Comportamiento analítico-experimental a cortante en vigas de concreto fibroreforzado

• Autores: César Antonio Juárez Alvarado, J.M. Mendoza Rangel, P. L. Valdez Tamez, Alejandro Durán Herrera, Javier Rodrigo González López
• Localización: Concreto y cemento: Investigación y desarrollo, ISSN 2395-809X, ISSN-e 2007-3011, Vol. 6, Nº. 2, 2015, págs. 64-79
• Idioma: español
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    La presente investigación propone una comparativa analítica-experimental del comportamiento a cortante por tensión diagonal en 32 vigas de concreto reforzado, utilizando adicionalmente fibras de acero como reforzamiento. Se investigaron dos relaciones agua/cemento (a/c) = 0.55 y 0.85, además del efecto de la variación en la fracción del volumen (Vf) de las fibras (0.5, 1.0, 1.5 %) y el control (0 %). Las vigas fueron fabricadas por duplicado para cada relación (a/c), ocho pares de vigas con estribos y ocho pares de vigas sin estribos. Se ensayaron las 32 vigas bajo carga estática produciendo altos valores de esfuerzo cortante en la zona de claro a cortante. Los resultados mostraron que la resistencia experimental a cortante en las vigas fibroreforzadas, con estribos y sin estribos, es considerablemente mayor que la fuerza teórica estimada por el código del ACI-318. Adicionalmente, se evaluaron procedimientos teóricos de predicción de resistencia a cortante en vigas de concreto fibroreforzadas, mediante la comparación de tres modelos matemáticos obtenidos de la literatura (Imam, Swamy y Narayanan) y los datos experimentales de las 32 vigas ensayadas a cortante por tensión diagonal. Se encontró que los tres modelos predicen adecuadamente el efecto de la relación a/c, la Vf, la aportación del acero longitudinal y la presencia de estribos en la resistencia última a cortante. El modelo propuesto por Imam resulta ser poco conservador ya que sus valores son mayores a los obtenidos en los ensayes de las vigas, mientras que los modelos de Swamy y Narayanan predijeron valores conservadores con respecto a la resistencia última a cortante, acercándose al valor alcanzado por la resistencia a cortante experimental

  • English

    In this research work, an analytical-experimental comparison of the shear behavior under diagonal tensile stresses is presented for a set of 32 partially fiber reinforced concrete beams. Additionally to the reference (Vf = 0 %), three fiber volume fractions (0.5, 1.0, 1.5 %) were studied for two water/cement ratios (w/c) = 0.55 and 0.85. In total sixteen beams were casted by duplicate, 8 with stirrups and 8 without stirrups. Flexural strength results for shear reinforced and non-reinforced beams were considerably higher that the estimations from ACI 318 equations. Procedures for theoretical predictions of the shear strength were also evaluated trough a comparison of three mathematical models obtained from reference literature (Imam, Swamy y Narayanan) with the obtained experimental diagonal tensile stresses. In comparison with the ultimate shear strength of the beams, results illustrate that these models adequately predict the effect of parameters as: w/c ratio, Vf, contribution of the steel bars length and presence of stirrups. In comparison with the experimental results the model proposed by Imam resulted less conservative because the predicted values were higher than the experimental values, while Swamy and Narayanan models provided conservative and more proximate values

  • português

    Neste trabalho de pesquisa, uma comparação analítica-experimental do comportamento de corte sob tensões de tração diagonais é apresentado por um conjunto de 32 parcialmente reforçado com fibra de vigas de concreto. Além da referência (Vf = 0 %), três frações de volume de fibra (0.5, 1.0, 1.5 %) foram estudados por duas relações água / cimento (a/c) = 0.55 e 0.85. No total, dezesseis vigas foram fundidos por duplicado, 8, com estribos e 8 sem estribos. Resultados de resistência à flexão de cisalhamento armado e vigas sem reforço foram consideravelmente maiores que as estimativas de ACI 318 equações. Procedimentos para as previsões teóricas de resistência ao cisalhamento foram também avaliados através de comparação de três modelos matemáticos obtidos a partir da bibliografia de referência (Imam, Swamy y Narayanan) com as tensões de tração diagonais experimentais obtidos. Em comparação com a resistência final ao cisalhamento das vigas, os resultados mostram que esses modelos de predizer o efeito de parâmetros como: w/c razão, Vf, a contribuição do comprimento de barras de aço e na presença de estribos. Em comparação com os resultados experimentais do modelo proposto por Imam resultou menos conservadora, porque os valores previstos foram superiores aos valores experimentais, enquanto os modelos Swamy e Narayanan desde valores conservadores e mais próximas.