Estudio del comportamiento de vigas simplemente apoyadas de hormigón armado reforzadas con CFRP, después de ser sometidas a la acción del fuego y su influencia en el desempeño estructural de una edificación

Abstract

La presente investigación nace con el objetivo de estudiar la respuesta estructural de elementos tipo viga reforzados con CFRP después que hayan sido sometidos a la acción del fuego. Por tal razón se ha realizado ensayos a flexión a tres puntos en elementos tipo viga de sección rectangular fabricadas de un hormigón pobremente reforzado de acero y posteriormente reforzado con CFRP. A estos elementos se les colocó un recubrimiento (masillado) de materiales compuestos por filosilicatos con 1cm de espesor, con el objetivo de proteger a la fibra de carbono para posteriormente ser sometido a la acción del fuego. Se partió desde la caracterización de los agregados utilizados en la elaboración del hormigón, con lo que se determinó la dosificación óptima para obtener un hormigón cuya resistencia a la compresión sea de 210kg/cm2. A partir de esta dosificación, se diseñó y construyó 10 elementos tipo viga de hormigón armado, de sección rectangular de 12x18cm y 150 cm de largo. De dichas probetas, ocho fueron reforzadas con CFRP, tanto a corte como flexión y posteriormente fueron recubiertas por un masillado de filosilicatos, con la intención de proteger del fuego a la fibra. Ocho probetas fueron sometidas a la acción del fuego por 60 min, a temperaturas de hasta 1000°C; estando cargadas constantemente mientras dure la acción del fuego. Posteriormente, las probetas fueron ensayadas a tres puntos, en una máquina de ensayos universal, de esta manera se pudo caracterizar los diferentes tipos de fallo que se presentaron en los elementos. Estos datos fueron recopilados y sirvieron para la elaboración de un modelo computacional y fueron comparados entre ellos. Así también, se utilizó un programa estructural comercial y se modeló una vivienda de dos pisos con las propiedades del material posterior a ser sometidos al fuego, donde se pudo evidenciar que la pérdida de propiedades del hormigón afecta directamente a la rigidez de la estructura. Finalmente, se pudieron comprobar el cumplimiento de las hipótesis y los resultados estuvieron acorde a los estudios revisados en el análisis del estado del arte.