MODELO FUERZA - DEFLEXIÓN DE VIGAS I FABRICADAS CON RESINA POLIÉSTER Y CASCARILLA DE ARROZ Y SOMETIDAS A CARGAS VERTICALES PUNTUALES

Resumen

La resina poliéster reforzada con cascarilla de arroz ha sido propuesta como material compuesto con potenciales aplicaciones en elementos estructurales. A la fecha, son escasas las validaciones experimentales y numéricas de elementos estructurales con este material compuesto. Este artículo describe el comportamiento fuerza-deflexión de vigas I fabricadas con resina poliéster y cascarilla de arroz y sometidas a cargas verticales puntuales. 13 vigas I fueron ensayadas con cargas verticales puntuales en los tercios de la luz y 3 probetas prismáticas del mismo material de las vigas fueron ensayadas a compresión. Los resultados muestran que la curva fuerza-deflexión de las vigas I es trilineal y que las tres zonas de esta curva corresponden a los casos: viga con primeras fisuras, viga con fisuras estabilizadas y viga en la falla. El mecanismo de falla de las vigas I es atribuido a momento flector o a una combinación de cortante y momento flector. El mecanismo de falla de las vigas I inicia con fisuras en la aleta inferior a tensión; estas fisuras se propagan a través del alma de la viga hasta alcanzar la aleta a compresión produciendo la falla de la viga. Este mecanismo de falla se considera semi- dúctil debido a que las deflexiones son fácilmente observables antes de la falla de la viga. La semi-ductilidad de este mecanismo se atribuye la adición de la cascarilla de arroz a la resina poliéster, la cual disminuye la fragilidad de la resina poliéster. Los resultados también muestran que el módulo de elasticidad de la resina poliéster con cascarilla de arroz puede considerarse de 7.250 MPa para esfuerzos axiales compresivos inferiores a 200MPa y de 18.205 MPa para esfuerzos axiales compresivos entre 200 MPa y 1.000 MPa. Un modelo para predecir la curva fuerza-deflexión de las vigas I fue propuesto basado en las 3 zonas observadas experimentalmente de esta curva. Con la variación de los parámetros del modelo, dos curvas teóricas que envuelven el 70% de las curvas fuerza-deflexión experimentales, fueron propuestas.