ES2592554B1 - Método de refuerzo activo frente a esfuerzo cortante o punzonamiento en elementos portantes estructurales, y sistema de refuerzo activo - Google Patents

Método de refuerzo activo frente a esfuerzo cortante o punzonamiento en elementos portantes estructurales, y sistema de refuerzo activo Download PDF

Info

Publication number
ES2592554B1
ES2592554B1 ES201631329A ES201631329A ES2592554B1 ES 2592554 B1 ES2592554 B1 ES 2592554B1 ES 201631329 A ES201631329 A ES 201631329A ES 201631329 A ES201631329 A ES 201631329A ES 2592554 B1 ES2592554 B1 ES 2592554B1
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
structural bearing
reinforcement
bearing element
reinforcement element
linear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES201631329A
Other languages
English (en)
Other versions
ES2592554A1 (es
Inventor
Antoni CLADERA BOHIGAS
Carlos Rodrigo RIBAS GONZÁLEZ
Benito MAS GRACIA
Juan Maria RIUS GIBERT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universitat de les Illes Balears
Original Assignee
Universitat de les Illes Balears
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universitat de les Illes Balears filed Critical Universitat de les Illes Balears
Priority to ES201631329A priority Critical patent/ES2592554B1/es
Publication of ES2592554A1 publication Critical patent/ES2592554A1/es
Priority to PCT/ES2017/070675 priority patent/WO2018069560A1/es
Application granted granted Critical
Publication of ES2592554B1 publication Critical patent/ES2592554B1/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04GSCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00Working measures on existing buildings
    • E04G23/02Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
    • E04G23/0218Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04GSCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/12Mounting of reinforcing inserts; Prestressing
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04GSCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00Working measures on existing buildings
    • E04G23/02Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04GSCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00Working measures on existing buildings
    • E04G23/02Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
    • E04G23/0218Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements
    • E04G23/0225Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements of circular building elements, e.g. by circular bracing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Reinforcement Elements For Buildings (AREA)

Abstract

Método de refuerzo activo frente a esfuerzo cortante o punzonamiento en elementos portantes estructurales, del tipo de vigas, pilares y losas, en el que se realiza una disposición de al menos una barra, alambre o elemento similar de refuerzo (3) de aleación con memoria de forma pre-estirada en fase martensítica alrededor del elemento portante estructural (1) a reforzar, transversalmente a una fisura (2) generada, o que se puede generar, por el esfuerzo cortante o punzonamiento. Posteriormente se realiza un anclaje de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo (3) alrededor del elemento portante estructural (1), y una activación de esta barra, alambre o elemento similar de refuerzo (3) mediante calentamiento, originando su transformación de fase martensítica a fase austenítica. Adicionalmente la invención se refiere a un sistema de refuerzo activo con al menos una barra, alambre o elemento similar de refuerzo (3) de aleación con memoria de forma.

Description

Campo de la invención
La presente invención pertenece al campo técnico de la construcción, concretamente a los elementos estructurales y su refuerzo frente a los esfuerzos soportados para reparar y controlar fisuras, y más concretamente a los refuerzos frente a esfuerzo cortante para elementos portantes estructurales tales como vigas y pilares, y frente a esfuerzo de punzonamiento en elementos tipo losa.
La invención se refiere en particular a un método de refuerzo activo a esfuerzo cortante o punzonamiento capaces de generar fisuras en elementos portantes estructurales, tales como vigas, pilares y losas, en el que se ancla al menos un elemento de refuerzo lineal, tal como una barra, alambre o elemento similar, de aleación con memoria de forma pre-estirada en fase martensitica, parcial o total, alrededor del elemento portante estructural a reforzar, y posteriormente se activa mediante calentamiento originando la transformación de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo de fase martensítica parcial o total, a fase austenitica, y las tensiones provocadas cierran la fisura y aumentan la resistencia a esfuerzo cortante en el elemento portante de estructuras.
La invención se refiere adicionalmente a un sistema de refuerzo activo con al menos un elemento de refuerzo lineal tal como una barra, alambre o elemento similar, de aleación con memoria de forma.
Antecedentes de la invención
Los elementos portantes de las estructuras se encuentran solicitados frente a distintos tipos de esfuerzos, tales como momento flector, axial y cortante. Dichos esfuerzos producen tensiones en el interior del elemento estructural, las cuales, una vez igualada la resistencia a tracción del material, producen fisuras.
Las fisuras cercanas al apoyo y que se encuentran inclinadas, en el caso de estructuras de hormigón, son debidas principalmente al esfuerzo cortante o punzonamiento. En el caso de estructuras de madera, las fisuras a cortante se propagan en general paralelamente a la directriz de la pieza debido al carácter ortótropo de la madera. Estas fisuras pueden aparecer por un mal dimensionado del elemento, por un aumento de cargas en la estructura o por la pérdida de la capacidad resistente de la misma por la degradación, y dada la fragilidad de la rotura a cortante en este tipo de elementos y el tipo de peligro que conlleva, es frecuentemente necesario el refuerzo del elemento estructural una vez ha aparecido una fisura debida a esfuerzo cortante, o con antelación a su aparición si se prevé dicha posibilidad. También es deseable el refuerzo a cortante de un elemento estructural en el caso de que la estructura pueda estar sometida a acciones accidentales, como por ejemplo sismo o explosiones, no previstas o subestimadas en el proyecto y construcción original de la estructura.
Actualmente los refuerzos a cortante se pueden clasificar en dos tipos: refuerzos pasivos y refuerzos activos.
Los refuerzos pasivos consisten en la disposición de placas, barras o láminas de diferentes tipos de materiales, tales como acero o laminados de fibras de carbono, entre otros, por adherencia o mediante anclajes mecánicos que "cosen" las fisuras, existentes o previsibles, de forma que al aumentar las solicitaciones externas el refuerzo pasivo dispuesto resista total o parcialmente el incremento de esfuerzo cortante. Este tipo de refuerzos sólo entra en acción para incrementos de esfuerzos a partir de su disposición, y para su correcto funcionamiento es necesario, en general, que la estructura reforzada aumente su deformación y su nivel de daño (refuerzo activado por la dilatancia del material original de la estructura a reforzar). Por ello, para evitar deformaciones excesivas después del refuerzo, se limitan al máximo las deformaciones iniciales a la hora de disponer el refuerzo. Con este fin, este tipo de refuerzos suelen requerir de un apeo o descargue previo de la estructura original.
Los refuerzos activos consisten en cambio en la disposición de placas, barras o láminas que "cosen" las fisuras, como en el caso anterior, pero a las que se aplica una tensión de tracción (tesada) antes de su anclaje, generalmente de tipo mecánico pero que podría ser por adherencia. Por lo general este tipo de refuerzos consta de dos partes: elementos pretensa dos y elementos de anclaje, en donde el proceso de tesado es siempre mecánico. En este tipo de refuerzos el proceso de tesado requiere de gatos hidráulicos y cuñas, o de refuerzos atornillados con llaves que controlen el par de apriete. Para poder llevar a cabo el tesado, es necesario por tanto espacio de trabajo alrededor de todo el elemento estructural, para dar cabida a los elementos auxiliares. Este último requerimiento no es siempre posible o deseable a la hora de reforzar un elemento estructural de estas características.
Era por tanto deseable un método y un sistema de refuerzo activo frente a esfuerzo cortante o punzonamiento en elementos portantes estructurales, evitando los inconvenientes existentes en los anteriores métodos de refuerzo frente a esfuerzos cortantes del estado de la técnica.
Descripción de la invención
La presente invención resuelve los problemas existentes en el estado de la técnica mediante un método de refuerzo activo frente a esfuerzo cortante o punzonamiento en elementos portantes estructurales. Estos elementos portantes estructurales son principalmente del tipo de vigas, pilares y losas.
El método tiene una etapa de disposición de al menos un elemento de refuerzo lineal realizada en una aleación con memoria de forma (SMA por sus siglas en inglés, "Shape memory alloy') pre-estirada en fase martensítica, parcial o total, alrededor del elemento portante de estructuras a reforzar. Particularmente este elemento de refuerzo lineal puede consistir en una barra, alambre, o elemento similar, pero la característica principal es que sea lineal, es decir, con una de sus dimensiones claramente predominante sobre las otras. Esta disposición se realiza de forma tal que la barra o alambre de refuerzo queda dispuesta transversalmente a la fisura generada,
o con posibilidad de ser generada por el esfuerzo cortante o punzonamiento. A continuación, se realiza un anclaje de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo alrededor del elemento portante estructural.
Posteriormente se lleva a cabo la activación de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo mediante calentamiento de ésta, originando la transformación de dicha barra de refuerzo de fase martensítica a fase austenítica, es decir la transformación martensítica inversa. Mediante el calentamiento de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo, ésta se intenta acortar, y el acortamiento está impedido por el elemento portante estructural al que envuelve, transmitiendo así tensiones que comprimen todo el elemento portante estructural, y en particular a la fisura generada por el esfuerzo cortante. De este modo se cierra la fisura previa y se aumenta la resistencia a esfuerzo cortante, aumentando significativamente la ductilidad de la estructura ante la rotura por cortante.
La presente invención presenta las ventajas de que no necesita un proceso de tesado mecánico (al contrario que los refuerzos activos del estado de la técnica), ya que utiliza el efecto de memoria de forma de las aleaciones SMA, y además no precisa de la acumulación de daño de la estructura a reforzar para iniciar su trabajo (al
contrario que los refuerzos pasivos del estado de la técnica), ya que el refuerzo no está basado en la dilatancia del material a reforzar. El método objeto de la presente invención se puede aplicar también a forjados, jácenas y diferentes soportes.
Según una realización particular de la invención, la disposición de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo se realiza de forma sustancialmente helicoidal continua alrededor del elemento portante estructural. De acuerdo con esta disposición, de forma preferente unos tramos de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo quedan dispuestos en disposición perpendicular a la directriz del elemento portante de estructuras, y otros tramos quedan dispuestos inclinados con respecto a la directriz del elemento portante estructural.
De acuerdo con esta realización particular, el anclaje de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo alrededor del elemento portante estructural se puede llevar a cabo mediante solape conectado de al menos dos tramos de la propia barra, alambre o elemento similar de refuerzo. Alternativamente, el anclaje de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo alrededor del elemento portante estructural se puede realizar fijando dicha barra de refuerzo al propio elemento portante estructural.
Según una realización particular alternativa de la invención, la disposición de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo se realiza de forma discreta mediante al menos una barra, alambre o elemento similar de refuerzo en "un alrededor del elemento portante estructural. De acuerdo con esta disposición, de forma particular el anclaje de la barra de refuerzo alrededor del elemento portante estructural se realiza fijando la barra, alambre o elemento similar de refuerzo al elemento portante estructural. Preferentemente, el anclaje se realiza mediante al menos una placa auxiliar y correspondientes pernos o tuercas para realizar la fijación , aunque se puede realizar mediante medios alternativos.
De forma particular, el calentamiento de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo para obtener la activación de ésta se puede realizar mediante diferentes medios tales como pistola de aire caliente, soplete, mantas térmicas o paso de electricidad a lo largo de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo.
Preferentemente, en el método objeto de la presente invención se puede realizar un paso previo a la disposición de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo alrededor del elemento portante de estructuras, consistente en un redondeo de los cantos de dicho elemento portante estructural.
y también de forma preferente, el método presenta una etapa adicional de recubrimiento de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo tras su activación, por medio de material proyectado, mortero, placas de yeso, o combinación de todos ellos, para su protección.
Otro objeto de la presente invención es un sistema de refuerzo activo frente a esfuerzo cortante o punzonamiento en elementos portantes estructurales. Este sistema tiene al menos un elemento de refuerzo lineal realizado en aleación con memoria de forma en fase martensítica, parcial o total, el cual es anclado alrededor del elemento portante estructural, para su fijación a éste. Particularmente este elemento de refuerzo lineal puede consistir en una barra, alambre o elemento similar, pero la característica esencial es que es un elemento de refuerzo lineal, es decir, con una de sus dimensiones claramente predominante sobre el resto.
De forma preferente , la aleación con memoria de forma del sistema objeto de la presente invención tiene estructura cristalina en fase martensítica, parcial o total, a temperatura ambiente, y debe presentar una temperatura final de transformación de fase martensítica a austenítica situada entre 100°C y 250°C, pudiendo variar esta temperatura en función de la aleación utilizada. Además, su temperatura inicial de transformación directa de fase austenítica a fase martensítica deberá estar por debajo de la temperatura ambiente de trabajo del elemento estructural. Preferentemente la aleación con memoria de forma consistirá en Ni-Ti-Nb o Fe-Mn-Si , con la posibilidad de contar con otros componentes en menor proporción , aunque puede estar realizada en otros materiales que cumplan los requisitos anteriormente indicados.
Breve descripción de los dibujos
A continuación , para facilitar la comprensión de la invención , a modo ilustrativo pero no limitativo se describirá una realización de la invención que hace referencia a una serie de figuras.
La figura 1 muestra de forma esquemática un elemento portante estructural, concretamente una viga, que presenta una fisura generada por esfuerzo cortante.
La figura 2 es una vista esquemática de la viga de la figura 1 con un sistema de refuerzo activo objeto de la presente invención en el que el elemento de refuerzo lineal se dispone alrededor de dicha viga de forma helicoidal continua.
La figura 3 es una vista esquemática de una realización particular del anclaje del refuerzo mostrado en la figura 2 a la viga. La figura 4 es una vista esquemática de un sistema de refuerzo con disposición
de barra, alambre o elemento similar de refuerzo de forma helicoidal continua en un elemento portante estructural alternativo.
La figura 5 muestra el elemento portante estructural de la figura 4 con un sistema de refuerzo con disposición alternativa de varias barras de refuerzo en "U" de forma discreta.
Las figuras 6 y 7 muestran métodos alternativos de disposición del sistema de refuerzo alrededor de otro elemento portante estructural, , en este caso una columna vertical.
Las figuras 8 y 9 muestran diferentes anclajes de la barra de refuerzo alrededor del elemento portante. En estas figuras se hace referencia a un conjunto de elementos que son:
1.
elementos portantes estructurales
2.
fisura
3.
elemento de refuerzo lineal tal como barra, alambre o elemento similar, de aleación con memoria de forma
4.
placa auxiliar
5.
tuercas, pernos
Descripción detallada de la invención El objeto de la presente invención es un método de refuerzo activo frente a esfuerzo cortante o punzonamiento en elementos portantes estructurales. Tal y como se puede apreciar en las figuras, los elementos portantes estructurales 1 a reforzar pueden ser del tipo de vigas, pilares y losas.
La figura 1 muestra de forma esquemática un elemento portante estructural 1, concretamente una viga, que presenta una fisura 2 generada por el esfuerzo cortante. Dicho elemento portante estructural 1, con la fisura 2 o sin ella, es el que se reforzará con el método objeto de la presente invención.
El método objeto de la presente invención tiene una etapa de disposición de al menos un elemento de refuerzo lineal 3 de aleación con memoria de forma preestirada en fase martensítíca, parcíal o total, alrededor del elemento portante estructural 1 a reforzar, en la que dícha barra, alambre o elemento similar de refuerzo 3 queda dispuesta transversalmente a la fisura 2 que se genera o se puede generar debido al esfuerzo cortante o punzonamiento. Particularmente este elemento de refuerzo líneal 3 puede consistir en una barra, alambre o elemento simílar, pero la característica esencíal es que es un elemento de refuerzo líneal, es decir, con una
dimensión claramente predominante sobre el resto.
Posteriormente se realiza un anclaje de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo 3 alrededor del elemento portante estructural 1, Y finalmente se realiza una activación de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo 3 mediante calentamiento de ésta, originando la transformación de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo 3 de fase martensítica a fase austenítica .
De acuerdo con diferentes realizaciones particulares de la invención, la disposición de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo 3 se realiza de forma sustancialmente helicoidal continua alrededor del elemento portante estructural 1, tal y como se observa en las figuras 2, 3, 4 Y 6.
Según la realización particular anterior, de forma preferente unos tramos de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo 3 quedan dispuestos en disposición perpendicular a la directriz del elemento portante estructural 1 y otros tramos de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo 3 quedan dispuestos inclinados con respecto a la directriz del elemento portante estructural 1, quedando transversales a la fisura 2 y "cosiendo" ésta. En las figuras 2-3 se observan los tramos inclinados con respecto a la directriz del elemento portante estructural 1) mientras que los tramos perpendiculares a éste quedan ocultos en dichas figuras.
De acuerdo con esta realización según la disposición helicoidal continua alrededor del elemento portante estructural 1, el anclaje de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo 3 se dispone al principio y al final de la misma, y se puede realizar mediante solape de al menos dos tramos de la propia barra, alambre o elemento similar de refuerzo 3, o por el contrario mediante la fijación de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo 3 al elemento portante estructural 1 , tal y como se puede observar en la figura 3. En el caso de realizar el anclaje mediante solape de tramos de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo 3, éste se realizará por medio de dispositivos auxiliares habituales como manguitos, tuercas, pernos en U o abrazaderas.
Como alternativa a la disposición helicoidal continua de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo 3 alrededor del elemento portante estructural 1, según otra realización particular existe una disposición discreta de una o varias barras, alambres o elemento similar de refuerzo en "U" alrededor del elemento portante estructural 1, tal y como se puede apreciar en las figuras 5 y 7.
De acuerdo con esta realización según la disposición discreta de una o varias barras, alambres o elementos similares de refuerzo 3 en "U", el anclaje de las barras
de refuerzo 3 se realiza mediante la fijación de ésta al elemento portante estructural 1. Esta fijación se realiza mediante al menos una placa auxiliar 4 y las correspondientes tuercas o pernos 5 para el anclaje.
En general, los anclajes podrán ser de tipo atornillado y deberán diseñarse 5 para soportar siempre la máxima fuerza posible en la barra, alambre o elemento similar de refuerzo 3
Según diferentes realizaciones particulares de la invención, la activación de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo 3 mediante calentamiento de ésta se puede conseguir mediante diferentes medios tales como pistola de aire caliente,
10 soplete, mantas térmicas, o el paso de electricidad a lo largo de dicha barra, alambre o elemento similiar de refuerzo 3, gracias a la ley de Joule. De forma particular, y sobre todo si las barras, alambres o elementos similares de refuerzo 3 de aleación de forma (SMAs) no tienen una elevada ductilidad, se puede realizar una etapa previa a la disposición de la barra, alambre o elemento auxiliar de
15 refuerzo 3 alrededor del elemento portante estructural 1, consistente en un redondeo previo de los cantos de dicho elemento portante estructural. De esta forma se evitará la existencia de vértices a 90° que podrían danar la barra, alambre o elemento similar de refuerzo 3. Una realización particular de la invención incorpora una etapa adicional de
20 recubrimiento de las barras, alambres o elementos similares de refuerzo 3 tras su activación, mediante diferentes medios tales como material proyectado, mortero, placas de yeso y combinaciones de éstos. Este recubrimiento se puede realizar para proteger al sistema de refuerzo frente a fuego o diferentes condiciones ambientales. En este caso se deberá inicialmente tratar la superticie del elemento portante
25 estructural 1 a reforzar para incrementar su rugosidad . Ello será posible mediante el uso de hidrojet, chorro de arena, o repicado por métodos manuales o mecánicos, antes de realizar la disposición de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo 3. Según esta realización particular, el método puede incluir una etapa previa de realización de ranuras o rozas en el elemento portante estructural 1 para la disposición
30 de las barras, alambres o elementos similares de refuerzo 3 en dichas ranuras, y el recubrimiento posterior de éstas mediante los medios indicados anteriormente. Las ranuras se realizarán mediante rozadora o medios similares.
El método objeto de la presente invención se puede aplicar igualmente para refuerzos a punzonamiento en losas o ábacos de forjados reticulares, de forma similar 35 al aplicado para vigas, teniendo en cuenta que en el caso de punzonamiento en losas o ábacos de forjados reticulares los refuerzos se dispondrán en dos direcciones del espacio a partir del pilar. Dichos refuerzos requerirán de varias perforaciones previas en la losa para poder disponer la barra, alambre o elemento similar de refuerzo 3 que envuelva el elemento portante estructural. Nótese que en las zonas a reforzar situadas 5 alrededor de un pilar interior estos refuerzos se disponen como mínimo cuatro veces (dos sentidos a partir del pilar en dos direcciones). El proceso de disposición de la barra, alambre o elemento similar de refuerzo 3 es el mismo que el indicado anteriormente, añadiendo el paso previo de perforación de la losa para la disposición posterior del refuerzo. También es posible el uso de la barra, alambre o elemento
10 similar de refuerzo 3 en "U" en este caso. El método es válido igualmente para vigas, viguetas o nervios de forjados con sección transversal en "T". Otro objeto de la presente invención es un sistema de refuerzo activo frente a esfuerzo cortante o punzan amiento en elementos portantes estructurales. Tal y como se puede observar en las figuras, el sistema presenta al menos un
15 elemento de refuerzo lineal 3 de aleación con memoria de forma en fase martensítica parcial o total , anclable alrededor del elemento portante estructural 1. Particularmente este elemento de refuerzo lineal 3 puede consistir en una barra, alambre o elemento similar, pero la característica esencial es que es un elemento de refuerzo lineal, es decir, con una dimensión claramente predominante sobre el resto.
20 De forma particular, esta aleación con memoria de forma tiene unas características necesarias para llevar a cabo el refuerzo de forma óptima, como son que presenta estructura cristalina en fase martensítica parcial o total a temperatura ambiente, que tiene una temperatura final de transformación de fase martensítica a austenítica situada entre 100°C y 250°C, pudiendo variar esta temperatura en función
25 de la aleación utilizada, y que tiene una temperatura inicial de transformación directa de fase austenítica a fase martensítica por debajo de la temperatura ambiente de trabajo del elemento portante estructural 1, preferiblemente a temperaturas por debajo de -50°C, para no realizar dicha transformación directa en condiciones de trabajo. Preferentemente, la aleación con memoria de forma es tal que genera una tensión de
30 recuperación bajo deformación impedida en la transformación de fase martensítica a austenítica de al menos 200 MPa. Particularmente, la aleación con memoria de forma puede ser Ni-Ti-Nb, o bien Fe-Mn-Si, con la posible incorporación de otros componentes en menor proporción, aunque podría ser cualquier aleación con memoria de forma que cumpla con los
35 requisitos indicados anteriormente.
Una vez descrita de forma clara la invención , se hace constar que las realizaciones particulares anteriormente descritas son susceptibles de modificaciones de detalle siempre que no alteren el principio fundamental y la esencia de la invención.

Claims (16)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Método de refuerzo activo frente a esfuerzo cortante o punzonamiento en elementos portantes estructurales, siendo dichos elementos portantes estructurales (1) del tipo de vigas, pilares y losas, caracterizado por que comprende las etapas de
    disposición de al menos un elemento de refuerzo lineal (3) de aleación con memoria de forma pre-estirada en fase martensítica alrededor del elemento portante de estructuras (1) a reforzar, de forma tal que dicha barra de refuerzo (3) queda dispuesta transversalmente a una fisura (2) generada, por el esfuerzo cortante o punzonamiento,
    anclaje del elemento de refuerzo lineal (3) alrededor del elemento portante estructural (1),
    activación del elemento de refuerzo lineal (3) mediante calentamiento de ésta, originando la transformación del elemento de refuerzo lineal (3) de fase martensítica a fase austenítica.
  2. 2.
    Método según la reivindicación 1 caracterizado por que la disposición del elemento de refuerzo lineal (3) se realiza de forma sustancialmente helicoidal continua alrededor del elemento portante estructural (1).
  3. 3.
    Método según la reivindicación 2 caracterizado por que la disposición de forma sustancialmente helicoidal del elemento de refuerzo lineal (3) se realiza de forma tal que unos tramos del elemento de refuerzo lineal (3) quedan dispuestos en disposición perpendicular a la directriz del elemento portante estructural (1) Y
    unos tramos de dicho elemento de refuerzo lineal (3) quedan dispuestos inclinados con respecto a la directriz del elemento portante estructural (1).
  4. 4. Método según cualquiera de las reivindicaciones 2-3 caracterizado por que el anclaje del elemento de refuerzo lineal (3) alrededor del elemento portante estructural
    (1) se realiza mediante solape de al menos dos tramos del propio elemento de refuerzo lineal (3).
  5. 5. Método según cualquiera de las reivindicaciones 2-3 caracterizado por que el anclaje del elemento de refuerzo lineal (2) alrededor del elemento portante estructural (1) se realiza fijando dicho elemento de refuerzo lineal (3) al elemento portante estructural (1) .
  6. 6.
    Método según la reivindicación 1 caracterizado por que la disposición del elemento de refuerzo lineal, (3) se realiza de forma discreta mediante al menos un elemento de refuerzo lineal en "U" alrededor del elemento portante estructural (1).
  7. 7.
    Método según la reivindicación 6 caracterizado por que el anclaje del elemento de refuerzo lineal (3) alrededor del elemento portante estructural (1) se realiza fijando dicho elemento de refuerzo (3) al elemento portante estructural (1).
  8. 8.
    Método según cualquiera de las reivindicaciones 6~7 caracterizado por que el anclaje del elemento de refuerzo lineal (3) alrededor del elemento portante estructural
    (1) se realiza mediante al menos una placa auxiliar (4) Y tuercas o pernos (5).
  9. 9.
    Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que la activación del elemento de refuerzo lineal (3) mediante calentamiento de éste se realiza mediante medios seleccionados entre pistola de aire caliente, soplete, mantas térmicas o paso de electricidad a lo largo de dicha barra de refuerzo (3).
  10. 10.
    Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que previamente a la disposición del elemento de refuerzo lineal (3) alrededor del elemento portante estructural (1) se realiza un redondeo de los cantos de dicho elemento portante estructural (1).
  11. 11.
    Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que comprende una etapa adicional de recubrimiento del o elemento de refuerzo lineal
    (3) tras su activación mediante medios seleccionados entre material proyectado, mortero, placas de yeso y combinación de ellos.
  12. 12.
    Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que comprende una etapa previa de realización de ranuras en el elemento portante estructural (1 ) para la disposición de al menos un elemento de refuerzo lineal (3) en dichas ranuras.
  13. 13.
    Sistema de refuerzo activo frente a esfuerzo cortante o punzonamiento en elementos portantes estructurales, caracterizado por que comprende al menos un elemento de refuerzo lineal (3) de aleación con memoria de forma en fase martensítica anclable alrededor del elemento portante estructural (1).
  14. 14.
    Sistema de refuerzo activo según la reivindicación 13, caracterizado por que la
    aleación con memoria de forma presenta estructura cristalina en fase martensítica, a temperatura ambiente, tiene una temperatura final de transformación de fase martensítica a austenítica
    10 situada entre 100°C y 250°C, tiene una temperatura inicial de transformación directa de fase austenítica a fase martensítica por debajo de la temperatura ambiente de trabajo del elemento portante de estructuras (1),
    y genera una tensión de recuperación bajo deformación impedida en la 15 transformación de fase martensítica a austenítica de al menos 200 MPa.
  15. 15. Sistema de refuerzo activo segun la reivindicación 14, caracterizado por que la aleación con memoria de forma está seleccionada entre las familias de aleaciones NiTi-Nb Y Fe-Mn-Si.
  16. 16. Sistema de refuerzo activo según cualquiera de las reivindicaciones 13-15, caracterizado por que el elemento de refuerzo lineal (3) está seleccionado entre una barra y un alambre.
ES201631329A 2016-10-14 2016-10-14 Método de refuerzo activo frente a esfuerzo cortante o punzonamiento en elementos portantes estructurales, y sistema de refuerzo activo Active ES2592554B1 (es)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201631329A ES2592554B1 (es) 2016-10-14 2016-10-14 Método de refuerzo activo frente a esfuerzo cortante o punzonamiento en elementos portantes estructurales, y sistema de refuerzo activo
PCT/ES2017/070675 WO2018069560A1 (es) 2016-10-14 2017-10-11 Método de refuerzo activo frente a esfuerzo cortante o punzonamiento en elementos portantes estructurales, y sistema de refuerzo activo

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201631329A ES2592554B1 (es) 2016-10-14 2016-10-14 Método de refuerzo activo frente a esfuerzo cortante o punzonamiento en elementos portantes estructurales, y sistema de refuerzo activo

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2592554A1 ES2592554A1 (es) 2016-11-30
ES2592554B1 true ES2592554B1 (es) 2017-11-08

Family

ID=57391597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES201631329A Active ES2592554B1 (es) 2016-10-14 2016-10-14 Método de refuerzo activo frente a esfuerzo cortante o punzonamiento en elementos portantes estructurales, y sistema de refuerzo activo

Country Status (2)

Country Link
ES (1) ES2592554B1 (es)
WO (1) WO2018069560A1 (es)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110273384B (zh) * 2019-06-27 2022-06-14 山东大学 一种桥梁智能自修复系统及方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2601910A (en) * 1944-05-16 1952-07-01 Thomas F Nichols Composite structural member
US4786341A (en) * 1986-04-15 1988-11-22 Mitsubishi Chemical Industries Limited Method for manufacturing concrete structure
US6219991B1 (en) * 1990-08-06 2001-04-24 Hexcel Corporation Method of externally strengthening concrete columns with flexible strap of reinforcing material
CH687399A5 (de) * 1992-04-06 1996-11-29 Eidgenoessische Materialpruefung Verfahren und Vorrichtung zur Schubverstaerkung an einem Bauwerkteil.
AU2114995A (en) * 1994-10-19 1996-05-15 Dpd, Inc. Shape-memory material repair system and method of use therefor
GB0423948D0 (en) * 2004-10-28 2004-12-01 Qinetiq Ltd Composite materials
CH707301B1 (de) * 2013-04-08 2014-06-13 Empa Verfahren zum Erstellen von vorgespannten Betonbauwerken mittels Profilen aus einer Formgedächtnis-Legierung sowie Bauwerk, hergestellt nach dem Verfahren.
CN104358422B (zh) * 2014-11-29 2016-06-15 山东省建筑科学研究院 加固墙体裂缝的预加力工作装置和方法
CH710538B1 (de) * 2014-12-18 2018-09-28 Re Fer Ag Verfahren zum Erstellen von vorgespannten Bauwerken oder Bauteilen mittels Zugelementen aus Formgedächtnis-Legierungen sowie damit ausgerüstetes Bauwerk oder Bauteil.

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018069560A1 (es) 2018-04-19
ES2592554A1 (es) 2016-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102445949B1 (ko) Sma 텐션 요소에 의한 프리스트레스 구조물 및 구조물 부품의 제조방법, 및 이를 구비한 구조물 및 구조물 부품
ES2991705T3 (es) Procedimiento para pretensar estructuras y piezas de construcción de hormigón existentes o de nueva creación, así como estructuras de construcción fabricadas según el procedimiento
ES2784135T3 (es) Sistema de anclaje para una base de soporte en la construcción, así como procedimiento para su utilización
Jung et al. Bidirectional shake table testing of RC columns retrofitted and repaired with shape memory alloy spirals
Rojob et al. Performance of RC beams strengthened with self-prestressed Fe-SMA bars exposed to freeze-thaw cycles and sustained load
El-Hacha et al. Prestressed near-surface mounted fibre reinforced polymer reinforcement for concrete structures—A review
Chen et al. Experimental study of non-circular concrete elements actively confined with shape memory alloy wires
ES2626279T3 (es) Estructura de hormigón que comprende fibras de alto alargamiento con buen anclaje
Cortés-Puentes et al. SMA tension brace for retrofitting concrete shear walls
Ong et al. Experimental investigation of a DfD moment-resisting beam–column connection
Abdulkareem et al. Shear capacity investigation of RC concrete beams using self-prestressing Fe-based shape memory alloys strips
Delhomme et al. Static and cyclic pullout behavior of cast-in-place headed and bonded anchors with large embedment depths in cracked concrete
CN104532850A (zh) 基坑支撑系统
ES2592554B1 (es) Método de refuerzo activo frente a esfuerzo cortante o punzonamiento en elementos portantes estructurales, y sistema de refuerzo activo
CN105544415A (zh) 混凝土桥梁加固方法及加固结构
ES2716004T3 (es) Disposición de conexión y procedimiento para fabricar un refuerzo contra una perforación, un refuerzo suplementario contra una fuerza transversal y/o una conexión de armadura
Wang et al. Self-prestressing bonded patches using Fe-SMA and CFRP for lifetime extension of fatigue-cracked steel details
Hong et al. Seismic performance of self-centering columns post-tensioned with iron-based shape memory alloy (FeSMA) bars
Ravikumar et al. Application of FRP for strengthening and retrofitting of civil engineering structures
Sasmal et al. Seismic performance of non-invasive single brace made of steel and shape memory alloy for retrofit of gravity load designed sub-assemblages
JP6352092B2 (ja) 接合構造
Cardone et al. Design, testing and implementation of a Cu-SMA-based device for improving the thermal behavior of steel tie-rods
Sneed et al. Guide for the Selection of Rapid Repair Systems for Earthquake-Damaged Reinforced Concrete Bridge Columns
Shin et al. Seismic repair of RC bridge piers using shape memory alloys
CN116557025B (zh) 内置高强纤维绳的矿用抗冲击锚索及其施工方法

Legal Events

Date Code Title Description
FG2A Definitive protection

Ref document number: 2592554

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: B1

Effective date: 20171108