Reforzamiento estructural de un edificio educativo bajo exigencias de normativas vigentes haciendo uso de fibra de carbono CFRP

Abstract

Esta investigación abordará el análisis estructural en términos de control de demandas sísmicas y criterios de serviciabilidad de la edificación perteneciente a la “Universidad Católica San Pablo” denominada como “Edificio John H. Newman” conformada por cinco bloques de los cuales los cuatro primeros correspondientes al uso de aulas son parte del alcance de estudio. Para comenzar se realizará una revisión bibliográfica del estado del arte referente a normas de diseño, ensayos experimentales y aplicaciones de refuerzos a base de fibra de carbono (CFRP); en base a la revisión literaria y análisis de la estructura se propone un el reforzamiento de la edificación utilizando fibra de carbono (CFRP), adición de muros de concreto y conformación de diafragmas rígidos con la finalidad de cumplir con las normativas vigentes. Posteriormente se desarrollará una metodología de aplicación de fibra de carbono (CFRP) para el cumplimiento de los objetivos. Seguidamente, se desarrollan ensayos experimentales de vigas con refuerzo de fibra de carbono (CFRP) las cuales estarán sometidas a dos consideraciones de cargas puntuales, una carga puntual centrada y dos a los tercios de la viga. Seguidamente, se desarrolla el estudio de exploración de las condiciones de la estructura del Edificio John H. Newman in situ así como el levantamiento de la estructura existente y elementos estructurales, dicha información proporcionará las propiedades para realizar un modelo matemático empleando como herramienta de análisis el software ETABS 2019, basado en la idealización de la estructura en elementos finitos; para la verificación del cumplimiento de las derivas de diseño, demanda de cargas y parámetros relevantes en el análisis tanto para las nuevas condiciones de servicio y edificación existente antes de la intervención de reforzamiento. Finalmente, se identificó los elementos que requieren ser reforzados mediante la aplicación de fibra de carbono (CFRP), ubicación de nuevos muros de concreto para control de desplazamientos y reforzamiento mediante el cambio de coberturas ligeras por losas aligeradas para conformación de diafragma rígido; todo esto con la finalidad de mantener a la estructura en un intervalo elástico post sismo. Así mismo, se determinó el incremento que tienen los elementos reforzados con fibra de carbono (CFRP) de la propuesta de diseño para el Edificio John H. Newman y de las vigas de ensayo reforzadas con fibra de carbono (CFRP) según las propiedades y capacidad de resistencia. Obteniendo mayor incremento de resistencia en las vigas ensayadas reforzadas con fibra de carbono (CFRP) respecto a las vigas diseñadas bajo la metodología desarrollada en la presente investigación.