5. Refuerzo a confinamiento

Transcripción

1 5. Reuerzo a coninamiento Se utiliza principalmente en el reuerzo de pilares, silos y depósitos Se puede utilizar MBrace para aportar la resistencia a coninamiento, perdida como consecuencia de una corrosión de los cercos de acero o baja resistencia a compresión del pilar (la capacidad portante es inerior a la diseñada). De este modo se puede volver a garantizar, después del reuerzo, el actor de seguridad original del elemento constructivo 5.1. Filosoia de Diseño Ilustración 1.- Reuerzo a coninamiento en cabeza de pilares Aunque el diseño de estructuras sometidas a cargas de lexión está generalmente basado en la teoría de la plasticidad, la cual asume una alta ductilidad de los elementos de reuerzo, el reuerzo a coninamiento de pilares básicamente lleva a un estado tensional multiaxial de compresión, debido al impedimento de la deormación del hormigón en el plano perpendicular a la carga. Como el aumento de esta capacidad de carga es proporcional al aumento de compresión transversal, es necesaria una baja ductilidad de los elementos de coninamiento. Resultan por lo tanto muy adecuados para esta aplicación los materiales compuestos reorzados con ibras de carbono, los cuales orecen un alto módulo de elasticidad y un comportamiento elástico del material hasta rotura. Teléono bas-cc@bas-cc.es Internet

2 Por lo tanto, se recomienda para reuerzos a coninamiento de pilares la utilización del Sístema MBrace FIBRE En el diseño de este tipo de reuerzos se utilizan las características resistentes de las ibras (la Hoja de Fibra, no contiene matriz polimérica), así como su sección transversal. Debido al proceso de aplicación, la laminación manual no siempre da una colocación óptima de las ibras en la matriz. Existe también un riesgo de dañar las ibras en los cantos de la sección. Se recomienda, entonces, reducir los valores de diseño del módulo elástico de las ibras por un actor de seguridad F.S.= 1,2, en concepto de posibles daños al material de reuerzo. Para el diseño de reuerzo a coninamiento de pilares por medio de ibra de carbono, debe tenerse en cuenta la sección del elemento a reorzar Pilar Sección Rectangular/Cuadrada La resistencia a compresión del hormigón de un pilar coninado (a lo largo de toda su longitud) con MBrace FIBER, viene dada por la siguiente expresión:, c σ 2 = *(1 + 5* ) 2 si σ < 0, 05 Donde: : Resistencia a compresión del hormigón sin coninar (MPa) La contribución del reuerzo de ibras de carbono al coninamiento del hormigón existente, esta dada por: σ = 2 0,5 * α * α n s * W wd Teléono bas-cc@bas-cc.es Internet

3 αs : actor de reducción longitudinal (depende del espaciado longitudinal de reuerzo: si el coninamiento es completo en todo el pilar α s = 1) α n : actor de reducción transversal (depende de la posición de la armadura en sección) Ae,c αn = box * bov Ae,c = box * boy m * (b1 x * biy ) 6 Siendo: Ae,c : el área eectiva del hormigón coninado m: número de barras longitudinales r: recubrimiento Ø: diámetro armadura longitudinal box = a 2 * r φ boy = b 2 * r φ Si no existe armadura interior b1x = box; b1y = boy W wd = W stransv ydtransv * W c,c Wstransv : Volumen (por metro de pilar) del reuerzo completo mediante MBrace. W wstransv = t * 2 * ( a + b) * n Donde: n.: número de capas de reuerzo t : espesor hoja Teléono Fax bas-cc@bas-cc.es Internet

4 W c,c : Volumen (por metro de pilar) del hormigón coninado.(área de hormigón coninado) W b * b c, c = Ac, c = yd transv : para coninamiento con MBrace es ox oy ydtransv 1 = γ m E * γ n * ε u Donde: E: Módulo elástico característico del MBrace FIBER γn: Coeiciente reductor de E. γn = 1,2 γm: Coeiciente de seguridad γm = 1,25 εu : Deormación de diseño de la hoja de MBrace. (εu=5 ) Para realizar el dimensionamiento del reuerzo, debe calcularse el número de capas de reuerzo (n) con las que se debe cubrir el pilar con el in de aumentar la resistencia a compresión del hormigón () existente, al valor que se desee (,c) Pilar Sección Circular El concepto de dimensionamiento está basado en un pilar circular el cual está completamente encamisado con el Sistema MBrace FIBRE. Debido al reuerzo de coninamiento, el hormigón del pilar está expuesto a un estado de tensiones triaxial. La resistencia a compresión del hormigón coninado con ibras queda incrementada hasta un máximo de:, c = + 4* n* σ x Teléono bas-cc@bas-cc.es Internet

5 Donde: : Resistencia a compresión del hormigón sin coninar (MPa) n.: número de capas de reuerzo σ x : tensión horizontal en el hormigón provocada por el reuerzo a coninamiento con ibras de carbono de compresión σ x = d * t r Siendo r, el radio de la base del pilar Para realizar el dimensionamiento del reuerzo, se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones de diseño: Se diseña el reuerzo, permitiendo una elongación de la ibra de 0,6% La resistencia a tracción de diseño de la ibra será: E d ( ε = 0,6%) = *0,006 1,2 Para realizar el dimensionamiento del reuerzo, debe calcularse el número de capas de reuerzo (n) con las que se debe cubrir el pilar con el in de aumentar la resistencia a compresión del hormigón ( ) existente, al valor que se desee (,c ). Teléono bas-cc@bas-cc.es Internet

6 5.2. Detalles constructivos En cuanto a su aplicación, se debe envolver todo el contorno del pilar con el MBrace FIBRE, a lo largo de la longitud deseada, disponiendo la orientación de las ibras de orma radial. Dada la extraordinaria rigidez de las hojas, es buena su eiciencia en el coninamiento del hormigón. Se establece una zona de solape de la hoja de cm. En el caso de pilares rectangulares es necesario un redondeamiento, previo a la aplicación del sistema, de los cantos del pilar (r <= 10 mm) para contribuir a una mejor adhesión de la ibra. Teléono bas-cc@bas-cc.es Internet