El refuerzo a esfuerzo cortante con Fibras de Refuerzo en vigas de hormigón armado. En el diseño del refuerzo se tiene en cuenta la modificación del comportamiento de la viga por el refuerzo.
Los estudios muestran que siempre que sea posible, la dirección principal de las fibras debe ser perpendicular a las fisuras de cortante. La contribución del refuerzo a la resistencia a cortante de la viga depende de los estribos de acero existentes en la viga original. Cuando aumenta el espesor del refuerzo la resistencia a cortante de la viga se incrementa. Esta relación tiende a ser lineal cuando la viga no está fisurada. Por último indicar que tanto el ángulo de inclinación de las fisuras, como el cortante resistido por el refuerzo, dependen del ángulo de inclinación de las fibras.
Según el Ministerio de la Vivienda existen en España más 25 millones de viviendas. De ellas, más de la mitad supera los 30 años de antigüedad y cerca de 8 millones superan los 50 años. Este gran parque inmobiliario necesita diversas actuaciones de intervención, bien sea para asegurar la seguridad o para permitir adaptar su uso a nuevas necesidades. El refuerzo de estructuras de hormigón armado mediante materiales compuestos, en especial mediante polímeros reforzados con fibras (FRP), tiende a sustituir a sistemas de intervención más tradicionales, como los refuerzos mediante encolado de bandas de acero. De hecho es posible encontrar una gran variedad de productos comerciales basados en materiales compuestos FRP en la industria de la construcción.
Clasificación del refuerzo según el Japan Concrete Institute
Técnica de reparación: Refuerzo por adherencia
1. Flexión para aplicar en: Pilares (puentes, edificios); Vigas (puentes), vigas, Forjados, chimeneas
2. Cortante para aplicar en: Pilares (puentes, edificios); Vigas (puentes), vigas, Forjados, chimeneas
3. Compresión para aplicar en: Pilares (puentes, edificios)
4. Prevención del deterioro para aplicar en: Chimeneas, túneles, postes
La primera aplicación de un sistema de refuerzo con FRP sucedió en Europa, en el puente “Kattenbush Bridge” (Alemania) entre 1986 y 1987, donde se utilizaron 20 tiras de un laminado polimérico reforzado con fibras de vidrio (GFRP), y desde 1991 unas 250 estructuras fueron reforzadas en Suiza con laminado polimérico reforzado con fibras de carbono (CFRP), correspondiendo a cerca de 17.000 Kg de material compuesto, sustituyendo a un equivalente de 510.000 Kg de acero.
En las últimas décadas ha surgido un interés especial en la búsqueda de materiales con características apropiadas para los proyectos arquitectónicos, donde es necesaria la aplicación de materiales resistentes y duraderos.
En Japón los sistemas de refuerzo de FRP se desarrollan a finales de los años 80, y son aplicados por primera vez en 1992 en el proceso de refuerzo y confinamiento de elementos en un puente en Tokio. La reconstrucción de la ciudad de Kobe, después de haber sido devastada por el sismo de Hanshin en Enero de 1995, es un ejemplo de la importancia de este tipo de materiales en la reparación y refuerzo estructural. Otras situaciones de revestimiento exterior de pilares de puentes y edificios, para aumentar su capacidad a cortante en casos de refuerzo a sismo. Los primeros ejemplos de rehabilitación de puentes en EE.UU. con mantas de CFRP fueron llevados a cabo en 1994. La primera aplicación en España del sistema de refuerzo se llevó a cabo en el puente del Dragó en Barcelona en 1996. Como consecuencia del impacto de un vehículo en la viga de borde, la totalidad de la armadura longitudinal del centro del vano resultó seccionada. Por razones de seguridad estructural y de adecuado comportamiento en servicio, el puente tuvo que ser reforzado con urgencia. Debido a los mayores plazos de ejecución y medios auxiliares requeridos en opciones alternativas estudiadas, se seleccionó la aplicación del refuerzo con materiales compuestos como la más adecuada para la reparación de la estructura.
