Assessment of the Efficiency of Strengthening Solutions in Concrete Structures by Means of Non-linear Step by Step Analysis Models

• Antonio Marí Bernat ^[1] ; Jesús M. Bairán García ^[1] ; Eva Oller Ibars ^[1]
  1. [1] Universitat Politècnica de Catalunya

     Universitat Politècnica de Catalunya

     Barcelona, España

     
• Localización: Hormigón y acero, ISSN-e 2605-1729, ISSN 0439-5689, Nº 294-295, 2021, págs. 59-75
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Evaluación de la eficiencia de soluciones de refuerzo en estructuras de hormigón mediante análisis no lineal evolutivo
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• Resumen
  • español

    Al diseñar una solución de refuerzo estructural, se debe evaluar la influencia del estado tenso-deformacional previo de la estructura en la capacidad portante de la misma después del refuerzo. Además, las intervenciones de refuerzo pueden involucrar operaciones tales como la descarga parcial de la estructura, colocación y retirada de puntales provisionales, aplicación de cargas o pre-deforma-ciones, restauración de armaduras dañadas o hormigón desconchado o constreñimiento de deformaciones laterales. Por tanto, pueden producirse cambios en la geometría de la sección transversal y en la armadura, en el esquema longitudinal, en las condiciones de apoyo, en las cargas y en el estado tensodeformacional. Además, debe evitarse la aparición de fenómenos que produzcan el fallo prematuro o un cambio en el modo de rotura. Para tener en cuenta la gran variedad de causas y fenómenos que afectan la respuesta estructural, en este artículo se describe un modelo de análisis no lineal evolutivo en el tiempo de pórticos tridimensionales de hormi-gón armado y pretensado, capaz de captar diferentes modos de rotura y teniendo en cuenta la historia de la estructura. El modelo ha sido verificado reproduciendo ensayos sobre estructuras reforzadas disponibles en la literatura y ha sido aplicado a una estructura real remodelada, comparando las ventajas y desventajas de dos propuestas de refuerzo diferentes, mostrando su capacidad para evaluar la eficiencia de los sistemas de refuerzo estructural.

  • English

    When designing a structural strengthening solution, the influence of the previous state of the structure on the capacity of the strengthened structure must be evaluated. In addition, strengthening interventions may involve operations such as partial unloading of the structure, placement and removal of temporary shores, application of loads or pre-deformations, restoring of damaged reinforcement or spalled con-crete or constraining of lateral strains. Therefore, changes in the cross-section geometry and reinforcement, longitudinal scheme, support conditions, loads and state of stresses and strains, may take place. Furthermore, occurrence of phenomena producing a premature failure or a change in the failure mode, should be avoided. In order to account for such a large variety of causes and phenomena affecting the structural response, a nonlinear and time-dependent analysis model of 3D reinforced and prestressed concrete frames, capable of capturing different failure modes and taking into account the structural history, is described. The model has been verified with tests on strengthened structures available in the literature and has been applied to an actually remodeled structure, comparing the advantages and disadvantages of two different strengthening proposals, showing its capabilities to assess the efficiency of structural strengthening systems..