Columnas de Concreto Reforzadas

Las columnas constuidas antes de la década de los 70s tienen dos defectos importantes; presentan confinamiento inadecuado (generalmente usando estribos No 3 o No. 4 espaciados a 12 pulgadas) y los extremos de los estribos no son anclados correctamente en la región del núcleo. Durante un sismo fuerte, los estribos pueden llegar a abrirse provocando el pandeo del refuerzo longitudinal y conduciendo al colapso de la columna.

Mientras que las columnas con refuerzo espiral en general se han comportado bien en terremotos pasados, los defectos antes descritos también han generado fallas en este tipo de columnas, tal como se ilustra en la figura de la derecha.

La solución es proporcionar confinamiento externo a la columna. Dicho confinamiento puede incrementar la resistencia a compresión existente del concreto en mas de un 100%, pero aun más importante para aplicaciones sísmicas, la deformación unitaria última del concreto (es decir su ductilidad) aumenta significativamente. Entre las ventajas de las columnas confinadas con QuakeWrap™ se puede mencionar:

• Aumento en la ductilidad.
  
• Aumento en la resistencia al cortante.
  
• Incrementa la adherencia en la región de traslapes de refuerzo longitudinal.
  
• Se conforma a la geometría de diversas secciones transversales.
  
• Requiere acceso mínimo para su instalación.
  
• Más económico que los métodos convencionales de reparación y/o reforzamiento.

Investigación y Desarrollo

Los directores de QuakeWrap conformaron el primer equipo de investigación en los E.E.U.U. en recibir un patronicio de la Fundación Nacional de Ciencias (National Science Foundation o NSF) en 1991 para estudiar el comportamiento de columnas confinadas con camisas de FRP. Se estudiaron columnas circulares y rectangulares reforzadas con confinamiento activo y pasivo. Los resultados de estos estudios se han publicado en varios artículos técnicos con tópicos como efectos del confinamiento sobre columnas circulares y rectangulares y reparación de columnas dañadas por terremotos. Otros investigadores también han estudiado estos problemas y una muestra de sus artículos técnicos está también disponible en esta página web.

En las investigaciones patrocinadas por NSF las columnas fueron sujetas a una carga axial de 100 kips (45,400 kg) que se mantuvo constante durante toda la prueba, mientras que los extremos de las columnas fue sujetas a cargas laterales cíclicas, simulando un evento sísmico. Los especímenes reforzados continuaron resistiendo cargas laterales adicionales durante ciclos consecutivos y la pruebas de carga generalmente tuvieron que ser suspendidas debido a que los desplazamientos máximos laterales de actuadores hidráulicos fueron alcanzados.

Casos de Estudio

• Puente I-40 en Oklahoma City, OK
• The Phoenician Resort, Scottsdale, AZ