Vigas de hormigón armado reforzadas con laminados de FRP

La capacidad de carga última de las vigas de hormigón reforzadas con laminados de FRP está relacionada con el nivel de esfuerzo inicial. La capacidad portante última de las vigas de hormigón reforzadas con laminados de FRP es máxima cuando el esfuerzo inicial es nulo. La capacidad de carga de las vigas reforzadas con materiales fibrosos es mínima cuando se someten a una carga del 50% sin descarga.

RC beams strengthened with FRP laminates

1. modos de fallo de hormigón armadoVigas reforzadas con laminado FRP

1,1 fracaso de trituración de hormigón en la zona de compresión


Tal destrucción incluye 2 situaciones. El primer caso es que el hormigón en el área de compresión se tritura antes de que el acero de tracción alcance su rendimiento. Similar a la falla de refuerzo excesivo de las vigas de hormigón armado ordinarias, esta falla se debe a la cantidad excesiva de refuerzo de tela de fibra y anclaje confiable. Este tipo de barra de acero de falla no ha cedido, la resistencia de la tela de fibra está lejos de ser completamente ejercida, y casi no hay signos de falla cuando se destruye. Tiene una fragilidad evidente. El refuerzo máximo de la tela de fibra debe controlarse estrictamente en el diseño para evitar este tipo de falla. En el segundo caso, el hormigón en la zona de compresión se tritura después de que el refuerzo de tracción cede, mientras que la tela de fibra aún no se ha separado.


1,2 fallo de rotura de la fibra


Bajo la acción de la carga externa, la barra de acero extensible cede primero, y con el aumento adicional de la carga, el tablero de fibras unido a la parte inferior de la viga se separa, y luego el concreto en el área de compresión se tritura y la viga se destruye por completo. Esta forma de falla se llama falla de rotura de fibra. En otro caso, la barra de acero a tracción cede primero, y luego el tablero de fibra alcanza su tensión de tracción final y se rompe, pero el hormigón en la zona de compresión aún no está dañado.


1,3 fracaso de bonos


Antes de alcanzar la capacidad de carga de la sección normal, se produce una falla de unión entre la tela de fibra y la interfaz adhesiva. Cuando se produce el patrón de falla, hay muy pocas partículas de concreto en la tela de fibra que se desprende. La falla del adhesivo es causada principalmente por el bajo rendimiento del pegamento y la mala calidad de la construcción.


1,4 fracaso de la cáscara


Antes de alcanzar la capacidad de carga de la sección normal, se produce la falla de desunión entre el concreto y la interfaz adhesiva. La razón principal de este modo de falla es que la acción combinada de la tensión de corte y la tensión normal en la superficie del concreto provoca la generación y expansión de grietas horizontales, lo que lleva a la extracción del concreto y, a veces, incluso toda la capa protectora de vigas de concreto se tira hacia abajo. La falla de pelado se debe principalmente al hecho de que la capa protectora de concreto es demasiado delgada o las medidas de anclaje no son suficientes. En la construcción, se debe garantizar el espesor de la capa protectora de hormigón de la barra de acero. En el diseño de refuerzo, se deben garantizar suficientes medidas de anclaje, generalmente anclaje de longitud completa o medidas de anclaje confiables adicionales.


RC beams strengthened with FRP laminates

2. Suposición de cálculo


El estudio experimental del refuerzo de flexión de tela de fibra muestra que la suposición de la distribución de tensión de sección plana todavía se usa, y la suposición de la sección plana también es aplicable a la distribución incremental de la tensión seccional en la segunda etapa bajo carga secundaria. La capacidad de carga de la estructura reforzada está directamente relacionada con la relación tensión-deformación del material, el valor de deformación final de la estructura original y la diferencia de tensión o deformación entre las piezas antiguas y las nuevas.


Además de los supuestos básicos en la literatura sobre el cálculo de la capacidad de carga de la sección normal de los miembros de flexión, el fortalecimiento de flexión con laminado de FRP también debe cumplir los siguientes requisitos:


(1) Cuando el miembro alcanza el estado final de la capacidad de flexión, la tensión de tracción de la lámina de fibra se determinará en el supuesto de que la tensión de la sección transversal permanezca plana, pero no excederá la tensión de tracción permitida de la lámina de fibra.


(2) Al considerar la influencia de la fuerza secundaria, el plano debe mantenerse de acuerdo con la tensión de la sección de acuerdo con la condición de carga en el momento del refuerzo.


El supuesto de calcular la deformación inicial del hormigón en el borde de la zona de tensión antes de la consolidación.


(3) la tensión de tracción del laminado de FRP debe tomar el producto del módulo elástico y la tensión de tracción de la lámina de fibra.


(4) No hay falla de pelado de unión entre la lámina de fibra y el concreto antes de alcanzar la capacidad de flexión final.

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RC beams strengthened with FRP laminates

Conclusión


La capacidad de carga final de las vigas de hormigón reforzadas con laminado FRP está relacionada con el nivel de tensión inicial. La última capacidad de carga de las vigas de hormigón reforzadas con laminado FRP es la más grande cuando la tensión inicial es cero. La capacidad de carga de las vigas reforzadas con materiales de fibra es la mínima cuando se carga al 50% sin descarga. La capacidad de carga de las vigas de hormigón reforzado con CFRP es la más alta. La capacidad de carga de las vigas de hormigón reforzado con GFRP es la más pequeña. La capacidad portante de las vigas de hormigón reforzadas con fibras híbridas está entre dos.


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