A general analytical approach for prestressed and non-prestressed concrete beam-columns reinforced with bonded and unbonded composites: (i) Theory

• Jose A. Rodríguez-Gutiérrez ^[1] ; Jose Dario Aristizabal Ochoa ^[2]
  1. [1] Structural Engineer, ACCIONA, Madrid, Spain. Tecnologías
  2. [2] Universidad Nacional de Colombia. Tecnologías
• Localización: DYNA: revista de la Facultad de Minas. Universidad Nacional de Colombia. Sede Medellín, ISSN 0012-7353, Vol. 78, Nº. 168, 2011, págs. 19-27
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Método analítico general para vigas-columnas de hormigón pre-esforzado y no pre-esforzado reforzadas con “composites” adheridos y no adheridos: (i) Teoría
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• Resumen
  • español

    Se propone un método de análisis que determina la respuesta a corto y largo plazo de vigas-columnas de hormigón pretensado y no pretensado reforzado con cualquier combinación de barras de FRP y/o placas, barras de acero, torones pretensados adheridos o no adheridos. El método de análisis propuesto incluye vigas y columnas revestidas con telas FRP y tubos de FRP rellenos de hormigón. También se incluyen los efectos de la rigidez a tracción, fluencia y retracción del hormigón y la relajación de la armadura de acero pretensado. Se adoptan los modelos de Vecchio y Collins [1] y de Popovics [2, 3] en las relaciones esfuerzo-deformación del hormigón a tracción y a compresión, respectivamente. Las relaciones esfuerzo-deformación de los refuerzos de acero y de FRP se modelan mediante líneas rectas múltiples (esto es, líneas poligonales). El método de las fibras (modificado) es utilizado para calcular los diagramas momento-curvatura a diferentes niveles de la carga axial aplicada (es decir, las curvas M-P-) y el método de Gauss de integración (para la suma de las contribuciones de los fibras paralelas al eje neutro) para calcular las rotaciones laterales y deflexiones a lo largo de la luz de la viga-columna. La validez del modelo propuesto y las ecuaciones correspondientes se pusieron a prueba con datos experimentales disponibles en la literatura técnica (véase la parte II de esta publicación)

  • English

    An analytical method that determines the short and long-term response of prestressed and non-prestressed concrete beam-columns reinforced with any combination of FRP bars or/and plates, steel rebars, bonded and/or unbonded prestressed tendons is proposed. Beams and columns encased with FRP fabrics and FRP tubes filled with concrete are covered with the proposed model. The effects of tension stiffening, creep and shrinkage of the concrete, and the relaxation of the prestressed steel reinforcement are considered. The models proposed by Vecchio and Collins [1] and by Popovics [2, 3] for the stress-strain relationships of the concrete in tension and compression are adopted, respectively. The strain-stress relationships of the steel and FRP reinforcements are modeled using multiple straight lines (polygonal lines). The method of the fibers (modified) is used to calculate the moment-curvature diagrams at different levels of the applied axial load (i.e., the M-P-f curves), and the Gaussmethod of integration (for the sum of the contributions of the fibers parallel to the neutral axis) to calculate the lateral rotations and deflections along the span of the beam-column. The validity of the proposed model and corresponding equations were tested against experimental data available in the technical literature (see part II of this publication)