Reforzamiento estructural con fibra de carbono como alternativa económica para aumentar la resistencia a la compresión de las columnas en la galería comercial Fullmarket en el 2019

Abstract

RESUMEN La presente investigación tiene como objetivo general determinar de qué manera el reforzamiento estructural con fibra de carbono (CFRP) Carbón Fiber Reinforced Polymer, aumenta la resistencia a la comprensión de las columnas, necesario para llevar adelante un proyecto de ampliación de dos niveles adicionales en una galería comercial en funcionamiento ubicada en el distrito de Lince, Lima-Perú, construida en un terreno de 625 m2 (25x25), que cuenta con un sótano con 14 estacionamientos, un primer y segundo piso con 82 locales comerciales de 6 y 8 m2. Un pre-dimensionamiento estructural para el proyecto de ampliación determinó que, para la construcción de dos pisos adicionales su estructura actual tendría que ser reforzada. El presente trabajo desarrolla el reforzamiento de las columnas con fibra de carbono, demostrando como adherido externamente con un adhesivo epóxico aumenta su resistencia a compresión. Los estudios realizados a este material revelan que es entre 7 a 10 veces más resistente a la tracción que el acero grado 60. Asimismo, pruebas realizadas en el laboratorio con muestras cilíndricas de concreto reforzadas con fibra de carbono demostraron el aumento de resistencia a compresión del concreto. El reforzamiento con fibra de carbono en muestras cilíndricas de concreto ensayados en laboratorio y su posterior verificación con la norma ACI 440 2R 17, demostró que mediante su aplicación se eleva la resistencia de las columnas, se reduce el uso de materiales, no requiere de grandes espacios para el almacenamiento de material y la generación de desperdicios o material de desmonte es reducido. Finalmente, se concluye que la investigación cumplió su cometido al incrementar la resistencia de las columnas de la galería Fullmarket. Este estudio de investigación demuestra como el reforzamiento estructural con fibra de carbono ante una mayor solicitación de resistencia, soluciona este requerimiento y no entorpece ni paraliza el normal funcionamiento de la galería. Por último, el ahorro económico generado por el CFRP asciende a S/.30,707.33 por proyecto, es decir, un 58.4% menor que un reforzamiento concreto acero.

ABSTRACT The purpose of this research is to determine in what way the structural reinforcement with carbon fiber (CFRP) Carbon Fiber Reinforced Polymer, increases the resistance to the understanding of the columns, necessary to carry out a project of expansion of two additional levels in a Commercial gallery in operation located in the district of Lince, Lima-Peru, built on a plot of 625 m2 (25x25), has a basement with 14 parking spaces, a first and second floor with 82 commercial premises of 6 and 8 m2. A structural pre-dimensioning for the expansion project determined that, for the construction of two additional floors, its current structure would have to be reinforced. The present work develops the reinforcement of the columns with carbon fiber, demonstrating how adhered externally with an epoxy adhesive increases its compressive strength. Studies on this material reveal that it is between 7 and 10 times more tensile resistant than 60 grade steel. Also, tests carried out in the laboratory with cylindrical samples of concrete reinforced with carbon fiber demonstrated the increase in compressive strength of concrete. . The reinforcement with carbon fiber in cylindrical samples of concrete tested in the laboratory and its subsequent verification with the ACI 440 2R 17 standard, showed that through its application the resistance of the columns is raised, the use of materials is reduced, it does not require large spaces for the storage of material and the generation of waste or waste material is reduced. Finally, it is concluded that the investigation fulfilled its mission by significantly increasing the resistance of the columns of the Fullmarket gallery. This research study demonstrates how the structural reinforcement with carbon fiber in the face of a greater resistance request, solves this requirement and does not hinder or paralyze the normal functioning of the gallery. Finally, the economic savings generated by the CFRP amount to S/.30,707.33 per project, that is, a 58.4% variation between concrete reinforcement steel and carbon fiber.