Rendimiento Flexural y Cálculo de Estrés de Losa de Concreto Unidireccional Fortalecida con Barras de Polímero Reforzado con Fibra Prestresadas Externamente

La prestensado externo se emplea ampliamente en la ingeniería de fortalecimiento estructural debido a sus numerosas ventajas. Sin embargo, las barras de acero prestresadas externamente son propensas a la corrosión cuando se exponen al entorno de servicio. Este artículo está dedicado a examinar el uso de barras de polímero reforzado con fibra (FRP) como materiales de prestensado externo para fortalecer losas de concreto unidireccional. Se fortalecieron cinco losas de concreto unidireccional con barras de FRP prestresadas externamente con diferentes niveles de prestress y diferentes cantidades de barras de FRP, mientras que se utilizó una losa no fortalecida para comparación. Se analizaron sistemáticamente los efectos del fortalecimiento en el comportamiento flexural, específicamente la carga de fisuración, la carga máxima, la rigidez y el modo de falla. Además, se discutieron las propiedades de ductilidad y optimización del costo-beneficio del diseño de refuerzo. Los resultados muestran que las barras de FRP prestresadas externamente mejoran significativamente la carga de fisuración, la carga máxima y la rigidez de las losas de concreto unidireccional. La ausencia de un vínculo entre el concreto y las barras de FRP supera la fragilidad de las barras de FRP, mientras que las losas fortalecidas presentan una ductilidad satisfactoria y una mayor rigidez y capacidad de carga post-flujo. Además, la relación costo/beneficio se optimiza aumentando el nivel de prestress, mientras que un mayor número de barras de FRP prestresadas es beneficioso para la ductilidad. Finalmente, se propuso un método para calcular el estrés en las barras de FRP prestresadas en cargas máximas. Independientemente del material de prestensado, este método es aplicable tanto a vigas fortalecidas como a losas unidireccionales.