Influencia de la adición de las fibras de acero en la ductilidad de columnas de concreto reforzado

Abstract

Las columnas de concreto reforzado deben incursionar en el rango inelástico para disipar gran parte de la energía, con el fin qué, se mantenga la resistencia y capacidad de disipar energía se requiere que el elemento sea dúctil, por tal motivo en la norma E060 del año 2009 del RNE (Reglamento Nacional de Edificaciones), se establecen requisitos, como por ejemplo, refuerzo transversal, separaciones máximas, longitud de confinamiento (Lo) y ganchos sísmicos. Cuando una columna se comprime axialmente, el material es empujado hacia fuera, dando como resultado dimensiones aumentadas de la sección transversal conllevando a la disminución de su resistencia a carga axial. Es por ello que surge la necesidad de incluir las fibras de acero en la matriz de concreto para que actúen activándose una serie de mecanismos que se oponen al avance del desprendimiento del concreto, denominándose a este efecto aumento de la tenacidad dando como resultado incremento de la ductilidad. Se realizó el programa experimental incluyendo el diseño, construcción y prueba de las 18 columnas bajo carga concentrada concéntrica. Fueron 6 muestras las cuales fueron construidas con concreto convencional con áreas de acero longitudinal de 3/8”,12 mm y 1/2““, además se construyó 12 muestras con misma área de acero ya mencionadas pero incluyéndolas a las muestras los respectivos porcentaje de fibra de acero 38.25kg/m3 y 58.87kg/m3 Con la inclusión de 58.87 kg/m3 de fibras de acero se obtiene mejores resultados en cuanto la Ductilidad y capacidad de Resistencia a Carga Axial.

Reinforced concrete columns must venture the inelastic range to dissipate much of the energy, so that, if resistance and energy dissipation are maintained, the element is required to be ductile. In the E060 standards of the RNE 2009, transverse reinforcement requirements are established, such as maximum separations, confinement length (Lo) and seismic hooks. When a column was compressed axially, the material is pushed outward, resulting in increased cross-sectional dimensions and in turn lowering its axial load resistance. It is for this reason that the need arises to include the steel fibers in the concrete matrix so that they act by activating a series of mechanisms that oppose to the advance of the detachment of the concrete, denominating to this effect increase of the tenacity resulting in increase of the ductility. The experimental program was carried out including the design, construction and testing of the 18 columns under concentrated concentric load. There were 6 samples which were constructed with conventional concrete with areas of 3/8 ““, 12 mm and 1/2““ longitudinal steel, in addition 12 samples with the same area of steel already mentioned but including the respective percentage of Steel fiber 38.25kg/m3 and 58.87kg/m3 With the inclusion of 58.87 kg / m3 of steel fibers, better results was obtained in terms of Ductility and capacity of Resistance to Axial Load.