Polímero Reforzado con Fibra como Conexiones de Techo a Pared de Madera para Resistir Cargas de Viento de Huracán
Autores: Dhakal, Aman; Parvin, Azadeh
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Polímero Reforzado con Fibra como Conexiones de Techo a Pared de Madera para Resistir Cargas de Viento de Huracán
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Civil y Estructural
Palabras clave
Madera
Conexiones
FEA
GFRP
Anclajes
Corte
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
Las conexiones de techo a pared de madera ligera son vulnerables cuando se someten a vientos de alta velocidad. En lugar de conexiones metálicas tradicionales, el presente estudio de análisis de elementos finitos (FEA) se centra en el uso de epoxi y ataduras de FRP no corrosivas y fáciles de aplicar para conectar el techo y las paredes en estructuras de madera. Los modelos FEA de la conexión de GFRP de techo a pared de madera fueron validados con un estudio experimental en la literatura. Posteriormente, se realizó un estudio paramétrico sobre los modelos FEA validados. Los parámetros considerados fueron la adición de anclajes para asegurar las ataduras de GFRP para los modelos FEA de pruebas de corte y elevación, y varios tipos de FRP. El modelo de elevación de la conexión de techo a pared de madera fue sometido a carga cíclica monotónica para simular el efecto de la carga del viento. Además, se examinaron las ataduras de FRP de carbono y basalto bajo carga cíclica monotónica. Para evaluar la eficiencia de las ataduras de GFRP con y sin anclajes, se calcularon las cargas de diseño de corte y elevación especificadas en ASCE 7-16. Finalmente, se propuso una fórmula para aproximar la resistencia al corte de la conexión de GFRP en comparación con las conexiones de placa metálica atornillada de doble corte. Los modelos FEA y los resultados experimentales estuvieron en buena concordancia. Los resultados del elemento finito revelaron que el anclaje aumentó la capacidad de carga de elevación en un 15%, pero el aumento en la capacidad de corte fue insignificante. Comparando las ataduras de FRP de vidrio, carbono y basalto, el BFRP fue superior en capacidad de deformación y el CFRP proporcionó más rigidez en la simulación de prueba de elevación. Se encontró que las ataduras de GFRP eran aproximadamente nueve veces más fuertes en corte y dos veces más fuertes en resistencia a la elevación que los clips para huracanes. Finalmente, la fórmula propuesta podría predecir la resistencia al corte de la conexión de atadura de GFRP, lo que a su vez contribuye al diseño y a futuras investigaciones.
Descripción
Las conexiones de techo a pared de madera ligera son vulnerables cuando se someten a vientos de alta velocidad. En lugar de conexiones metálicas tradicionales, el presente estudio de análisis de elementos finitos (FEA) se centra en el uso de epoxi y ataduras de FRP no corrosivas y fáciles de aplicar para conectar el techo y las paredes en estructuras de madera. Los modelos FEA de la conexión de GFRP de techo a pared de madera fueron validados con un estudio experimental en la literatura. Posteriormente, se realizó un estudio paramétrico sobre los modelos FEA validados. Los parámetros considerados fueron la adición de anclajes para asegurar las ataduras de GFRP para los modelos FEA de pruebas de corte y elevación, y varios tipos de FRP. El modelo de elevación de la conexión de techo a pared de madera fue sometido a carga cíclica monotónica para simular el efecto de la carga del viento. Además, se examinaron las ataduras de FRP de carbono y basalto bajo carga cíclica monotónica. Para evaluar la eficiencia de las ataduras de GFRP con y sin anclajes, se calcularon las cargas de diseño de corte y elevación especificadas en ASCE 7-16. Finalmente, se propuso una fórmula para aproximar la resistencia al corte de la conexión de GFRP en comparación con las conexiones de placa metálica atornillada de doble corte. Los modelos FEA y los resultados experimentales estuvieron en buena concordancia. Los resultados del elemento finito revelaron que el anclaje aumentó la capacidad de carga de elevación en un 15%, pero el aumento en la capacidad de corte fue insignificante. Comparando las ataduras de FRP de vidrio, carbono y basalto, el BFRP fue superior en capacidad de deformación y el CFRP proporcionó más rigidez en la simulación de prueba de elevación. Se encontró que las ataduras de GFRP eran aproximadamente nueve veces más fuertes en corte y dos veces más fuertes en resistencia a la elevación que los clips para huracanes. Finalmente, la fórmula propuesta podría predecir la resistencia al corte de la conexión de atadura de GFRP, lo que a su vez contribuye al diseño y a futuras investigaciones.