Análisis experimental y modelos de resistencia adoptados por distintas guías internacionales para pilares de hormigón confinados con FRP sometidos a compresión centrada

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.3989/mc.2021.11521

Palabras clave:

Hormigón, Materiales compuestos, Resistencia a compresión, Confinamiento, Refuerzo estructural

Resumen


El refuerzo con encamisados de fibra de carbono es una técnica eficaz para aumentar la resistencia y la capacidad de deformación de pilares de hormigón de sección circular y cuadrada sometidos a carga axial, si bien la eficiencia del confinamiento disminuye en elementos de sección rectangular. El proyecto de investigación BIA 2016-80310-P incluye un programa experimental sobre probetas de hormigón en masa de tamaño intermedio reforzadas con camisas de fibra de carbono, en su mayor parte de sección cuadrada y rectangular. Los resultados obtenidos, junto con los de otros ensayos de características similares incluidos en dos bases de datos publicadas, se comparan con las predicciones de cuatro guías internacionales. Se analiza la incidencia de parámetros claves en los resultados experimentales, tales como la relación de aspecto entre lados de la sección, la deformación efectiva de la camisa en la rotura o el radio de redondeo de la esquina. Como resultado, se proponen dos factores de eficiencia de deformación, uno para probetas circulares y otro para rectangulares. Las predicciones de alguna de las guías, basadas en modelos de diseño de tipo lineal simple, mejoran al emplear el factor de eficiencia de deformación propuesto para secciones rectangulares.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

Siddika, A.; Al Mamun, M.A.; Ferdous, W.; Alyousef, R. (2020) Performances, challenges and opportunities in strengthening reinforced concrete structures by using FRPs-A state-of-the-art review. Eng. Fail. Anal. 111, 104480. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2020.104480

De Lorenzis, L.; Tepfers, R. (2003) Comparative study of models on confinement of concrete cylinders with fiber-reinforced polymer composites. J. Comp. Construc. 7, 219-237. https://doi.org/10.1061/(ASCE)1090-0268(2003)7:3(219)

Ozbakkaloglu, T.; Lim, J.C. (2013) Axial compressive behavior of FRP-confined concrete: Experimental test database and a new design-oriented model. Compos. Part B. Eng. 55, 607-634. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2013.07.025

.4.Mirmiran, A.; Shahawy, M.; Samaan, M.; El Echary, H.; Mastrapa, J.C.; Pico, O. (1998) Effect of column parameters on FRP-confined concrete. J. Compos Constr. 2 [4], 175-185. https://doi.org/10.1061/(ASCE)1090-0268(1998)2:4(175)

Ilki, A.; Kumbasar, N. (2003) Compressive behaviour of carbon fibre composite jacketed concrete with circular and non-circular cross-sections. J. Earthq. Eng. 7 [03], 381-406. https://doi.org/10.1080/13632460309350455

Tao, Z.; Yu, Q.; Zhong, Y-Z. (2008) Compressive behaviour of CFRP-confined rectangular concrete columns. Mag. Concr. Res. 60 [10], 735-745. https://doi.org/10.1680/macr.2007.00115

Pham, T.M.; Hadi, M.N. (2014) Stress prediction model for FRP confined rectangular concrete columns with rounded corners. J. Comp. Construc. 18 [1], 04013019. https://doi.org/10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0000407

De Diego, A.; Arteaga, A.; Fernández, J. (2019) Strengthening of square concrete columns with composite materials. Investigation on the FRP jacket ultimate strain. Compos. Part B. Eng. 162, 454-460. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2019.01.017

Nisticò, N.; Monti, G. (2013) RC square sections confined by FRP: Analytical prediction of peak strength. Compos. Part B. Eng. 45 [1], 127-137. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2012.09.041

Spoelstra, M.R.; Monti, G. (1999) FRP-confined concrete model. J. Comp. Construc. 3 [3], 143-150. https://doi.org/10.1061/(ASCE)1090-0268(1999)3:3(143)

Lin, G.; Teng, J.G. (2020) Advanced stress-strain model for FRP-confined concrete in square columns. Compos. Part B. Eng. 197, 108149. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2020.108149

Shayanfar, J.; Barros, J.; Rezazadeh, M. (2021) Generalized Analysis-oriented model of FRP confined concrete circular columns. Compos. Struct. 270, 114026. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2021.114026

American Concrete Institute (2017) ACI-440.2R-17, Guide for the design and construction of externally bonded FRP systems for strengthening concrete structures, Farmington Hills, Michigan.

Concrete Society (2012) TR55 Technical Report Design guidance for strengthening concrete structures using fibre composite materials, 3rd edition, UK.

Fédération internationale du béton (2019) fib Bulletin 90, Externally bonded FRP reinforcement for RC structures. fib, Lausanne, Switzerland.

National Research Council, Advisory Committee on Technical Recommendations for Construction (2013) CNR-DT200_R1. Guide for the design and construction of externally bonded FRP systems for strengthening existing structures, Italy.

Lam, L.; Teng, J.G. (2003) Design-oriented stress-strain model for FRP-confined concrete in rectangular columns. J. Reinf. Plast. Compos. 22, 1149-1186. https://doi.org/10.1177/0731684403035429

Teng, J.G.; Jiang, T.; Lam, L.; Luo, Y.Z. (2009) Refinement of a design-oriented stress-strain model for FRP-confined concrete. J. Compos. Constr. 13, 269-278. https://doi.org/10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0000012

Publicado

2021-11-12

Cómo citar

Gutiérrez, J. ., Martínez, S. ., de Diego, A. ., Castro, V. ., & Echevarría, L. . (2021). Análisis experimental y modelos de resistencia adoptados por distintas guías internacionales para pilares de hormigón confinados con FRP sometidos a compresión centrada. Materiales De Construcción, 71(344), e266. https://doi.org/10.3989/mc.2021.11521

Número

Sección

Artículos

Datos de los fondos

Agencia Estatal de Investigación
Números de la subvención BIA2016-80310-P

European Regional Development Fund
Números de la subvención BIA2016-80310-P

Ministerio de Ciencia e Innovación
Números de la subvención BES2017-080647

European Social Fund
Números de la subvención BES2017-080647

Consejo Superior de Investigaciones Científicas
Números de la subvención PIE-202060E267