Tesis:
Innovación en el refuerzo de estructuras de hormigón a flexión con refuerzos NSM CFRP pretensado, para el control de residuos de construcción y demolición.
- Autor: ALCARAZ CARRILLO DE ALBORNOZ, Vicente
- Título: Innovación en el refuerzo de estructuras de hormigón a flexión con refuerzos NSM CFRP pretensado, para el control de residuos de construcción y demolición.
- Fecha: 2011
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES
- Departamentos: INGENIERIA MECANICA Y DE FABRICACION
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: LUIZAGA PATIÑO, Alfredo
- Resumen: Las causas de intervención o refuerzo de una estructura de hormigón armado son diversas, entre las que figuran: catástrofes naturales, errores de proyecto, calidad defectuosa de los materiales utilizados, mala ejecución, modificaciones de uso o un mantenimiento incorrecto. La fabricación de polímeros reforzados con fibra de carbono (FRP) en formato de barras similares a las de acero, proporciona una nueva modalidad de refuerzo. Las barras se incorporan en unas hendiduras longitudinales practicadas en la cara inferior de las vigas, quedando embebidas dentro del hormigón, aunque cerca de la superficie, Esta configuración de refuerzo se denomina en inglés NSM (“Near Surface Mounted”). En el presente trabajo, además de reforzar vigas con barras de fibra de carbono en configuración NSM pegadas con resina epoxídica se han realizado refuerzos activos. Esto se consigue sometiendo a las varillas de refuerzo a un pretensado. El pretensado del refuerzo supone un inconveniente por la fragilidad del mismo y su dificultad de implementación fuera del laboratorio. Para poder realizar este proceso se ha diseñado un dispositivo, que se encuentra en proceso de tramitación de patente. Para el desarrollo del plan experimental, se construyeron 12 vigas de hormigón armado a escala reducida (20xl0x110 cm). Finalmente hubo que descartar 3 vigas, por resultar excesivos los refuerzos a flexión empleados. Utilizando expresiones desarrolladas en un trabajo anterior (Luizaga, 2005) se determinó el momento de agotamiento de la armadura pasiva y el momento de agotamiento del hormigón a compresión La diferencia entre estos dos momentos constituye el máximo refuerzo que se puede introducir de forma eficaz en la viga, de tal forma que ambos mecanismos de fallo se produzcan de forma simultánea. Las vigas se dividieron en tres lotes para poder contrastar estadísticamente los resultados obtenidos. La distribución de lotes fue la siguiente: lote A (vigas sin refuerzo), lote B (vigas con refuerzo pasivo) y lote C (vigas con refuerzo activo). Una vez realizada la caracterización de todos los materiales se procedió al refuerzo de las vigas de los lotes B y C. Para el diseño de los refuerzos se realizó un análisis teórico, tomando como punto de partida los momentos de agotamiento de la sección en vigas no reforzadas. Estudiando los modos de fallo en un trabajo anterior se llegó a la conclusión de que el mecanismo de fallo de las vigas reforzadas seria a cortante. Siendo el objetivo de la investigación estudiar el comportamiento del refuerzo en flexión, se reforzó también las vigas frente a esfuerzos cortantes. El refuerzo consistió en incorporar anillos de tejidos de fibra de carbono encolados con resma epoxídica, en las secciones críticas donde se presenta esta acción. Existió un efecto pasador y de confinamiento durante la realización de los ensayos, que no se analizó por no ser el objetivo principal del estudio. En virtud de los resultados teóricos y experimentales obtenidos, las principales conclusiones a las que se ha llegado son las siguientes:1.- La incorporación de barras de refuerzo FRP reduce la flecha en centro de vano y retrasa la aparición de fisuras. 2.- Las fórmulas teóricas desarrolladas para la determinación de momentos y deformaciones en vigas reforzadas con telas de fibra de carbono se ajustan razonablemente a los resultados experimentales obtenidos en el refuerzo de vigas con barras de fibra de FRP. 3.- La introducción de precargas en los refuerzos a flexión resulta complicada, si bien ha podido conseguirse en condiciones próximas a las de una obra en los experimentos realizados. Será necesario mejorar no obstante la técnica de inyección del adhesivo estructural, para eliminar las oquedades que aparecieron durante los ensayos de las vigas V-8 y V-9. El trabajo finaliza proponiendo unas futuras líneas de investigación, entre las que destaca la realización de nuevos experimentos tanto a flexión como a cortante con una técnica de pretensado mejorada.