Antecedentes, aplicaciones y normativa de elementos estructurales de concreto reforzados internamente con barras de FRP, en la construcción de edificios. - Lozano Medina, Daniela Alejandra (Escuela Colombiana de Ingeniería, 2024)
Esta investigación se presenta con el objetivo de proporcionar un análisis detallado sobre el comportamiento, ventajas y desventajas del uso de las barras de FRP, para en virtud de los resultados evaluar en qué circunstancias resulta adecuado implementar dichos materiales como refuerzo interno de elementos de concreto y a su vez ubicar el avance en cuanto a normativa nacional, tomando como parámetros las pautas internacionales con el fin de analizar la viabilidad para aplicarlo en el desarrollo del sector de la construcción en Colombia. Para este análisis, se tomaron como base los estudios más relevantes hechos a nivel global consignados en la literatura, centrándose en la comparación del uso de barras de FRP como material de refuerzo interno en edificaciones en relación con las barras de acero, evaluando desde las propiedades físicas de cada material hasta el comportamiento mecánico de los elementos trabajando en conjunto, para destacar los beneficios de cada sistema de reforzamiento interno, así como las debilidades y las posibles mejoras para garantizar fiabilidad, eficacia y sostenibilidad en las futuras construcciones.

This research is presented with the objective of providing a detailed analysis on the behaviour, advantages and disadvantages of the use of FRP bars, in order to evaluate under what circumstances it is appropriate to implement these materials as internal reinforcement of concrete elements and in turn locate the progress in terms of national regulations, taking as parameters the international guidelines to analyse the feasibility to apply it in the development of the construction sector in Colombia; For this analysis, the most relevant studies made globally in the literature are taken as a basis, focusing on the comparison of the use of FRP bars as internal reinforcement material in buildings in relation to steel bars, evaluating from the physical properties of each material to the mechanical behaviour of the elements working together, to highlight the benefits of each internal reinforcement system, as well as the weaknesses and possible improvements to ensure reliability, efficiency and sustainability in future constructions.
Contenido Resumen XII Abstract XIV Introducción 20 Objetivos 25 1. Antecedentes 26 2. Propiedades físicas y mecánicas de las barras de FRP 33 2.1. Propiedades físicas 34 2.1.1. Peso 34 2.1.2. Temperatura 36 2.1.3. Conductividad térmica 39 2.1.4. Transparencia a ondas electromagnéticas 40 2.2. Propiedades mecánicas 41 2.2.1. Módulo de elasticidad 41 2.2.2. Resistencia a tracción (longitudinal) 43 2.2.3. Resistencia a la compresión (longitudinal) 45 2.2.4. Resistencia al cizallamiento 47 2.2.5. Fluencia bajo cargas sostenidas 48 2.2.6. Fatiga 50 2.3. Durabilidad 51 2.3.1. Absorción de humedad 53 2.3.2. Relación de vacíos 55 2.3.3. Ambientes alcalinos 56 3. Ensayos de caracterización 59 4. Comportamiento de las barras de FRP como refuerzo interno del concreto 61 4.1. Adherencia 61 4.2. Comportamiento de elementos de CR con GFRP sometidos a flexión 69 4.3. Comportamiento de elementos de CR con GFRP sometidos a fuerza cortante 75 4.4. Áreas mínimas de refuerzo 78 4.5. Comportamiento de elementos de CR con GFRP sometidos a flexo – compresión 78 4.6. Diferenciación en el diseño del refuerzo de vigas y el refuerzo de columnas 80 4.7. Uniones Viga – Columna 83 4.8. Ductilidad 85 4.9. Durabilidad 86 5. Análisis comparativo de las propiedades, el diseño y el impacto en la vida útil de edificaciones de las barras de FRP en contraste con las barras de acero, como refuerzo interno del concreto 88 6. Análisis de estructuras reforzadas internamente con sistema híbrido (FRP y acero) 95 6.1. Aplicaciones del sistema híbrido como refuerzo interno 97 6.2. Comportamiento del sistema híbrido como refuerzo interno 98 6.3. Ventajas y desventajas de implementar el sistema híbrido como refuerzo interno del concreto 100 7. Aplicación de las barras de FRP como refuerzo interno del concreto a nivel mundial 102 8. Beneficios estructurales y económicos en el uso de barras de FRP como refuerzo interno del concreto 109 9. Desarrollo normativo a nivel mundial sobre el uso de barras de FRP como refuerzo interno del concreto en edificaciones 113 9.1. Implementación del FRP en normas y códigos de construcción 115 9.2. Avances a nivel nacional en el desarrollo del uso de las barras de FRP 116 Conclusiones 122 Recomendaciones 123 Bibliografía 125
Keywords: FRP; Polímeros; Fibras; Acero; Reforzamiento interno; Corrosión; Resistencia de materiales; Hormigón; Construcción - Legislación