Vigas de gran altura de hormigon reforzado con fibras : estudio numérico y experimental

Abstract

El estudio de nuevos materiales para uso estructural con propiedades significativamente superiores a los materiales tradicionales ha sido desde siempre objeto de investigaciones científicas.Es así que materiales tradicionales han sido reemplazados por otros tales como los compuestos, inteligentes y biodegradables. En este contexto, este trabajo presenta un aporte al estudio del comportamiento del hormigón reforzado con fibras de acero (HRFA) e híbridas (HRFH) aplicado a vigas de gran altura. Las vigas de gran altura son elementos estructurales cargados como vigas, pero con una relación luz de corte-altura útil pequeña. Éstas son utilizadas en numerosas estructuras tales como edificios de altura, fundaciones,estructuras offshore,tanques,etc.Investigaciones en las ultimas décadas han mostrado que el uso de hormigón reforzado con fibras de acero (HRFA)e híbridas(HRFH) en dichos elementos estructurales ayuda a un mayor control de fisuración, mejora la tenacidad y el comportamiento a tracción. Si bien existen numerosas publicaciones dedicadas al estudio del comportamiento de este elemento estructural,son escasas las investigaciones donde se evalúa el comportamiento de vigas de gran altura de HRFA y HRFH. En relación a esto último, la información existente es limitada y en general está basada en trabajos experimentales.Aunque los datos experimentales son valiosos, se necesitan también soluciones numéricas y analíticas que permitan obtener una mejor comprensión y predicción del comportamiento y mecanismos de fallas de vigas de gran altura de HRFA y HRFH. Las técnicas analíıticas convencionales para el estudio del hormigón no resultan adecuadas para el análisis de elementos construidos con hormigones reforzados con fibras. En este trabajo se presenta un estudio numérico-experimental de la capacidad resistente a corte de vigas de gran altura de HRF. En la campaña experimental se evaluó la contribucion en resistencia y ductilidad de las fibras en comportamiento a corte.Para ello,se ensayaron a flexión, vigas de gran altura de Ho Ao con barras y estribos tradicionales, y vigas de HRFA y HRFH en reemplazo de los estribos. Además, se implementó un modelo numérico en un software de análisis por elementos finitos en el cual el HRF se modelo como un material compuesto homogéneo.Finalmente, se discuten los resultados experimentales y numéricos en términos de cargas últimas y se muestran los mismos a través de tablas, gráficos y curvas carga-desplazamiento axial.