRP; de estas metodologías el modelo a usar es el de Liam y Teng comentado y aplicado en el DAfStb, que se va a usar como guía para la construcción de las gráficas de momento – curvatura y de interacción. En el capítulo IV se menciona la teoría aplicada y los resultados obtenidos con los cuales muestra que el punto de flexión pura de la curva de iteración de una sección con y sin refuerzo con fibra de carbono no varía o duplica su valor si no que el incremento es mínimo; también se muestra mejoras en la ductilidad de la sección con la adición de varias capas de fibra de carbono. La adición de fibra de carbono adherida externamente a una columna funciona como un confinamiento pasivo el cual comienza cuando el concreto empieza a fisurarse, esto quiere decir que el concreto antes del inicio de la fisuración se comporta como un concreto sin reforzar. El reforzamiento de columnas, ya sea calculado con la metodología DAfStb, o la del ACI 440 prevé el uso de un número de capas mínimo o de activación del reforzamiento. El incremento generado con el reforzamiento es menor a medida que se incrementa la resistencia del concreto; de por si es muy útil en concreto de bajas resistencias.