Respuesta cíclica de unión viga-columna de concreto reforzada externamente con tejido de fique modificado superficialmente

Abstract

Las uniones viga-columna constituyen una de las regiones más críticas de las estructuras de concreto reforzado sometidas a acciones sísmicas, especialmente cuando se diseñan sin criterios modernos de detallado sísmico. Aunque los sistemas de reforzamiento con materiales compuestos reforzados con fibras sintéticas (FRP, fiber reinforced polymer) han demostrado mejorar el desempeño estructural de estos elementos, su fabricación conlleva un impacto ambiental significativo, lo que ha impulsado la búsqueda de alternativas sostenibles basadas en fibras vegetales. En este contexto, la presente investigación, desarrollada en la modalidad de pasantía de investigación, evaluó experimentalmente la respuesta cíclica de un subensamblaje viga-columna de concreto reforzado externamente con tejido de fique modificado superficialmente con óxido de grafeno (FiqueGO). Para ello se realizaron el acondicionamiento del espécimen, el diseño y la adecuación del montaje experimental, la aplicación del sistema de reforzamiento, la instrumentación mediante transductores de desplazamiento lineal y la ejecución de un protocolo de carga cíclica controlado por desplazamiento basado en las recomendaciones del FEMA 461. Durante el ensayo se documentó la progresión del daño en la viga, la columna y el nudo, y posteriormente se analizaron las respuestas histeréticas fuerza-desplazamiento, y fuerza-distorsión angular y momento-rotación en el nudo no reforzado. Los resultados evidenciaron que las primeras manifestaciones importantes de daño aparecieron a partir de una deriva del 2.07 %, mientras que el nudo desarrolló un patrón progresivo de fisuración diagonal característico de fallas dominadas por cortante. La respuesta histerética mostró una degradación gradual de la rigidez y un incremento progresivo del efecto de pinching a medida que aumentaba la demanda de desplazamiento. El ensayo se mantuvo hasta que la unión presentó una degradación significativa de la resistencia, criterio de finalización previamente establecido debido al potencial compromiso de la estabilidad del espécimen. La prueba se detuvo antes de que ocurriera un colapso, con el fin de salvaguardar la seguridad del personal, del equipo de ensayo y de las instalaciones del laboratorio. En ese momento, el espécimen alcanzó una fuerza máxima cercana a 20 kN y una deriva del 5.7 %. En conjunto, los resultados sugieren que el sistema de reforzamiento FiqueGO contribuyó a mantener el confinamiento del concreto en la viga y la columna, y a favorecer un desarrollo progresivo del daño, constituyéndose como una alternativa con potencial para el reforzamiento sostenible de uniones viga-columna deficientes de concreto reforzado