El Comportamiento de Losas de Concreto Reforzado Fortalecidas por Diferentes Patrones y Porcentajes de Placa de Polímero Reforzado con Fibra de Carbono (CFRP)
Autores: Al-Yousuf, Ayad; Al-Kamaki, Yaman Sami Shareef; Lateef, Hanadi Abdulridha; Ali, Yasar Ameer; Assi, Lateef N.; Kareem, Rahman S.; Dekhn, Hadeel Challoob
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 6
Citaciones: Sin citaciones
El uso de compuestos de polímero reforzado con fibra (FRP) en la rehabilitación y el refuerzo de losas de concreto reforzado (RC) ha ganado una atención sustancial debido a su durabilidad, alta relación resistencia-peso y facilidad de aplicación. El objetivo de este estudio fue investigar teóricamente el comportamiento a flexión de las losas de RC reforzadas con placas de polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) aplicadas en diferentes porcentajes y patrones utilizando métodos de elementos finitos (FEM) en comparación con los resultados experimentales disponibles en la literatura utilizando el software ABAQUS (versión 2020). Este estudio se centró en comprender la influencia de la configuración de CFRP en el comportamiento estructural, incluyendo la capacidad de carga, el rendimiento a flexión, los patrones de agrietamiento y los modos de fallo, bajo carga estática en diecisiete losas de RC de 1800 x 1800 mm y 150 mm de espesor. Se adoptó un programa integral, donde las losas de RC fueron reforzadas utilizando placas de CFRP con diferentes porcentajes de cobertura (0.044, 0.088, 0.133, 0.178 y 0.223) y disposiciones (unidireccional, en cruz y en patrones de rejilla) para evaluar el rendimiento de las losas en condiciones de servicio realistas. Después de la comparación, los resultados validan que el porcentaje y el patrón de las placas de CFRP influyen en el rendimiento de las losas de RC. Porcentajes más altos de placas de CFRP produjeron un mayor aumento de resistencia, mientras que los patrones optimizados garantizaron una distribución uniforme de tensiones y retrasaron la iniciación de grietas. Este estudio hipotetiza que la resistencia a flexión, la rigidez y el comportamiento de fallo de las losas de RC se ven significativamente afectados por el porcentaje y la disposición del refuerzo de CFRP, con ciertas configuraciones que proporcionan un rendimiento estructural superior. El uso de placas de CFRP en cruz mejoró el comportamiento carga-deflexión, aumentando las cargas últimas en un 35% (452 kN) mientras se reducía la deflexión última, siendo la muestra de CFRP en cruz la que mostró la mayor deflexión entre todas las muestras de CFRP. Este estudio proporciona a ingenieros y profesionales información valiosa sobre la elección de planes de refuerzo apropiados para losas de RC utilizando placas de CFRP, lo que conduce a métodos de rehabilitación estructural más rentables y ecológicamente amigables.
Descripción
El uso de compuestos de polímero reforzado con fibra (FRP) en la rehabilitación y el refuerzo de losas de concreto reforzado (RC) ha ganado una atención sustancial debido a su durabilidad, alta relación resistencia-peso y facilidad de aplicación. El objetivo de este estudio fue investigar teóricamente el comportamiento a flexión de las losas de RC reforzadas con placas de polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) aplicadas en diferentes porcentajes y patrones utilizando métodos de elementos finitos (FEM) en comparación con los resultados experimentales disponibles en la literatura utilizando el software ABAQUS (versión 2020). Este estudio se centró en comprender la influencia de la configuración de CFRP en el comportamiento estructural, incluyendo la capacidad de carga, el rendimiento a flexión, los patrones de agrietamiento y los modos de fallo, bajo carga estática en diecisiete losas de RC de 1800 x 1800 mm y 150 mm de espesor. Se adoptó un programa integral, donde las losas de RC fueron reforzadas utilizando placas de CFRP con diferentes porcentajes de cobertura (0.044, 0.088, 0.133, 0.178 y 0.223) y disposiciones (unidireccional, en cruz y en patrones de rejilla) para evaluar el rendimiento de las losas en condiciones de servicio realistas. Después de la comparación, los resultados validan que el porcentaje y el patrón de las placas de CFRP influyen en el rendimiento de las losas de RC. Porcentajes más altos de placas de CFRP produjeron un mayor aumento de resistencia, mientras que los patrones optimizados garantizaron una distribución uniforme de tensiones y retrasaron la iniciación de grietas. Este estudio hipotetiza que la resistencia a flexión, la rigidez y el comportamiento de fallo de las losas de RC se ven significativamente afectados por el porcentaje y la disposición del refuerzo de CFRP, con ciertas configuraciones que proporcionan un rendimiento estructural superior. El uso de placas de CFRP en cruz mejoró el comportamiento carga-deflexión, aumentando las cargas últimas en un 35% (452 kN) mientras se reducía la deflexión última, siendo la muestra de CFRP en cruz la que mostró la mayor deflexión entre todas las muestras de CFRP. Este estudio proporciona a ingenieros y profesionales información valiosa sobre la elección de planes de refuerzo apropiados para losas de RC utilizando placas de CFRP, lo que conduce a métodos de rehabilitación estructural más rentables y ecológicamente amigables.