Estudio experimental y modelo teórico del hormigón confinado lateralmente con polímeros reforzados con fibras (FRP)
DOI:
https://doi.org/10.3989/mc.2010.45608Palabras clave:
resistencia a compresión, confinamiento, comportamiento tensión-deformación, modelo de confinamientoResumen
Este trabajo presenta los resultados de un estudio experimental y analítico del comportamiento de elementos de hormigón confinados con polímeros reforzados con fibras (FRP) de vidrio y carbono. El programa experimental consistió en ensayar cilindros de hormigón de 150 x 300 mm (confinados y sin confinar) bajo compresión axial en dos niveles de resistencia: normal (30 MPa) y alta resistencia (70 MPa). En ambos casos, se evaluó el comportamiento tensión-deformación. Los resultados muestran que la resistencia y ductilidad se incrementan con el confinamiento con FRP. A partir de los resultados experimentales, se desarrolló un modelo analítico para predecir el comportamiento tensión-deformación del hormigón confinado con FRP. La comparación de los resultados experimentales y analíticos muestra que el modelo es aplicable a los hormigones estudiados, proporcionando predicciones satisfactorias del comportamiento tensión-deformación y de la resistencia a compresión última.
Descargas
Citas
(1) Toutanji, H. y Deng, Y. (2001): “Performance of concrete columns strengthened with fiber reinforced polymer composite sheets”. Advanced Composite Materials, vol. 10, nº 23, pp. 159-168. doi:10.1163/156855101753396636
(2) Rousakis, T.; Karabinis, A. y Kiousis, P. (2007): “FRP-confined concrete members: Axial compression experiments and plasticity modeling”. Engineering Structures, vol. 29, July 2007, pp. 1343-1353. doi:10.1016/j.engstruct.2006.08.006
(3) Mandal, S.; Hoskin, A. y Fam, A. (2005): “Influence of concrete strength on confinement effectiveness of fiber reinforced polymer circular jacket”. ACI Structural Journal, vol. 102, nº 3, May-June 2005, pp. 383-392.
(4) Teng, J. y Lam, L. (2004): “Behavior and modeling of fiber reinforced polymer-confined concrete”. ASCE Journal of Structural Engineering, vol. 130, nº 11, November 2004, pp. 1713-1723. doi:10.1061/(ASCE)0733-9445(2004)130:11(1713)
(5) Mirmiran, A. y Shahawy (1997): “Behavior of concrete columns confined by fiber composites”. ASCE Journal of Structural Engineering, vol. 123, nº 5, May 1997, pp 583-590. doi:10.1061/(ASCE)0733-9445(1997)123:5(583)
(6) Harmon, T.; Slattery, K. y Ramakrishran, S. (1995): “The effect of confinement stiffness on confined concrete nonmetallic (FRP) reinforcement for concrete structures”. Proceeding of the Second International RILEM Symposium (FRPRCS-2) pp. 584-592.
(7) Larralde, J. (1997): “Compressive strength of small concrete specimens confined with fiberglas laminates”. Cement, Concrete and Aggregates, vol. 19, nº 1, pp. 17-21.
(8) Toutanji, H. (1999): “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.
(9) Xiao, Y. y Wu, H. (2000): “Compressive behavior of concrete confined by carbon fiber composite jackets”, ASCE Journal of the Material in Civil Engineering, vol. 12, nº 2, May, pp. 139-146. doi:10.1061/(ASCE)0899-1561(2000)12:2(139)
(10) Spoelstra, M. y Monti, G. (1999): “FRP confined concrete model”, ASCE Journal of Composites for Construction, vol. 3, nº 3 August 1999, pp. 143-150. doi:10.1061/(ASCE)1090-0268(1999)3:3(143)
(11) Razvi, S. y Saatcioglu, M. (1999): “Confinement model for high strength concrete”, ASCE Journal of Structural Engineering, vol. 125, nº 3 March 1999, pp. 281-289. doi:10.1061/(ASCE)0733-9445(1999)125:3(281)
(12) ACI-440 (2002): “Guidelines for the design and construction of externally bonded FRP systems for strengthening concrete structures”. ACI 440, Detroit, USA.
(13) CSA (2002): “Design and construction of building components with fiber-reinforced polymers”. CSA-S806-02, CSA Rexdale, Toronto, Canada.
(14) fib (2001): “Externally bonded FRP reinforcement for RC structures”. Task Group 9.3 FRP, fib CEB-FIP July. (15 JSCE (1997): “Recommendation for design and construction of concrete structures using continuous fiber reinforcing materials”. Concrete Engineering Series 23, October, Tokyo, Japon.
(16) Marqués, C. S. y Marqués, C. D. (2000): “Modelagem do comportamento de concreto de alta resistencia sobre condicões de confinamento”, Ibracon, 42 Congreso Brasileiro do Concreto, II-A-018.
(17) Mander, J.; Priestley, M. y Park, R. (1988): “Observed stress-strain behavior of confined concrete”. Journal of Structural Engineering, vol. 14, nº 8, pp. 1827-1849.
(18) Cusson, D. y Paultre, P. (1995): “Stress-strain model for confined high strength concrete”, ASCE Journal of Structural Engineering, vol. 121, nº 3, pp. 468-477. doi:10.1061/(ASCE)0733-9445(1995)121:3(468)
(19) Pantazopoulou, S. y Mills, R. (1995): “Microstructural aspects of the mechanicals response of plain concrete”. ACI Materials Journal, vol. 92, nº 6, Nov.-Dec., pp. 605-616.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2010 Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
© CSIC. Los originales publicados en las ediciones impresa y electrónica de esta Revista son propiedad del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, siendo necesario citar la procedencia en cualquier reproducción parcial o total.
Salvo indicación contraria, todos los contenidos de la edición electrónica se distribuyen bajo una licencia de uso y distribución “Creative Commons Reconocimiento 4.0 Internacional ” (CC BY 4.0). Consulte la versión informativa y el texto legal de la licencia. Esta circunstancia ha de hacerse constar expresamente de esta forma cuando sea necesario.
No se autoriza el depósito en repositorios, páginas web personales o similares de cualquier otra versión distinta a la publicada por el editor.