Comportamiento Cíclico de Juntas Viga-Columna Reforzadas con FRP bajo Diversos Niveles de Daño en el Concreto
Autores: Al-Rousan, Rajai; Nusier, Osama; Abdalla, Khairedin; Alhassan, Mohammad; Vougioukas, Emmanouil A.; Stamos, Athanassios A.; Lagaros, Nikos D.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Comportamiento Cíclico de Juntas Viga-Columna Reforzadas con FRP bajo Diversos Niveles de Daño en el Concreto
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Eficiencia
Material compuesto de FRP
Técnica de unión externa
Unión viga-columna
Carga axial de columna
Resistencia a la compresión del concreto
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Este documento tiene como objetivo examinar la eficiencia de utilizar el material compuesto de FRP con una técnica de unión externa para mejorar el comportamiento de las juntas B-C dañadas y controlar su modo de fallo utilizando el enfoque NLFEA. En primer lugar, la junta viga-columna modelada fue validada según los resultados experimentales obtenidos previamente. Más tarde, el modelo se amplió para experimentar con el impacto de la carga axial de la columna y la resistencia a compresión del concreto en los modelos reforzados y no reforzados con FRP. Para realizar el experimento, se consideraron tres casos de aplicación de la carga axial de la columna: sin carga aplicada (0%), aplicando 25%, aplicando 50% y aplicando 75%, mientras que el nivel de degradación de la resistencia a compresión del concreto fue (0% de daño), (25% de daño) y (50% de daño). Todos los modelos fueron evaluados por su rendimiento estructural, considerando: el modo de fallo, la distribución de tensiones y las capacidades últimas en tracción y compresión con sus correspondientes desplazamientos. Sin embargo, se informaron los bucles e envolventes de histéresis de carga-desplazamiento horizontal, la degradación de la rigidez, la ductilidad del desplazamiento y la disipación de energía. Los resultados experimentales revelaron que el uso de FRP para reforzar externamente las juntas B-C mejoró el rendimiento cíclico general, ya que el FRP provocó un aumento en la capacidad de carga última, el desplazamiento horizontal, la ductilidad del desplazamiento y la disipación de energía del desplazamiento, mientras que ralentizó la degradación de la rigidez. Además, el material FRP convirtió el modo de fallo de la región entre la junta y la columna de frágil a dúctil debido a la formación de una bisagra plástica solo en el lado de la viga cuando la carga axial de la columna superó el 25%. Debe notarse que cuando la carga axial de la columna es inferior al 25%, la capacidad última de carga axial y la deflexión resultante solo mejoran. Sin embargo, se ha afirmado que aumentar la carga axial de la columna en un 25% incrementa la degradación de la rigidez resultante en un 3% para juntas no dañadas, lo que aumenta aún más en un 16% por cada nivel de daño incrementado. En contraste, la energía absorbida aumenta en un 170% bajo carga axial, aumentando en un 25%, lo que se reduce a solo una cuarta parte bajo los diversos niveles de daño. En general, las observaciones resultantes ayudan a ingenieros especializados a reforzar adecuadamente las juntas B-C en edificios ya existentes debido a su precisión.
Descripción
Este documento tiene como objetivo examinar la eficiencia de utilizar el material compuesto de FRP con una técnica de unión externa para mejorar el comportamiento de las juntas B-C dañadas y controlar su modo de fallo utilizando el enfoque NLFEA. En primer lugar, la junta viga-columna modelada fue validada según los resultados experimentales obtenidos previamente. Más tarde, el modelo se amplió para experimentar con el impacto de la carga axial de la columna y la resistencia a compresión del concreto en los modelos reforzados y no reforzados con FRP. Para realizar el experimento, se consideraron tres casos de aplicación de la carga axial de la columna: sin carga aplicada (0%), aplicando 25%, aplicando 50% y aplicando 75%, mientras que el nivel de degradación de la resistencia a compresión del concreto fue (0% de daño), (25% de daño) y (50% de daño). Todos los modelos fueron evaluados por su rendimiento estructural, considerando: el modo de fallo, la distribución de tensiones y las capacidades últimas en tracción y compresión con sus correspondientes desplazamientos. Sin embargo, se informaron los bucles e envolventes de histéresis de carga-desplazamiento horizontal, la degradación de la rigidez, la ductilidad del desplazamiento y la disipación de energía. Los resultados experimentales revelaron que el uso de FRP para reforzar externamente las juntas B-C mejoró el rendimiento cíclico general, ya que el FRP provocó un aumento en la capacidad de carga última, el desplazamiento horizontal, la ductilidad del desplazamiento y la disipación de energía del desplazamiento, mientras que ralentizó la degradación de la rigidez. Además, el material FRP convirtió el modo de fallo de la región entre la junta y la columna de frágil a dúctil debido a la formación de una bisagra plástica solo en el lado de la viga cuando la carga axial de la columna superó el 25%. Debe notarse que cuando la carga axial de la columna es inferior al 25%, la capacidad última de carga axial y la deflexión resultante solo mejoran. Sin embargo, se ha afirmado que aumentar la carga axial de la columna en un 25% incrementa la degradación de la rigidez resultante en un 3% para juntas no dañadas, lo que aumenta aún más en un 16% por cada nivel de daño incrementado. En contraste, la energía absorbida aumenta en un 170% bajo carga axial, aumentando en un 25%, lo que se reduce a solo una cuarta parte bajo los diversos niveles de daño. En general, las observaciones resultantes ayudan a ingenieros especializados a reforzar adecuadamente las juntas B-C en edificios ya existentes debido a su precisión.