Comparación de la resistencia a la flexión de una columna cuadrada f'c=210 kg/cm² con refuerzo de fibras de carbono y de manera convencional, utilizando el Mathcad

Abstract

El presente trabajo se realiza para determinar y comparar en forma teórica la capacidad a flexo – compresión de columnas cuadradas de concreto armado sin reforzar y reforzadas mediante la adición del confinamiento externo con mantas de fibra de carbono. Generar por primera vez un procedimiento general de diseño para una columna cuadrada que sea simple de usar, además de mostrar por la curva de esfuerzo-deformación obtenida de este procedimiento; para esto se construirá la curva de flexo-compresión de las columnas, estas graficas se basarán en la metodología seguida en el libro de Estructuras de Concreto Reforzado de R.Park y T. Paulay y la normativa alemana DAfStb; generara una comparación de las curva de flexo-compresión de la columna de concreto armado versus la curva de flexo-compresión de una columna de concreto armada reforzada externamente con fibra de carbono y en ellas se verificara si genera aumento. Las curvas se construirán para la resistencia de concreto armado de f´c=210 kg/cm2; se usará la sección típica de concreto armado, también se responderán a las dudas si las columnas reforzadas tienen el mismo punto de falla que las columnas sin reforzar o si son iguales las deformaciones ultimas. Se hace mención que las gráficas de las curvas de flexo-compresión son dos ejemplos (Ver Anexo 02, pág. 75), para la resistencia a la compresión del concreto f’c = 210 kg/cm2 y sección cuadrada de columna de concreto armado, en estas graficas se responderá que nunca una columna reforzada con fibra de carbono y una columna sin refuerzo tienen la misma deformación unitaria ultima y si la sección reforzada tendrá una falla dúctil. Se procede al análisis de los principales modelos de confinamiento aplicados a una sección de columna circular reforzada para esto se usará la normativa alemana “COMISIÓN ALEMANA PARA CONCRETO ARMADO” (Cuyas siglas son DAfStb- Deutsche Ausschuss für Stahlbeton), la cual se basa en las curvas de Liam y Teng que se van a usar como solo como guía para la construcción de un procedimiento propio para generar las gráficas de flexo-compresión de las secciones de columna cuadradas, creando una propia teoría de refuerzo de columnas cuadradas o rectangulares. PALABRAS CLAVE: refuerzo con FRP, estándar DafStb “Comisión alemana para concreto armado”.

The present work is carried out to determine and to compare in a theoretical way the capacity to flex – compression of square columns of reinforced concrete without reinforcing and reinforced by the addition of the external confinement with blankets of carbon fiber. To demonstrate theoretically whether the external reinforcement with carbon fiber generates increase of axial load and flexion; This will be verified with the construction of the flexo – compression curve of the columns, these graphs will be based on the methodology followed in the book of Reinforced Concrete Structures of R.Park and T. Paulay; The flexo – compression curve of the reinforced concrete column versus the flexo – compression curve of an externally reinforced reinforced concrete column with carbon fiber will be constructed and verified if it generates increments. The curves will be constructed for the resistance of reinforced concrete of f'c = 210 kg/cm2; The typical section of reinforced concrete, square section, will be used. It is mentioned that the graphs of the flexo – compression curve are two examples (See Annex 02) for the compressive strength of concrete f'c = 210 and square section of column of reinforced concrete. The main confinement models applied to a reinforced column section are analyzed in order to use the German standard “GERMAN COMMISSION FOR ARMED CONCRETE“ (DAfStb - Deutsche Ausschuss für Stahlbeton), which is based on the curves Of Liam and Teng which will be used as a guide for the construction of the flexo – compression graphs of the given column sections. KEYWORDS: reinforcement with FRP, standard DafStb, reinforcement of columns.