@unpublished{upm22558,
            year = {2013},
          school = {Edificacion},
            note = {Unpublished},
           title = {An{\'a}lisis de elementos de madera reforzados con materiales compuestos},
             doi = {10.20868/UPM.thesis.22558},
             url = {https://oa.upm.es/22558/},
        abstract = {Gran parte del patrimonio construido cuenta con edificios cuya estructura est{\'a} compuesta por elementos de madera. El volumen econ{\'o}mico que supone el mantenimiento y renovaci{\'o}n de dicho patrimonio es considerable, por ello, es de especial inter{\'e}s el estudio de las diferentes t{\'e}cnicas de refuerzo aplicables a este tipo de estructuras. Las estructuras de madera han sido tradicionalmente reforzadas con piezas del mismo material, aumentando la secci{\'o}n de los elementos da{\~n}ados, o con acero. La aparici{\'o}n de los materiales compuestos de pol{\'i}meros reforzados con fibras, y su progresiva aplicaci{\'o}n en obras de construcci{\'o}n, hizo que a principios de la d{\'e}cada de los noventa se comenzara a aplicar este material en refuerzos de estructuras de madera (Puente de Sins, 1992). La madera es un material natural con una excelente relaci{\'o}n entre sus caracter{\'i}sticas mec{\'a}nicas y su peso. Con el uso de materiales compuestos como refuerzo {\'e}sta caracter{\'i}stica se mantiene. En cuanto a su modelo constitutivo, se admite un comportamiento el{\'a}stico lineal a tracci{\'o}n paralela a la fibra hasta la rotura, mientras que a compresi{\'o}n, se considera un comportamiento lineal el{\'a}stico inicial, seguido de un tramo pl{\'a}stico. En vigas de madera aserrada sometidas a flexi{\'o}n predomina el modo de fallo por tracci{\'o}n localiz{\'a}ndose la fractura frecuentemente en el canto inferior. Los FRP tienen un comportamiento el{\'a}stico lineal a tracci{\'o}n hasta la rotura y cuentan con excelentes propiedades mec{\'a}nicas en relaci{\'o}n a su peso y volumen. Si se refuerza la viga por el canto inferior se aumentar{\'a} su capacidad de absorber tracciones y por tanto, es previsible que se produzca un incremento en la capacidad de carga, as{\'i} como un aumento de ductilidad. En este trabajo se analizan los beneficios que aportan distintos sistemas de refuerzos de materiales compuestos. El objetivo es contribuir al conocimiento de esta t{\'e}cnica para la recuperaci{\'o}n o aumento de las propiedades resistentes de elementos de madera sometidos a flexi{\'o}n. Se ha llevado a cabo un estudio basado en datos obtenidos experimentalmente mediante el ensayo a flexi{\'o}n de vigas de madera de pino silvestre reforzadas con materiales compuestos. Las fibras que componen los tejidos utilizados para la ejecuci{\'o}n de los refuerzos son de basalto y de carbono. En el caso de los compuestos de fibra de basalto se aplican en distintos gramajes, y los de carbono en tejido unidireccional y bidireccional. Se analiza el comportamiento de las vigas seg{\'u}n las variables de refuerzo aplicadas y se comparan con los resultados de vigas ensayadas sin reforzar. Adem{\'a}s se comprueba el ajuste del modelo de c{\'a}lculo no lineal aplicado para predecir la carga de rotura de cada viga reforzada. Con este trabajo queda demostrado el buen funcionamiento del FRP de fibra de basalto aplicado en el refuerzo de vigas de madera y de los tejidos de carbono bidireccionales con respecto a los unidireccionales. ABSTRACT Many of the buildings of the built heritage include a structure composed by timber elements. The economic volume involved in the maintenance and renewal of this built heritage is considerable, therefore, the study of the different reinforcement techniques applicable to this type of structure is of special interest. The wooden structures have traditionally been reinforced either with steel or with pieces of the same material, increasing the section of the damaged parts. The emergence of polymer composites reinforced with fibers, and their progressive use in construction, started to be applied as reinforcement in timber structures at the beginning of the nineties decade in the 20th century (Sins Bridge, 1992). Wood is a natural material with an excellent ratio between its mechanic characteristics and its weight. This feature is maintained with the use of composites as reinforcement. In terms of its constitutive model, linear elastic behavior parallel to the fiber up to fracture is admitted when subjected to tensile stress, while under compression, an initial linear elastic behavior, followed by a section plasticizing, is considered. In sawn timber beams subjected to bending, the predominant failure is mainly due to tensile stress; and frequently the fracture is located at the beam lower face. The FRP have a linear elastic behavior until fracture occurs, and have excellent mechanical properties in relation to their weight and volume. If the beam is reinforced by its lower face, its capacity to absorb tensile stresses will increase, and therefore, an increase in its carrying capacity is likely to be produced, as well as an increase in ductility. This work analyzes the benefits different reinforcement systems of composite materials provide, with the aim of contributing to the knowledge of this technique for recovering or increasing the strength properties of timber elements subjected to bending loads. It is a study based on data obtained experimentally using bending tests of pine timber beams reinforced with composite materials. Fibers used for the execution of the reinforcement are basalt and carbon. Basalt fiber composites are applied in different grammages, whereas with carbon composites, unidirectional and bidirectional fabrics are used. The behavior of the beams was analyzed regarding the reinforcement variables applied, and the results are compared with those of the tested beams without reinforcement. Furthermore it has been proved adjunting the nonlinear calculation model applied to predict the failure load of each reinforced beam. This work proves the good behavior of fiber reinforce plastic (FRP) with basalt fiber when applied to timber beams, and that of bidirectional carbon fabrics as opposed to the unidirectional ones.},
          author = {Rosa Garc{\'i}a, Pilar de la}
}