Aislamiento dinámico de un muro cortante mediante hormigón armado con fibras de alto rendimiento

Abstract

El presente proyecto desarrolla la rehabilitación de un muro cortante mediante hormigón de ultra alto rendimiento reforzado con fibras con el principal objetivo de que los edificios puedan resistir a cualquier movimiento sísmico. Este documento comienza con el estudio sobre el estado de la técnica, pues sin el conocimiento de lo que ya existe no habría posibilidad de desarrollar una idea inventiva. Se analizan cuatro patentes que proponen métodos de rehabilitación para mejorar estructuras que no soportan la fuerza demandada. Sin embargo, debido a los distintos inconvenientes se ha tomado la decisión de partir de un recubrimiento hecho de hormigón de ultra alto rendimiento reforzado con fibras, UHPFRC. A continuación, se analizan los conceptos esenciales. En primer lugar, se explica lo que es un muro cortante y se analiza el comportamiento de las estructuras ante actividad sísmica. También, se explica que los muros se van a rehabilitar mediante un revestimiento del hormigón. En la siguiente etapa se explica un caso experimental ya existente en el que se estudia los efectos de un terremoto en muros fabricados con distintos materiales. Para ello, se aplica una carga cíclica a cuatro muestras, dos de ellas fabricadas con un material de hormigón de ultra alto rendimiento y las otras dos con este mismo material y un 2% en fibras. Los resultados indican que el material con las fibras mejora en rigidez y en el modo de ruptura.

La última etapa de este documento consiste en realizar una simulación con la plataforma ETABS CSI. Los resultados de los análisis mostraron una mejora en cuanto a rigidez y desplazamiento.

En conclusión, se considera que los resultados son satisfactorios y se ha demostrado con un análisis experimental y una simulación con ETABS CSI que rehabilitar muros cortantes es una buena técnica para resistir mejor ante terremotos.

This project develops the rehabilitation of a shear wall using ultra high-performance fiber reinforced concrete (UHPFRC) with the main objective of resisting any seismic movement.

This document starts with the study of the already patented proposed solutions on the subject, because without the knowledge of what already exists it wouldn ́t be possible to develop an inventive idea. Four patents are analysed and they propose methods of rehabilitation to improve weak structures that do not withstand the demanded force. However, due to some disadvantages, this paper presents a concrete jacketing made of Ultra High-Performance Fiber Reinforced Concrete, UHPFRC.

Then, as the project deals with the rehabilitation of a shear wall to adequately withstand earthquakes, the essential concepts are analyzed. First, the author explains what a shear wall is and analyzes the behavior of the structures under seismic activities. It is also explained that the walls will be retrofitted with a concrete jacketing.

In addition, the author explains an existing case study in which the effects of an earthquake on shear walls made of different materials are studied. For this purpose, a cyclic load is applied to four samples, two of which are made from an ultra-high-performance concrete (UHPC) and the other two with the same material and 2% in fibers (UHPFRC). The results show that the material with the fibers improves in stiffness and the failure mode.

In order to evaluate the retrofitting benefits of concrete jacketing using UHPFRC, models were created with CSI ETABS. The results of the analyses showed an improvement in stiffness and displacement.

In conclusion, it is considered that the results are satisfactory, and it has been demonstrated with an experimental analysis and simulation with ETABS CSI that rehabilitating shear walls is a good technique to better resist earthquakes.