13rd International Symposium on Structures, Geotechnics and Construction Materials

13rd Colloquium on structural analysis, design and monitoring

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Geotechnical and structural design of a water tank with the use of GFRP reinforcements taking into account the SSI

Abstract

Traditionally, reinforced concrete structures have been strengthened using steel bars. However, in recent decades, an alternative material called Fiber-Reinforced Polymer (FRP) has been employed due to its superior performance in terms of corrosion resistance and tensile strength. In this study, a geotechnical and structural design is conducted for an underground water tank with a depth of 13 meters. The presence of seawater inside the tank accelerates steel corrosion, which necessitates the exploration of practical and durable alternatives such as Fiber-Reinforced Polymer (FRP). Therefore, both steel and FRP solutions are analyzed. To accurately determine the loads, soil-structure interaction (SSI) is considered under static conditions at the interface between the water tank structures and the soil. The results indicate that SSI had no significant influence on the structural response. Additionally, the minimum reinforcement ratio prevailed in both cases, although larger reinforcement areas were required when employing FRP.

Resumen

Tradicionalmente los refuerzos de estructuras de hormigón armado se han realizado con barras de acero, pero en las últimas décadas se ha empleado de forma alternativa un material que ha demostrado tener mejores prestaciones en cuanto a resistencia a la corrosión y a la tracción, llamado polímero reforzado con fibras (PRF). En este trabajo se diseña geotécnica y estructuralmente un depósito de agua soterrado de 13 m de profundidad. La presencia de agua de mar dentro del depósito acelera la corrosión del acero, es por ello que la búsqueda de alternativas más prácticas y duraderas como el polímero reforzado con fibras (PRF) es necesaria, decidiéndose analizar ambas soluciones de armado. Para mayor precisión en la obtención de solicitaciones se considerará la interacción suelo-estructura (ISE) en condiciones estáticas en el contacto entre las estructuras del depósito de agua y el suelo. Los resultados obtenidos no mostraron influencia de la ISE sobre la respuesta estructural, en el análisis de los tipos de armado predominó la cuantía mínima en ambos casos requiriéndose áreas de refuerzo mayores cuando se emplea el PRFV.