Comportamiento y resistencia a cortante de vigas isostáticas de hormigón pretensado con armaduras activas de Polímeros Reforzados con fibras (FRP)

Les investigacions sobre l'ús d'armadures de FRP en elements estructurals es troba en desenvolupament i una de les àrees amb més incertesa en l'actualitat és el comportament a tallant de bigues isostàtiques de formigó pretesat amb armadures actives de FRP, l'estudi és l'objectiu principal d'aquest treball. Es realitza una revisió de l'abast dels models teòrics, normatives i guies de disseny disponibles, amb el propòsit de desenvolupar un model numèric d'elements finits amb la utilització de programari MIDAS FEA, que sigui capaç de reproduir el comportament a tallant d'aquest tipus de bigues, utilitzant models constitutius i hipòtesis basades en l'estudi bibliogràfic. El model numèric es valida amb assajos experimentals a tall de "3 punts" realitzats per Kueres [1]. Els resultats obtinguts en la validació mostren un error en la predicció de l'esforç tallant màxim de 2.77% i un mínim de 0,17%; mentre, la diferència màxima en comparació amb el desplaçament obtingut experimentalment és de 6 mm i la mínima de 0.33mm. A més, s'utilitza el model desenvolupat com una mena de laboratori virtual per predir els resultats de la futura campanya experimental desenvolupada per al projecte "Straduravius" per la Universitat Politècnica de Catalunya i es realitza un estudi paramètric que permeti analitzar els canvis en el comportament a tallant de bigues isostàtiques de formigó pretesat amb armadures actives de FRP pel que fa a la variació d'alguns paràmetres que es consideren influents.Las investigaciones sobre el uso de armaduras de FRP en elementos estructurales se encuentra en desarrollo y una de las áreas con mayor incertidumbre en la actualidad es el comportamiento a cortante de vigas isostáticas de hormigón pretensado con armaduras activas de FRP, cuyo estudio es el objetivo principal de este trabajo. Se realiza una revisión del alcance de los modelos teóricos, normativas y guías de diseño disponibles, con el propósito de desarrollar un modelo numérico de elementos finitos con la utilización del software MIDAS FEA, que sea capaz de reproducir el comportamiento a cortante de este tipo de vigas, utilizando modelos constitutivos e hipótesis basadas en el estudio bibliográfico. El modelo numérico se valida con ensayos experimentales a corte de “3 puntos” realizados por Kueres [1]. Los resultados obtenidos en la validación muestran un error en la predicción del esfuerzo cortante máximo de 2.77% y un mínimo de 0.17%; mientras, la diferencia máxima en comparación con el desplazamiento obtenido experimentalmente es de 6mm y la mínima de 0.33mm. Además, se utiliza el modelo desarrollado como una especie de laboratorio virtual para predecir los resultados de la futura campaña experimental desarrollada para el proyecto “Straduravius” por la Universidad Politécnica de Cataluña y se realiza un estudio paramétrico que permita analizar los cambios en el comportamiento a cortante de vigas isostáticas de hormigón pretensado con armaduras activas de FRP con respecto a la variación de algunos parámetros que se consideran influyentes.Research on the use of FRP reinforcement in structural elements is under development and one of the areas with the greatest uncertainty at present is the shear behavior of isostatic prestressed concrete beams with active FRP reinforcements, whose study is the main objective of this work. A review of the scope of the theoretical models, regulations and design guides available is carried out, in order to develop a numerical model of finite elements with the use of the MIDAS FEA software, which is capable of reproducing the shear behavior of this type of beams, using constitutive models and hypotheses based on the bibliographic study. The numerical model is validated with experimental shear tests at a “3 points” carried out by Kueres [2]. The results obtained in the validation show an error in the prediction of the maximum shear stress of 2.77% and a minimum of 0.17%; meanwhile, the maximum difference compared to the displacement obtained experimentally is 6mm and the minimum 0.33mm. In addition, the model developed as a kind of virtual laboratory is used to predict the results of the future experimental campaign developed for the " Straduravius " project by the UPC and a parametric study is carried out to analyze the changes in the behavior of shear of prestressed concrete isostatic beams with active FRP reinforcements with respect to the variation of some parameters that are considered influential