Evaluación del comportamiento ante cargas laterales cíclicas de conexiones viga-columna en concreto reforzado y reforzadas con tejido CFRP

Abstract

En Colombia existe un alto porcentaje de edificaciones con el sistema de pórticos en concreto reforzado, construidas antes de la entrada en vigencia del primer Código Colombiano de Construcciones Sismo Resistentes de 1984, donde por lo general se diseñaban solo para cargas gravitacionales. Las conexiones viga columna que forman parte importante en todo el sistema de resistencia sísmica no se detallaban adecuadamente, presentando deficiencias de ductilidad, resistencia y rigidez ante cargas cíclicas, ocasionando el colapso parcial o total de las estructuras. En la presente investigación se estudió el comportamiento de cuatro conexiones viga columna en concreto reforzado a escala real. El primero, segundo y cuarto espécimen, se construyeron a semejanza de las conexiones viga columna que se diseñaban y construían en los años 70 en Colombia, con acero de refuerzo transversal liso tipo A-37 y longitudinal tipo PRD-60 of Acerías Paz del Río.El primer espécimen se sometió a carga monotónica para determinar el protocolo de carga para ensayar los demás especímenes ante cargas cíclicas. El segundo se ensayó ante cargas cíclicas y el cuarto espécimen se reforzó con tejido y cordón de polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP por su sigla en inglés). El tercer espécimen se diseñó y construyó de acuerdo con los requisitos especificados en el Reglamento de construcciones sismo resistentes NSR-10, con fines comparativos. Se compararon los resultados del comportamiento histerético, resistencia última, ductilidad y la rigidez de cada uno de los especímenes; logrando con el espécimen reforzado un comportamiento similar al obtenido con el espécimen que cumplía los requisitos de la NSR-10.

In Colombia, there is a high percentage of buildings with a reinforced concrete system, built before the entry into force of the first Colombian Code of Resistant Earthquake Construction in 1984, which were designed just for gravitational loads. The connections that form an important part of the entire seismic resistance system are not adequately detailed, exhibit ductility, strength and rigidity deficiencies under cyclical loads, causing partial or total collapse of structures. In the present investigation, the behavior of four column beam connections built in reinforced concrete at real scale was studied. The first, second and fourth of the specimens, a similarity of the beam-column joints designed and constructed in the 70's in Colombia, with transverse reinforcement steel type A-37 and longitudinal type PRD-60 of Acerías Paz del Río. The first specimen was subjected to monotonic loading to determine the loading protocol to test the other specimens against cyclic loads. The second was tested under cyclic loads and the fourth specimen was reinforced with carbon fiber reinforced polymer fabric and strand (CFRP). The third specimen was designed and constructed in accordance with the requirements specified in the Regulation of NSR-10 earthquake resistant constructions, for comparative purposes. Comparison of results of hysteretic behavior, ultimate strength, ductility and stiffness of each of the specimens; achieving with the reinforced specimen a behavior similar to that obtained with the specimen that meets the requirements of the NSR-10.