A continuación, para la adecuada ejecución de los ensayos de corte, se definió la ubicación de la carga para generar la falla por corte y cuantificar las deformaciones durante el ensayo y a su vez se determinó la resistencia al esfuerzo de corte de cada viga ensayada. Finalmente se concluyó que la incorporación de fibras de acero Sika Fiber CHO 65/35 NB aumenta la resistencia al esfuerzo cortante en un 31,66%, obteniendo la resistencia promedio a un esfuerzo cortante en vigas de hormigón armado de 31,58kg/cm2 en vigas simplemente armadas y 41,57kg/cm2 en vigas reforzadas con fibras de acero.
INTRODUCCIÓN
- Planteamiento del problema
- Formulación del problema
- Hipótesis
- Objetivos
- Objetivo general
- Objetivos específicos
- Alcances y limitaciones de la investigación
- Justificación de la investigación
La incorporación de fibras de acero Sika Fiber CHO 65/35 NB en una dosis del 2% por volumen de hormigón tiene un efecto positivo, ya que aumenta la resistencia al corte de las vigas de hormigón armado. Conocer la influencia de la incorporación de fibras de acero en una dosis del 2% del volumen de hormigón sobre la resistencia de vigas de hormigón armado a cargas de cortante.
MARCO TEÓRICO
ANTECEDENTES
2016), en su tesis “Uso de hormigón armado con fibras de acero para mejorar la ductilidad en vigas rectangulares”, concluye que la incorporación de fibras en el hormigón modifica su comportamiento tanto a nivel material como estructural, lo que supone una reducción de fisuras y una mayor resistencia. a la compresión a su vez recomienda el uso de una dosificación de fibra del 1% a en su tesis “Estudio de la influencia en la resistencia y ductilidad de las fibras de carbono utilizadas como refuerzo de vigas de hormigón armado”, llega a la conclusión que con la fibra de carbono se logra un aumento en la resistencia. de la viga, y al igual que el acero tiene una rigidez muy similar, a su vez el uso de fibra de carbono provoca una reducción en la ductilidad de la sección de la viga, finalmente señalar que la deformación de la fibra puede producir una pérdida de adherencia. 2021), en su tesis “Estudio del comportamiento de vigas de hormigón armado con refuerzo secundario adicional de fibras de acero, que tienen aberturas horizontales transversales”, plantea que aumenta el uso de fibras de acero como refuerzo secundario con dosis de 20 y 50 kg/m3. la resistencia de las vigas de hormigón armado hasta en un 40%.
BASES TEÓRICAS
- Vigas
- Fibras de acero
- Esfuerzo cortante en vigas de concreto armado
- Tipos de falla por cortante en vigas de concreto armado
Expresaremos los esfuerzos internos en función de la posición de cada tramo a una distancia "X" del apoyo. Para dibujar la parábola se puede utilizar cualquiera de los métodos desarrollados en Dibujo Técnico.
DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS
- Resistencia
- Resistencia requerida
- Resistencia de diseño
- Rigidez
- Ductilidad
MATERIALES Y MÉTODO
UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE LA INVESTIGACIÓN
ÉPOCA DE LA INVESTIGACIÓN
DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA EN ESTUDIO
ETAPAS DE LA INVESTIGACIÓN
PROCEDIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN
- Diseño de mezcla
- Predimensionamiento y estructuración de pórticos de concreto armado
- Elaboración del encofrado para el pórtico de diseño
- Selección de fibra de acero
- Curado de pórticos de concreto armado
- Ensayo de los pórticos de concreto armado
- Hipótesis de carga
Las pruebas de compresión se realizaron a las probetas cilíndricas con ayuda de la máquina de carga axial en el Laboratorio de Ensayos de Materiales de la Universidad Nacional de Cajamarca. Predimensionado y estructuración de pórticos de hormigón armado Utilizando los criterios de la norma E 0,30 y E 0,60 del Reglamento Nacional de Edificación se ha realizado el predimensionado de los elementos estructurales. Se logra porche como vigas, columnas y cimientos. Para la selección de la fibra se tuvo en cuenta la calidad y la recomendación del Ingeniero Consultor.
La ficha técnica de la fibra Sika Fiber CHO 65/35 NB se encuentra en Anexos - Fichas Técnicas. Se recomienda ensayar los marcos a los 28 días de realizadas las muestras, ya que durante este período el concreto alcanza su resistencia de diseño. Sin embargo, debido a la pandemia Covid-19, las actividades en todo el país se han visto afectadas, incluida nuestra Escuela de Estudios Superiores de la Universidad Nacional de Cajamarca.
Con autorización de las autoridades competentes, se planificó el acceso al Laboratorio de Ensayos de Materiales de Construcción de la Universidad Nacional de Cajamarca exactamente un año después de la elaboración de las muestras de hormigón armado. Y se propuso ajustar los resultados obtenidos durante la prueba, según explica el autor Harmsen en su libro "Diseño de estructuras de hormigón armado". Para lograr la falla por cortante de las vigas ensayadas, se cuenta con una máquina universal de 100 toneladas, la carga transferida por la máquina universal se realizó puntualmente, ubicada a una distancia "l", denominada hipótesis de carga.
PRESENTACIÓN DE RESULTADOS DE LOS ENSAYOS AL CORTE DE LAS
- Ensayos de vigas de concreto armado
- Ensayos de vigas de concreto armado con adición de fibras de acero
- Reajuste de resultados por edad del concreto
La tabla muestra inicialmente datos sobre la sección transversal de la viga ensayada y el desplazamiento lateral medido con la ayuda de un nivel topográfico. La primera columna muestra los tonelajes que se fueron agregando gradualmente durante la prueba, indicando los resultados por cada aumento de media tonelada, la segunda columna muestra las deformaciones marcadas. Finalmente, en la parte inferior de la tabla se muestra la carga de rotura y la fisura máxima alcanzada en el ensayo.
Con base en los datos anteriores fue posible calcular las dos últimas columnas que representan las tensiones y deformaciones unitarias, necesarias para el siguiente gráfico. La primera columna muestra los tonelajes agregados gradualmente durante la prueba, con los resultados mostrados por cada aumento de media tonelada. La segunda columna muestra las deformaciones resaltadas por la galga extensométrica. 29 A partir de los datos anteriores fue posible calcular las dos últimas columnas que representan las tensiones y deformaciones unitarias, necesarias para el siguiente gráfico.
La tabla anterior muestra la variación de la resistencia a cortante de las vigas. PS y PF de hormigón armado cuando se ajustan a la edad del hormigón por el factor 1,27, que representa un año de edad de las probetas.
COMPARACIÓN ENTRE RESULTADOS DE VIGAS ENSAYADAS AL CORTE
36 Se observa una mayor resistencia en las vigas de hormigón armado con adición de fibras de acero, donde el resultado más alto es la “Viga PF-3” con 50,46 kg/cm2 y el resultado más bajo es la viga de hormigón armado “Viga PS-2” . ” con 23,81 kg/cm2. Se puede observar claramente el predominio de las vigas de hormigón armado con adición de fibras de acero (41,57 kg/cm2), frente a las vigas de hormigón armado (31,58 kg/cm2). Donde se expresa que se obtuvo un aumento en la resistencia al corte de las vigas de concreto armado del 31.66% al adicionar la fibra de acero.
La mayor deformación se observa en las vigas de hormigón armado con adición de fibras de acero, siendo el mayor resultado para la “Viga PF-1” con 3,54 mm y el menor resultado para las vigas de hormigón armado “Viga PS-3” con 1,54 mm. mm. Se obtuvo una deformación de 3 mm en las vigas de hormigón armado mediante la adición de fibras de acero y una deformación de 2,4 mm en las vigas de hormigón armado. Donde se expresa que se obtuvo una mayor deformación en las vigas de concreto armado de 25.26%, cuando se adicionó la fibra de acero.
ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Se muestra una comparación de los esfuerzos cortantes entre vigas PS y vigas PF, observándose una mayor resistencia en las vigas de hormigón armado con adición de fibras de acero, y el mayor resultado lo logró la viga PF-3 con 50,46 kg/cm2. y el peor resultado lo obtuvo la viga de hormigón armado “Viga PS-2” con 23,81 kg/cm2. Se realizó una comparación de las deformaciones promedio entre vigas PS y PF, donde se logró una deformación de 3 mm en vigas de hormigón armado con adición de fibras de acero, y una deformación de 2,4 mm en vigas de hormigón armado. Las deformaciones de vigas de hormigón armado simplemente reforzadas incorporando fibras de acero Sika Fiber CHO 65/35 NB al 2% para pf-1, pf-2 y pf-3 son de 3,54 mm, 2,14 mm y 3,32 mm, respectivamente.
La deformación promedio de las vigas de hormigón simplemente armado es de 2,4 mm, mientras que las vigas de hormigón armado con fibras de acero Sika Fiber CHO 65/35 NB es de 3 mm, aumentando la capacidad de deformación en la viga hasta en un 25,26%, lo que garantiza un comportamiento dúctil. Se recomienda que los tesistas realicen diferentes dosificaciones de fibras de acero, para determinar una apertura y funcionalidad en base a la dosificación de la fibra en vigas de concreto armado. Estudio de la influencia sobre la resistencia y tenacidad de las fibras de carbono utilizadas como refuerzo de vigas de hormigón armado.
Uso de hormigón armado con fibras de acero para mejorar la ductilidad en vigas rectangulares. Preparación de muestras de concreto cilíndricas f'c=210 kg/cm2 en el Laboratorio de Ensayos de Materiales de la Universidad Nacional de Cajamarca. Movilización y ubicación de pórticos de concreto armado para ensayos de corte en la máquina universal de 100 toneladas del Laboratorio de Ensayos de Materiales de la Universidad Nacional de Cajamarca.
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CONCLUSIONES
La resistencia de las vigas de hormigón armado a los esfuerzos de corte aumenta en 9,99 kg/cm2, lo que representa un 31,66%, con la incorporación de fibras de acero Sika Fiber CHO 65/35 NB en una dosis del 2% del volumen de hormigón.
RECOMENDACIONES
Material de apoyo para cursos educativos sobre diseño y comportamiento del hormigón armado. Estudio del comportamiento de vigas de hormigón armado con armadura adicional secundaria de fibras de acero, que presentan vanos transversales horizontales. Según la norma ACI la superficie mínima de la columna debe ser de 600cm2. Para lograr una vista de Empotramiento se recomienda que las columnas tengan una rigidez 1.2 veces la de la viga, por lo que se supone una sección de columna de 0.25m x 0.25m b) DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES.
Diseño de mezcla para concreto con f'c=210 kg/cm2 en el Laboratorio de Ensayos de Materiales de la Universidad Nacional de Cajamarca. Prensa para ensayos de resistencia a la compresión Laboratorio de Ensayos de Materiales de la Universidad Nacional de Cajamarca. Máquina universal de 100 toneladas del Laboratorio de Ensayos de Materiales de la Universidad Nacional de Cajamarca.
Ensayo de compresión de muestras cilíndricas de concreto f'c=210 kg/cm2 después de 7 días en el Laboratorio de Ensayos de Materiales de la Universidad Nacional de Cajamarca. Elaboración de marcos de preensayo en la máquina universal de 100 toneladas del Laboratorio de Ensayos de Materiales de la Universidad Nacional de Cajamarca. Elaboración de una máquina universal de 100 toneladas por el Laboratorio de Ensayos de Materiales de la Universidad Nacional de Cajamarca con la ayuda de un ingeniero técnico.
