Desempeño Estructural de una Columna de Concreto Cuadrada de Núcleo Hueco Reforzada Longitudinalmente con Barras de GFRP bajo Carga Concéntrica
Autores: Said, AbdulMuttalib I.; Hilfi, Hussein A.; Allawi, Abbas A.; Wardeh, George
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Desempeño Estructural de una Columna de Concreto Cuadrada de Núcleo Hueco Reforzada Longitudinalmente con Barras de GFRP bajo Carga Concéntrica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Civil y Estructural
Palabras clave
Columnas de concreto
Secciones de núcleo hueco
Polímero reforzado con fibra de vidrio
Refuerzo GFRP
Cargas de compresión axial
Relación de refuerzo longitudinal
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 40
Citaciones: Sin citaciones
Las columnas de concreto con secciones de núcleo hueco encuentran una amplia aplicación debido a su excelente eficiencia estructural y utilización eficiente de materiales. Sin embargo, la corrosión representa un desafío en los edificios de concreto con refuerzo de acero. Este artículo explora la posibilidad de utilizar refuerzo de polímero reforzado con fibra de vidrio (GFRP) como un sustituto no corrosivo y económicamente viable del refuerzo de acero en columnas de concreto huecas cortas y cuadradas. Se prepararon meticulosamente doce columnas huecas cortas en los experimentos de laboratorio y se sometieron a cargas de compresión axial pura hasta el fallo. Todas las columnas presentaban una sección cuadrada hueca con dimensiones exteriores de (180 x 180) mm y una altura de 900 mm. Las columnas se categorizaron en cuatro grupos separados con diferentes variables: relación de refuerzo longitudinal de acero y GFRP, relación de hueco, espaciamiento entre ataduras y tipo de refuerzo. Los hallazgos experimentales indican la participación compresiva de las barras longitudinales de GFRP, estimada en aproximadamente el 35% de la resistencia a la tracción de las barras de GFRP. Notablemente, el aumento del refuerzo longitudinal de GFRP mejoró significativamente la capacidad de carga última de las muestras de columnas cuadradas huecas de GFRP. Específicamente, elevar la relación de refuerzo de GFRP del 1.46% al 2.9%, 3.29%, 4.9% y 5.85% resultó en mejoras de capacidad de carga axial del 32.3%, 43.9%, 60.5% y 71.7%, respectivamente. En particular, las muestras de GFRP mostraron una disminución en la capacidad del 13.1%, 9.2% y 9.4%, respectivamente. Notablemente, la contribución de carga del refuerzo de acero al refuerzo de GFRP (con áreas seccionales similares) fue de aproximadamente tres a cuatro veces la carga axial máxima, destacando la mayor participación de carga del refuerzo de acero debido a su mayor módulo elástico. Además, el modelado y análisis numérico realizado utilizando el software ABAQUS/CAE 2019 mostró una fuerte concordancia con los hallazgos experimentales en relación con los modos de fallo y la capacidad para soportar cargas axiales.
Descripción
Las columnas de concreto con secciones de núcleo hueco encuentran una amplia aplicación debido a su excelente eficiencia estructural y utilización eficiente de materiales. Sin embargo, la corrosión representa un desafío en los edificios de concreto con refuerzo de acero. Este artículo explora la posibilidad de utilizar refuerzo de polímero reforzado con fibra de vidrio (GFRP) como un sustituto no corrosivo y económicamente viable del refuerzo de acero en columnas de concreto huecas cortas y cuadradas. Se prepararon meticulosamente doce columnas huecas cortas en los experimentos de laboratorio y se sometieron a cargas de compresión axial pura hasta el fallo. Todas las columnas presentaban una sección cuadrada hueca con dimensiones exteriores de (180 x 180) mm y una altura de 900 mm. Las columnas se categorizaron en cuatro grupos separados con diferentes variables: relación de refuerzo longitudinal de acero y GFRP, relación de hueco, espaciamiento entre ataduras y tipo de refuerzo. Los hallazgos experimentales indican la participación compresiva de las barras longitudinales de GFRP, estimada en aproximadamente el 35% de la resistencia a la tracción de las barras de GFRP. Notablemente, el aumento del refuerzo longitudinal de GFRP mejoró significativamente la capacidad de carga última de las muestras de columnas cuadradas huecas de GFRP. Específicamente, elevar la relación de refuerzo de GFRP del 1.46% al 2.9%, 3.29%, 4.9% y 5.85% resultó en mejoras de capacidad de carga axial del 32.3%, 43.9%, 60.5% y 71.7%, respectivamente. En particular, las muestras de GFRP mostraron una disminución en la capacidad del 13.1%, 9.2% y 9.4%, respectivamente. Notablemente, la contribución de carga del refuerzo de acero al refuerzo de GFRP (con áreas seccionales similares) fue de aproximadamente tres a cuatro veces la carga axial máxima, destacando la mayor participación de carga del refuerzo de acero debido a su mayor módulo elástico. Además, el modelado y análisis numérico realizado utilizando el software ABAQUS/CAE 2019 mostró una fuerte concordancia con los hallazgos experimentales en relación con los modos de fallo y la capacidad para soportar cargas axiales.