Método simplificado de cálculo de la respuesta última de elementos de hormigón reforzados a flexión con materiales compuestos. Propuesta y verificación experimental

Resumen

Desde un punto de vista teórico, los elementos de hormigón reforzados a flexión mediante el pegado exterior de materiales compuestos reforzados con fibras (FRP) pueden presentar distintos modos de fallo: fallo del material (acero, hormigón, material compuesto) o bien fallo de la interfase hormigón-adhesivo o adhesivo-material compuesto. Sin embargo, la realidad experimental ha puesto de manifiesto que, en la mayoría de los casos, antes de que se produzca uno de estos modos de fallo se produce el fallo del refuerzo por delaminación del hormigón a la altura de la armadura pasiva, desgajándose el recubrimiento de hormigón juntamente con el refuerzo adherido al mismo. La rotura por delaminación de las secciones reforzadas con FRP es un aspecto complejo de modelizar, como consecuencia del carácter frágil de este tipo de rotura, así como por el hecho de que en el mismo intervienen multitud de parámetros como son la rigidez a tracción del refuerzo, las propiedades del material adhesivo, la existencia de fisuras en el hormigón, entre otros. En consecuencia, la respuesta última a flexión de estos elementos reforzados viene condicionada por la deformación o tracción existente en la fibra de refuerzo en el momento de la delaminación, mucho menores que la deformación o carga de rotura de los materiales compuestos. Existen métodos numéricos complejos que, mediante el análisis seccional elastoplástico, se basan en obtener la deformación de delaminación como solución numérica a un determinado criterio de rotura. En este artículo se presenta un método simplificado, derivado de una de estas propuestas, para la predicción de la deformación de delaminación de los refuerzos a flexión de FRP en elementos reales de hormigón estructural. Así mismo, se incluye la verificación experimental de dicho método mediante resultados de ensayos en probetas de adherencia de tamaño reducido y modelos a gran escala de puentes viga-cajón de hormigón armado y con pretensado exterior, tanto isostáticos como continuos, reforzados con fibras de carbono (CFRP) y aramida (AFRP).