Comportamiento inelástico de pórticos de concreto armado con vigas reforzadas a flexión con CFRP
Ante un incremento de solicitaciones sísmicas en una estructura, el cual puede ser generado por incremento de la sobrecarga, o por una debilitación de la estructura por deterioro, las estructuras podrían requerir un reforzamiento. Entre los distintos tipos de reforzamiento empleados actualmente,...
| Autor Principal: | Cajaleón León, Edson Antonio |
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| Formato: | Tesis de Licenciatura |
| Idioma: | Español |
| Publicado: |
Pontificia Universidad Católica del Perú
2018
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| Materias: | |
| Acceso en línea: |
http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/12809 |
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| Sumario: |
Ante un incremento de solicitaciones sísmicas en una estructura, el cual puede ser
generado por incremento de la sobrecarga, o por una debilitación de la estructura por
deterioro, las estructuras podrían requerir un reforzamiento.
Entre los distintos tipos de reforzamiento empleados actualmente, se tiene, dentro de los
casos de intervención externa, el uso de fibra de carbono. Este material se instala
exteriormente, de forma no invasiva, al concreto armado empleando resinas epóxicas para
aumentar la resistencia. Sin embargo, disminuye la ductilidad de la sección debido a que
el CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) es un material frágil.
Comúnmente se diseña el refuerzo con CFRP de las vigas en la zona de mayores
momentos negativos y positivos debido al incremento de las cargas de gravedad o por
deficiencia en estos elementos. Pero, por otro lado, restringe la capacidad de la estructura
para desplazarse inelásticamente antes de la rotura.
El propósito del presente trabajo de tesis es introducir una nueva configuración de
instalación de CFRP; es decir, colocándola solo en la zona de momentos positivos de las
vigas. De esta forma, la estructura podrá rotularse en los momentos negativos
permitiendo un mayor desplazamiento a la estructura que se traducirá en una mejora de
su ductilidad.
Para ello en este trabajo se diseñarán cuatro pórticos distintos que cumplirán con la
Norma E.030 y la Norma E.060. Se idealizarán los pórticos en el programa SAP2000 con
ciertas dimensiones que cumplan una deriva de entrepiso de 6‰. Luego, a los pórticos se
colocarán todos los casos de cargas, así como las combinaciones de cargas pertinentes y
el espectro de respuesta según los parámetros de sitio correspondientes, con lo que se
podrá determinar el diseño de cada sección de concreto armado. Por lo tanto, si
aumentamos la sobrecarga, las secciones de concreto armado de las vigas necesitarán un
reforzamiento. Se reforzarán de dos maneras: a) la primera consiste en reforzar la zona
de momentos positivos y negativos, y b) la segunda consiste solo en reforzar la zona de
momentos positivos. Se diseñan las secciones de concreto armado para ambas maneras
de reforzamiento, se calcula los diagramas de momento-curvatura de todas las secciones
y dichos datos se cargan al programa para asignar las rótulas plásticas de cada elemento.
Finalmente, con un análisis estático no lineal, o también llamado pushover, que consiste
en aplicar a la estructura con fuerzas horizontales incrementales, se obtendrá la curva de
capacidad de la estructura. Esta curva se convertirá en espectro de capacidad para poder
ser comparado con registros sísmicos de tres localidades distintas y determinar su
desempeño en cada uno. Con dichos resultados, se procederá a comparar el desempeño
de una estructura sin reforzar, reforzada en la zona de momentos positivos y negativos, y
reforzada solo en la zona de momentos positivos. |
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