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Estudio en estado fresco y endurecido de concretos Adicionados con catalizador de craqueo catalítico Usado (FCC)
No full textEn este trabajo se presenta la caracterización de un residuo de la industria petrolera colombiana, llamado residuo de catalizador de craqueo catalítico (FCC), se comparan los resultados con dos adiciones cementantes reconocidas mundialmente el metacaolín (MK) y el humo de sílice (SF); mediante la caracterización se encontró, la composición química y mineralógica, el tamaño de partícula, la actividad puzolánica, se utilizaron las técnicas de fluorescencia, difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido, entre otras. El MK y el FCC, presentaron similitudes en su composición química y mineralógica y presentaron gran reactividad. Adicionalmente se elaboraron mezclas de concreto con reemplazo parcial de cemento por en las siguientes proporciones: FCC (0 % - 10 % - 20% y 30 %); MK (20 %) y SF (10 %), se evaluó el desempeño tanto en estado fresco como endurecido a diferentes edades de curado de las muestras. En estado fresco se realizaron los siguientes ensayos: asentamiento, masa unitaria, contenido de aire, tiempos de fraguado y en estado endurecido para evaluar las propiedades mecánicas y de durabilidad se realizaron a las muestras de concreto los ensayos de resistencia a la compresión, velocidad de pulso ultrasónico, módulo de elasticidad, módulo de rotura, absorción total, absorción superficial inicial, absorción capilar, permeabilidad a los cloruros, comportamiento frente a sulfatos y profundidad de carbonatación. La resistencia a la compresión de las muestras adicionadas con SF, MK y FCC – 10% fue de 18 %, 16 % y 13 % mayor respectivamente a los 360 días de curado, con respecto a la muestra control; sin embargo el desempeño fue mejor frente a algunas propiedades de durabilidad, entre ellas la permeabilidad al ión cloruro donde se obtuvieron disminuciones frente a la muestra control de 87 % (SF), 83 % (MK), el 68 % (FCC-10 %), 79 % (FCC– 20 %) y 81 % (FCC-30 %); igualmente se destaca la influencia en la mejora de los valores de las propiedades a mayores edades de curado de la muestras. De otro lado es importante resaltar el buen comportamiento del FCC cuando es incorporado en mezclas de concreto, el cual podría competir favorablemente frente a otro tipo de puzolanas similares, siendo beneficioso para el medio ambiente la reutilización de un residuo industrial, al ser encapsulado dentro de la masa de concreto.Abstract. In this work, the characterization of a residue from a Colombian petroleum refinery, call the Fluid Catalytic Cracking Catalyst residue (FCC) is presented. Results are compared with those of two very well-known pozzolans: metakaolin MK) and silica fume (FM). Chemical and mineralogical composition, particle size, pozzolanic activity were determined by means of different technics such as fluorescent X-ray?, X-ray diffraction and scanning electron microscopy. MK and FCC showed similar chemical and mineralogical composition and high reactivity. Additionally, concrete mixes with the following partial replacements of cement were made: FCC (0 % - 10 % - 20% y 30 %); MK (20 %) and SF (10 %). The performance of fresh was evaluated by means of slump, unit weight, air content and setting time tests. The mechanical and durability performance of hardened concrete at different curing ages was evaluated by means of the following tests: compressive strength, ultrasonic pulse velocity, elastic modulus, rupture modulus, total absorption, initial surface absorption, capillary absorption, chlorides permeability, resistance to sulfates and carbonation. The 360-day compressive strengths of added concrete with SF, MK and FCC-10 % were respectively 18 %, 16 % and 13 % higher than control sample. However, its behavior related to some durability properties was better. In fact, reduction in chlorides permeability of 87 % for SF, 83 % for MK, 68 % for FCC-10%, 79 % for FCC-20% and 81 % for FCC-30%, respect to that of control concrete were obtained. It is important to highlight that the performance of concrete added with FCC is comparable to that of concrete made with well-known pozzolans. In addition it would be beneficial for the environment the encapsulation of this residue in concrete.Doctorad
Evaluación del curado interno del concreto
No full textLa presente investigación tuvo como objetivo, la evaluación de algunas propiedades en
estado fresco y endurecido (resistencia y durabilidad) que puede desarrollar el concreto a
partir de la inclusión de agua de curado interno por medio de la sustitución parcial del
agregado grueso por agregados ligeros previamente saturados. Los agregados ligeros
evaluados fueron arcillas calcinadas y mampostería triturada, simultáneamente se evaluó
un agente de curado desarrollado por Toxement llamado Better Mix.
Para evaluar las propiedades de manejabilidad, resistencia mecánica y durabilidad del
concreto, se realizaron los ensayos de compresión, módulo de elasticidad, asentamiento,
densidad de mezcla, densidad del concreto, tasa de absorción superficial inicial, absorción
capilar, resistencia a cloruros, tasa de pérdida de agua y variación volumétrica. Para
relacionar los resultados obtenidos en los ensayos de laboratorio con el curado interno, se
trabajó con porcentajes de remplazo del agregado grueso del 25% y el 15% por agregado
ligero pre-humedecido con una relación de agua material cementante de 0.30.The present investigation aimed at the evaluation of some properties in
Cool and hardened state (strength and durability) that concrete can
From the inclusion of internal curing water by means of the partial substitution of the
Coarse aggregate by previously saturated light aggregates. Light aggregates
Evaluated were calcined clays and crushed masonry, simultaneously evaluated
A curing agent developed by Toxement called Better Mix.
To evaluate the properties of handling, mechanical strength and durability of the
Concrete, tests of compression, modulus of elasticity, settling,
Mixing density, concrete density, initial surface absorption rate, absorption
Capillary resistance, chlorides resistance, water loss rate and volumetric variation. For
To relate the results obtained in the laboratory tests with the internal curing,
Worked with replacement percentages of the bulk aggregate of 25% and 15% per aggregate
Light pre-moistened with a ratio of water cementing material of 0.30.MaestríaMagíster en Ingeniería Civi
Valoración de propiedades mecánicas y de durabilidad de concreto adicionado con residuos de llantas de caucho
No full textThe results presented in this document are part of the master's degree project in Civil Engineering, with emphasis on structures, the purpose is to assess the mechanical properties and durability of concrete with replacement of rubber tires, partially replacing the fine aggregate in volume.
For the development of the work four types of mixtures were prepared, the first without the addition of rubber grain, the second replacing 10% of the fine aggregate with the same amount in rubber volume, the third and fourth mixture in the same way but with Replacement percentages of 20% and 30% respectively. The mechanical properties were evaluated as: resistance to compression and flexion; durability tests such as: penetration of chlorides, carbonation, absorption and electrical properties such as resistivity and impedance. The mechanical and durability tests were evaluated at ages of 28 and 90 days and in the case of compressive strength the samples were tested at 3, 7, 28 and 90 days.
Finally, it is concluded that the resistance to compression and bending decreases with the addition of rubber in the mixture. Regarding durability tests: the penetration of chlorides in RCPT tests increases with the percentages of 20% and 30% of rubber addition, however for 10% the penetration decreases with respect to the sample with 0% replacement in tests performed at 90 days, for the tests carried out with the NTBUILD-492 method the penetration of the chloride ion is directly proportional to the increase in percentage of rubber substitution; the increase in carbonation depth values are directly proportional to the increase in percentage of rubber addition; With respect to the values of surface absorption, these decrease with the partial replacement of rubber for ages of 28 days, however this behavior is reversed for tests performed at 90 days, with better performance samples with less percentage of rubber substitution.
Finally, it is concluded that the electrical properties of each mixture are unique and vary with respect to the age of the test and the speed at which the electric current circulates through the samples, likewise the resistivity of the samples decreases with the increase in percentage of rubber addition.Los resultados presentados en este documento hacen parte del proyecto de grado de la Maestría en Ingeniería Civil, con énfasis en estructuras, el propósito es valorar las propiedades mecánicas y de durabilidad del concreto con sustitución de residuos de llantas de caucho, reemplazando parcialmente el agregado fino en volumen.
Para el desarrollo del trabajo se prepararon cuatro tipos de mezclas, la primera sin adición de grano de caucho, la segunda reemplazando el 10% del agregado fino por la misma cantidad en volumen de caucho, la tercera y cuarta mezcla de la misma forma pero con porcentajes de reemplazo de 20% y 30% respectivamente. Se evaluaron las propiedades mecánicas como: resistencia a la compresión y a la flexión; ensayos de durabilidad como: penetración de cloruros, carbonatación, absorción y propiedades eléctricas como resistividad e impedancia. Los ensayos mecánicos y de durabilidad se evaluaron en edades de 28 y 90 días y en el caso de la resistencia a la compresión se ensayaron las muestras a los 3, 7, 28 y 90 días.
Finalmente se concluye que la resistencia a la compresión y flexión disminuye con la adición de caucho en la mezcla. Respecto a los ensayos de durabilidad: la penetración de cloruros para en ensayos RCPT aumenta con los porcentajes de 20%y 30% de adición de caucho, sin embargo para el 10% la penetración disminuye respecto a la muestra con 0% de reemplazo en ensayos realizados a 90 días, para los ensayos realizados con el método NTBUILD-492 la penetración del ion cloruro es directamente proporcional con el aumento en porcentaje de sustitución de caucho; el aumento en los valores de profundidad de carbonatación son directamente proporcionales con el aumento de porcentaje de adición de caucho; respecto a los valores de absorción superficial, estos disminuyen con el reemplazo parcial de caucho para edades de 28 días, sin embargo este comportamiento se invierte para ensayos realizados a 90 días, teniendo mejor comportamiento las muestras con menos porcentaje de sustitución de caucho.
Por último se concluye que las propiedades eléctricas de cada mezcla son únicas y varían respecto a la edad de ensayo y a la velocidad a la que circula la corriente eléctrica a través de las muestras, así mismo la resistividad de las muestras disminuye con el aumento en porcentaje de adición de caucho.MaestríaMagíster en Ingeniería Civi
State of the Art in Colombia of the Structural Design for Fire Conditions Under the Rules of the Colombian Earthquake Resistant Constructions - NSR10, Background and Precedents
No full textIn view of the great importance that has been taken for the Colombian economy the construction of civil works, the latter becoming as one of its main engines of development and then of the great events and tragedies by earthquake disasters at the global level, the Colombian regulations governing the structural design was modified and updated from the Colombian Standards of Design and Construction of Earthquake Resistant - NSR98 (in force since the year of 1998 until 2010), the Colombian regulation of Building Earthquake Resistant NSR-10, in force since July 2010. This update and change of norms, applied as a law of the Republic bringing important changes of substance and form in the design and construction of civil works in the national territory, especially in buildings.
Among the main changes brought by the implementation of the new regulation NSR10, was the increase in the structural safety that should provide the buildings and which should be planned from the very beginning of the designs both architectural and structural, for then to be applied in the construction of the same. The most notable changes brought by the implementation of the new regulation NSR10, were reflected in the titles F (metal structures) and J (fire protection requirements in buildings), in relation to the structural design for fire conditions, integrated theme especially for steel structures (given their vulnerability to this action). In the practice of structural design in Colombia, this design is novel, because its purpose basically lies in the fact that the structure may not be the cause of the loss of human lives to collapse before the action of fire.Entre los principales cambios que trajo la aplicación del nuevo reglamento NSR10, se encuentra el incremento en la seguridad estructural que deben proporcionar las edificaciones y la cual debería ser prevista desde el mismo inicio de los diseños tanto arquitectónicos como estructurales, para luego ser aplicada en la construcción de las mismas. Los cambios más notables que trajo la aplicación del nuevo reglamento NSR10, se plasmaron en los títulos F (estructuras metálicas) y J (requisitos de protección contra incendios en edificaciones), en lo referente al diseño estructural para condiciones de fuego, tema integrado en especial para estructuras de acero (dada su vulnerabilidad ante esta acción). En la práctica del diseño estructural en Colombia, este diseño es novedoso, pues su finalidad básicamente radica en que la estructura no puede ser causante de pérdidas de vidas humanas al colapsar ante la acción del fuego.CONTENIDO
Pág.
Introducción. 24
1. DEFINICIONES 25
2. GENERALIDADES DEL DISEÑO ESTRUCTURAL PARA CONDICIONES DE FUEGO. 37
2.1. La ingeniería de fuego y el uso de modelos avanzados. 39
2.2. Severidad del incendio y resistencia al fuego. 40
2.3. El factor tiempo. 41
2.4. Resistencia al fuego. 42
2.5. Ensayos de resistencia al fuego. 43
2.6. Criterio de colapso. 44
2.7. Cálculo estructural avanzado. 44
2.8. La ingeniería del fuego. 47
2.8.1. Dinámica de incendios. 48
2.8.2. Protección contra incendios. 48
2.9. Medidas de protección. 49
2.10. Diseño prescriptivo. 51
2.11. Diseño por prestaciones o desempeño. 51
2.12. Investigación de incendios y su desarrollo. 52
2.13. Ingeniería estructural para condiciones de fuego en Colombia. 52
3. CONCEPTOS BÁSICOS DEL FUEGO Y EL INCENDIO. 55
3.1. El fuego. 55
3.2. El incendio. 55
3.2.1. Incendio de diseño. 57
3.2.2. Incendio real. 58
4. COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES ESTRUCTURALES A TEMPERATURAS ELEVADAS EN SITUACIÓN DE INCENDIO. 60
4.1. Acero estructural. 60
4.2. Concreto. 65
4.2.1. Concreto reforzado. 65
4.2.2. Concreto pretensado 69
4.3. La madera. 71
4.4. Materiales mixtos concreto y acero. 73
4.5. Materiales de bajo poder comburente. 77
4.5.1. Vidrio. 77
4.5.2. Yeso. 78
4.5.3. Concreto liviano. 78
4.5.4. Asbesto. 78
4.5.5. Mampostería. 79
4.5.6. Plásticos. 79
5. INTEGRIDAD DE LAS ESTRUCTURAS DURANTE INCENDIOS. 80
5.1. Conceptos teóricos. 80
5.2. Pruebas de resistencia y diseño de protección contra el fuego. 84
5.2.1. Pruebas de resistencia al fuego. 86
5.2.1.1. Historia de las pruebas de resistencia al fuego. 86
5.2.1.2. Procedimiento de pruebas incendio. 87
5.2.1.3. Tasas de resistencia al fuego. 89
5.2.1.4. Variaciones en resultados de pruebas. 90
5.3. Sistemas de armadura o estructura de soporte estructural. 92
5.3.1. Sistemas de concreto reforzado. 93
5.3.2. Sistemas en estructuras de acero. 95
5.3.3. Sistemas de barrera. 95
5.3.4. Conjuntos de piso y cielo raso. 98
5.3.5. Conjuntos de techos y cielo rasos. 111
5.3.6. Paredes y particiones. 111
6. SISTEMAS DE PROTECCION CONTRA EL FUEGO PARA ESTRUCTURAS DE ACERO. 120
6.1. Materiales de protección contra incendios. 122
6.1.1. El yeso. 123
6.1.1.1. El panel de yeso. 124
6.1.1.2. Gypsum-base yeso. 124
6.1.2. La mampostería. 125
6.1.3. El mortero. 125
6.1.4. Sistemas de aplicación por aspersión de materiales resistentes al fuego. 126
6.1.4.1. SFRM fibrosa. 126
6.1.4.2. SFRM cementantes. 127
6.1.5. Cartones minerales. 127
6.1.6. Recubrimientos intumescentes. 127
6.2. Tipos o clases de protección. 128
6.2.1. Protección sólida. 128
6.2.2. Recubrimientos con mamposterías. 130
6.2.3. Recubrimiento con planchas. 130
6.2.4. Morteros. 131
6.2.5. Mantas protectoras. 132
6.2.6. Pinturas o masillas intumescentes. 132
6.2.7. Relleno de miembros huecos. 133
6.2.8. Estructuras externas. 134
6.2.9. Pantallas. 135
6.2.10. Elementos de acero cercanos a elementos de concreto y mampostería. 135
6.3. Ventajas y desventajas de los sistemas de protección contra el fuego. 136
6.3.1. Protección sólida. 136
6.3.2. Recubrimientos con mamposterías. 136
6.3.3. Recubrimiento con placas. 136
6.3.4. Morteros. 136
6.3.5. Mantas protectoras. 137
6.3.6. Pinturas o masillas intumescentes. 137
6.3.7. Relleno de miembros huecos. 137
6.3.8. Estructuras externas. 137
7. CÓDIGOS Y NORMAS INTERNACIONALES. 139
7.1. Generalidades. 139
7.2. Códigos de seguridad contra incendios a nivel internacional. 139
7.3. Códigos y normas en norte américa. 140
7.3.1. Reglamentación en norte americanas para el diseño por fuego. 143
7.3.2. Clasificaciones estructurales por resistencia al fuego en Norte América. 144
7.4. Códigos y normas en Europa: euro códigos. 157
7.4.1. Principios fundamentales de los Eurocódigos. 160
7.4.2. Las acciones en el caso de fuego. 164
7.4.2.1. Respuesta mecánica. 164
7.4.2.2. Respuesta térmica. 166
8. NORMAS DE PROTECCION ESTRUCTURAL CONTRA EL FUEGO EN COLOMBIA. 168
8.1. Requisitos de resistencia contra incendios en las edificaciones según las nsr10. 169
8.2. Clasificación de edificaciones en función del riesgo de pérdida de vidas humanas o amenaza de combustión. 173
8.3. Resistencia requerida contra el fuego. 176
8.4. Resistencia requerida para elementos de acero estructural según la nsr10. 178
8.4.1. Métodos de dimensionamiento estructural. 178
8.4.1.1. Análisis térmico. 178
8.4.1.1.1. Métodos analíticos simplificados. 179
8.4.1.1.2. Métodos numéricos. 182
8.4.1.2. Dimensionamiento de la estructura o análisis mecánico. 182
8.4.1.2.1. Métodos analíticos simplificados. 183
8.4.1.2.2. Métodos experimentales. 186
8.4.1.2.2.1. Ensayos simplificados. 187
8.4.1.2.2.2. Ensayos realistas. 187
8.4.1.2.2.3. Métodos numéricos. 188
8.4.2. Diseño para condiciones de fuego según la NSR10, literal F.2.18. 188
8.4.2.1. Métodos analíticos. 189
8.4.2.1.1. Métodos de análisis avanzados. 193
8.4.2.1.2. Métodos de análisis simplificados. 194
8.4.2.2. Diseño por ensayos de calificación. 194
8.4.2.3. Diseño por combinaciones de carga y resistencia requerida. 195
9. BASES TEORICAS PARA EL CÁLCULO ESTRUCTURAL PARA CONDICIONES DE FUEGO - ANÁLISIS DE RESISTENCIA AL FUEGO. 197
9.1. Introducción. 197
9.2. Procedimientos de cálculo para el análisis de la resistencia al fuego. 199
9.3. Parámetros de análisis de la resistencia al fuego de estructuras. 203
9.3.1. Calculo del escenario de fuego. 203
9.3.2. Calculo del fuego. 203
9.3.3. Análisis térmico. 204
9.3.4. Análisis mecánico. 204
9.4. Cargas para el análisis térmico – cargas térmicas. 206
9.4.1. Curvas de fuego nominales. 209
9.4.1.1. Curva estándar tiempo-temperatura (fuego estándar ISO 834). 209
9.4.1.2. Curva de fuego exterior. 211
9.4.1.3. Curva de fuego de hidrocarburos. 211
9.4.2. Curvas de fuego paramétricas. 213
9.4.3. El transporte de calor. 214
9.4.3.1. El transporte de calor en el concreto reforzado. 214
9.4.3.2. El transporte de calor en el acero. 216
9.4.4. Propiedades estructurales por temperatura. 218
9.4.4.1. Flujo de calor neto (hnet). 218
9.4.4.2. Factor de forma (am/v). 219
9.4.4.3. Calor específico (ca). 222
9.4.4.4. Coeficiente de sombra (ksh). 223
9.5. Cargas estáticas y dinámicas – consideraciones en la respuesta mecánica. 223
9.6. Variación de las propiedades mecánicas por temperatura. 225
9.6.1. Reducción del límite elástico y módulo de Young para elementos de acero. 225
9.6.2. Resistencia de compresión reducida para el concreto reforzado. 226
9.6.3. Dilatación térmica del acero y concreto reforzado. 227
9.7. Parámetros especiales para de diseño estructural para condiciones de fuego en edificaciones. 229
9.7.1. Resistencia al fuego teórica de los principales materiales estructurales. 229
9.7.1.1. Resistencia al fuego equivalente del acero estructural. 230
9.7.1.2. Resistencia equivalente al fuego del concreto reforzado. 233
9.7.1.3. Resistencia equivalente al fuego de la madera. 236
9.8. Método del tiempo equivalente de exposición al fuego. 238
9.8.1. Curva normalizada tiempo-temperatura ISO 834. 239
9.8.2. Norma ASTM E119. 240
9.8.3. Cálculo analítico del tiempo equivalente de exposición al fuego. 243
10. Ejemplos de aplicación y cálculos matemáticos según Eurocódigos. 251
11. Ejemplos de aplicación – método grafico por medio de nomogramas. 315
12. Calculo de la resistencia de elementos sometidos a fuego bajo la metodología americana. 336
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 348
BIBLIOGRAFIA 352
Anexo A - Factores de sección para perfiles tipo europeo.
Anexo B - Factores de sección para perfiles tipo americano.
Anexo C – Métodos avanzados – software de diseño para condiciones de fuego.MaestríaMagíster en Ingeniería Civil con Énfasis en Estructura
Using spent fluid catalytic cracking (FCC) catalyst as pozzolanic addition — a review
No full textSpent fluid catalytic cracking (FCC) catalyst is an oil industry by product from fluidised-bed catalytic cracking units. This residue is mainly formed by an active component (faujasite type zeolite Y) in an amorphous aluminosilicate matrix. It mainly consists of up to 90% silica and alumina. This paper reports an extensive literature review regarding the characterisation and mechanical and durability properties of mortar and concrete added to this material. FCC has been studied lately due to its pozzolanic characteristics and the good performance of concrete mixtures using FCC as cement replacement
La Angelópolis, réplica de Jerusalén: una utopía novohispana.: Simbolismo espacial de El Alto, en la ciudad de Puebla de los Ángeles. Antropología. Boletín Oficial del Instituto Nacional de Antropología e Historia: Historia y antropología de Puebla. Num. 78 Nueva Época (2005) abril-junio
No full textBeaune, Colette, “De Telesphore a Guillaume Postel. La diffusion du libellus en France aux XIV eme et XV eme siecles”, en II Profetismo gioachimita tra cuatrocento e cincuecento, G. L.Potestá (ed.), Génova, Marietti, 1991.Benavente, fray Toribio de (Motolinía), Memoriales, ed., crítica, introd., notas y apéndice de, Nancy Jo Dyer, México, El Colegio de México, 1996.Biblia de Jerusalén, Nuevo Testamento, Bilbao, Desclee de Brower, 1976.Castellanos de García, Silvia, “Concretización de la ciudad de los Ángeles; su traza y paralelismo con la Jerusalén celeste, su escudo.Reflejo del joaquinismo-franciscano y del apocaliptisismo romano renacentista”, en Florensia. Bolletino del Centro Internazionale di Studi Gioachimiti, año XIII-XIV, nú. 13/14, 1999-2000, pp. 45-96.Chevalier, François, “Signification sociale de la fondation de Puebla de los Angeles”, en Revista Histórica de América, junio-diciembre, 1947.Delumeau, Jean, El miedo en occidente, México, Taurus, 2005._____________, Historia del Paraíso, vol. 2, Mil años de felicidad, México, Taurus, 2003.García Lastra, Leopoldo Agustín y Silvia Castellanos Gómez, La utopía angelopolitana, Jerusalén celeste de la Nueva España. La traza de El Alto como palimpsesto, Puebla, Secretaría de Cultura, 2005.Kirchhoff, Paul et al., Historia tolteca-chichimeca, México, Crítica/CIESAS/FCE, 1989.Lara, Jaime, City, Temple, Stage. Eschatological Architecture, and Liturgical Theatrics in New Spain, Notre Dame, University of Notre Dame Press, 2004.Le Goff, Jacques, La Baja Edad Media, en Historia Universal, t. XI, México, Siglo XXI, 1995.Lerner, Robert, Refrigerio dei Santi. Gioachino da Fiore e l´escatología medievale, Roma, Viella, 1995
Comportamiento dinámico de muros de mampostería no estructural reforzados mediante polímeros reforzados con fibra de carbono, CFRP
No full textIn many countries, buildings are made with unreinforced clay masonry walls, producing constructions with low resistance and ductility, very vulnerable to seismic events. This has been observed in previous earthquakes experiences, where the buildings behavior with non- structural walls was inadequate due to their low ductility and their low capacity of dissipation of energy, producing within them big failures that even made them collapse. Investigations have revealed that the use of reinforced polymers with carbon fiber (CFRP) bonded to masonry walls can increase the walls capacity of dissipation of energy, turning them into more resistant walls to lateral loads.
This document reports the results obtained from a research where the behavior of nonstructural masonry walls regarding lateral loads when reinforced CFRP considering different anchoring systems to the foundation was evaluated. In the test program 14 clay masonry walls were built at a normal scale, using brick No. 5, which is the one normally used in this type of buildings. From the 14 walls, half of them were 1,23 meters long by 1,90 meters high and the other half of 2,47 meters long and 1,90 meters high. Eight walls were tested with static lateral load and six were reinforced and tested with cyclical lateral load in its plane.
The answers of the walls were compared regarding the hysteretic behavior, maximum load, ductility and stiffness degradation. The results revealed that the reinforcement material significantly increased the ultimate load capacity, the sudden failure decreased because they were progressive and less fragile, attaining better performance levels of these elements.En muchos países predominan las viviendas construidas con muros de mampostería en arcilla no reforzada, dando lugar a edificaciones de baja resistencia y ductilidad, muy vulnerables a eventos sísmicos. Esto ha quedado demostrado con la experiencia de sismos precedentes, donde el comportamiento de las edificaciones con muros no estructurales fue inadecuado debido a su poca capacidad de disipación de energía, produciendo en los muros, grandes fallas que llevaron incluso al colapso de ellas. Investigaciones realizadas demuestran que el uso de reforzamiento de polímeros reforzados con fibras de carbono (CFRP por sus siglas en inglés) adheridos a muros de mampostería puede mejorar la capacidad de disipación de energía de los mismos convirtiéndolos en muros resistentes a cargas laterales.
En el presente documento se exponen los resultados de un proyecto de investigación donde se evaluó el comportamiento ante cargas laterales en muros de mampostería no estructural, al ser reforzados mediante CFRP teniendo en cuenta diferentes sistemas de anclaje a la cimentación. En el programa experimental, fueron construidos 14 muros de mampostería de arcilla, a escala real, utilizando bloque No. 5, usado comúnmente en este tipo de edificaciones; 7 de ellos tenían dimensiones de 1,23 m de largo por 1,90 m de alto y 7 de 2,47 m de largo por 1,90 m de alto. Ocho muros fueron ensayados ante carga lateral estática y seis ante carga lateral cíclica en su plano.
Fueron comparadas las respuestas de los muros, en cuanto a comportamiento histerético, carga máxima, ductilidad y degradación de rigidez. Los resultados muestran que el material de refuerzo mejoró significativamente la capacidad de carga última de los muros, se mitigó la falla súbita ya que fueron progresivas y menos frágiles, logrando de esta manera, un mejor nivel de desempeño.MaestríaMagíster en Ingeniería Civil con Énfasis en Ingeniería de Estructura
Comportamiento de conectores de cortante tipo canal en sistemas de entrepiso conformados por viguetas en celosía, concreto reforzado y lámina colaborante: Planteamiento de ecuación para cálculo de la capacidad de conectores
No full textThis article studies the mechanical behavior of channel-type shear connectors in mezzanine systems made up of lattice joists, reinforced concrete and collaborative sheet. For which, 25 specimens were manufactured and experimentally analyzed in the weak connector position within the valley of the collaborating sheet, which were subjected to direct shear testing. Based on the results obtained and the results obtained in the different investigations carried out to date by researchers Huertas [8], Hoyos [7] and Marulanda [9]. The results of 116 specimens were processed and an equation was proposed as an envelope that allows to reliably predict the capacity of channel-type shear connectors in these mezzanine systems.En este artículo se estudia el comportamiento mecánico de los conectores de cortante tipo canal en sistemas de entrepiso conformados por viguetas en celosía, concreto reforzado y lámina colaborante. Para esto, se fabricaron y analizaron experimentalmente 25 probetas ubicando en la posición débil el conector dentro del valle de la lámina colaborante, las probetas se sometieron a ensayo de corte directo. Con base en los resultados obtenidos del programa experimental, y en los datos reportados en las investigaciones realizadas por Huertas [8], Hoyos [7] y Marulanda [9], se analizaron los resultados de 116 probetas sometidas a corte directo y se planteó una ecuación a manera de envolvente, que permite predecir de una manera confiable la capacidad de los conectores de cortante tipo canal, en estos sistemas de entrepiso.MaestríaMagíster en Ingeniería Civil con Énfasis en Ingeniería de Estructura
Procedimiento de análisis y diseño de muros portantes de concreto reforzado bajo un ambiente informático
No full textEn las últimas décadas en diferentes regiones de Colombia se ha visto un incremento en el uso del sistema de resistencia sísmica basado en muros portantes de concreto reforzado, gracias a las ventajas que ofrece a nivel económico y de comportamiento estructural. Obedeciendo a la necesidad de contar con profesionales idóneos que realicen los respectivos diseños, algunas de las universidades colombianas cuentan dentro de sus planes de estudio en pregrado y posgrado con asignaturas enfocadas al diseño de edificaciones con este sistema estructural. Sin embargo se ha observado que los textos de consulta no se encuentran ajustados a los requisitos del Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10, en primera medida porque son textos procedentes de otros países y por otro lado porque los pocos de origen nacional fueron escritos cuando se encontraba en vigencia una versión anterior de este Reglamento. Tampoco disponen de ayudas o herramientas de tipo informático y pocos ofrecen un enfoque práctico donde se le presente al lector una metodología clara y sencilla de análisis y diseño para los diferentes elementos que conforman este sistema estructural.
Por lo tanto se encontró la necesidad de brindar a la comunidad académica y profesional un material de tipo didáctico, conformado por hojas de cálculo y una aplicación desarrollada en Visual Basic que sirve de guía para el análisis y diseño para muros portantes en concreto reforzado, bajo un entorno amigable e intuitivo, utilizando el Sistema Internacional de Unidades (SI) y cumpliendo los requisitos establecidos en el Reglamento NSR-10. El resultado final de este trabajo son unas hojas de cálculo que funcionan de manera complementaria con el software de análisis y diseño estructural y que permiten de una forma ágil y sencilla realizar el diseño de muros para edificaciones cuyo sistema de resistencia sísmica son los muros estructurales o también denominados muros portantes.In recent decades in different regions of Colombia it has seen an increase in the use of seismic resistance system based on load bearing walls of reinforced concrete, thanks to the advantages in economic and structural behavior. Obeying the need for qualified professionals to perform the respective designs, some Colombian Universities have within their curriculum in undergraduate and postgraduate students with courses focused on the design of buildings with this structural system. However it has been observed that the reference texts are not adjusted to the requirements of Colombian Earthquake Resistant Building Code NSR-10, in a first step because they are texts from other countries and secondly because the few national origin were written when it was in effect an earlier version of this Regulation. Nor they have aids or tools of computer type and few offer a practical approach where given the reader a clear and simple methodology of analysis and design for the different elements that make up this structural system.
Therefore the need to provide academic and professional community didactic material, consisting of spreadsheets and an application developed in Visual Basic that serves as a guide for the analysis and design for load-bearing walls in reinforced concrete under found a friendly and intuitive environment, using the International System of Units (SI) and fulfilling the requirements of the Code NSR-10. The end result of this work are some spreadsheets that work in a complementary way with software analysis and structural design and allow a quick and easy way to make the design of walls for buildings whose system of seismic resistance are the structural walls or also they called bearing walls.MaestríaMagíster en Ingeniería Civil con Énfasis en Estructura
Comportamiento a flexión pura de muros de mampostería en arcilla, reforzados con barras de FRP
No full textDue to the interest in the Colombian environment to be at the vanguard with the latest available technologies and materials, a research project was proposed in order to evaluate the flexion capacity of clay masonry, reinforced with FRP bars at perpendicu-lar loads to plane, and take the first step to generate a preliminary design protocol for the future based on the ACI 440 and TMS402 / ACI 530, Being that there is no design guide yet to contemplate the behavior of masonry under this approach. The experimental program included the construction and test of 16 masonry walls in clay, seven walls were reinforced with Glass fiber Reinforced Polymer (GFRP) bars, and the other seven were reinforced with CFRP Carbon fiber Reinforced polymer, and the remaining two were reinforced with conventional steel rods.
The variables that were taken into account in the investigation were the dimensions of the wall in plan and the rebar.
The walls were tested in a test frame which had a length between supports of 2030 mm and loaded the walls with two concentrade loads in the thirds along the wall, looking for a pure bending behavior in the central third.
A very similar behavior of the analytical model was observed, compared to the experimental results for service loads. As for the ultimate loads, differences were found between theory and tests.Dado el interés en el medio colombiano en estar a la vanguardia con las últimas tecnologías y materiales disponibles, se planteó en la Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito, un proyecto de investigación, con el fin de evaluar la capacidad a flexión de la mampostería de arcilla reforzada internamente con barras de FRP ante cargas perpendiculares al plano y dar los primeros pasos para generar un protocolo preliminar de diseño a futuro, basado en el ACI 440 y el TMS402/ACI 530, Dado que aún no exis-te guía de diseño que contemple el comportamiento de mampostería ante esta solicitación. El programa experimental contempló la construcción y el ensayo de 16 muros de mampostería en arcilla, siete muros fueron reforzados con barras de GFRP (Glass fiber reinforced polymer, por sus siglas en ingles), los siguientes siete se reforzaron con barras de CFRP (Carbon fiber reinforced polymer, por sus siglas en ingles) y los dos restantes se reforzaron con barras de acero convencional, para comparar los resul-tados. Las variables que se tuvieron en cuenta en la investigación fueron las dimensiones del muro en planta y las cuantías de refuerzo.
Los muros se ensayaron en un marco de prueba el cual tenía una longitud entre apoyos de 2030 mm y cargaba los muros con dos cargas distribuidas en los tercios a lo largo del muro, buscando un comportamiento de flexión pura en el tercio central.
Se observó un comportamiento muy similar del modelo analítico, comparado con los resultados experimentales para estados de carga de servicio (deflexiones). En cuanto a las cargas últimas, se encontraron diferencias entre la teoría y los ensayos.MaestríaMagíster en Ingeniería Civil con Énfasis en Estructura
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