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BU CONTRACTORS
Reforzamiento Ssmico de Estructuras con FRP (Sika CarboDur)Consideraciones Especiales de Diseo
Ecuador, Julio de 2010
Ing. Jorge Rendn [email protected]
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BU CONTRACTORS
Jorge Alberto Rendn Ospina-Ingeniero Civil. Universidad Nacional de Colombia, Manizales. 1992. -Especializacin en Estructuras. Building Research Institute, Japn. 1998. -Curso en Diseo Estructural. Instituto de Ingeniera Ssmica IZIIS, Macedonia. 2000. -Miembro del Comit ACI440, Reforzamiento de Estructuras con Materiales Compuestos FRP. -Ingeniero de Rehabilitacin de Estructuras de Sika Colombia S.A desde 2001. -Experiencia de 17 aos en Diseo Estructural.
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BU CONTRACTORS
Por qu reforzar las estructuras?1950 2010
Seccin insuficiente de vigas y columnas Aumento de cargas verticales
Acero de refuerzo insuficiente
Baja resistencia a compresin del concreto
Deterioro en el tiempo, incendio, impacto, etc.
Actualizacin ssmica.
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BU CONTRACTORS
Por qu reforzar las estructuras?
Sismo en Hait Enero 12 2010
Sismo en Chile Febrero 27 2010
Sismo en Baja California Abril 4 2010
Sismo en China Abril 14 2010
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BU CONTRACTORS
Los sismos de por s no matan a nadie, son las estructuras que colapsan las que caen sobre las personas y causan la tragedia.
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BU CONTRACTORS
Sistemas de Reforzamiento Estructural1. Arriostramientos metlicos 2. Pantallas en concreto reforzado 3. Encamisado en concreto reforzado 4. Encamisado metlico 5. Platinas metlicas 6. Adicin de perfiles metlicos 7. Contrafuertes 8. Postensionamiento externo 9. Materiales Compuestos FRP 10. Disipadores de energa 11. Aislamiento ssmicoMODIFICAN LA RESPUESTA
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Sistemas de Reforzamiento Estructural
BU CONTRACTORS
Materiales Compuestos FRP (Fiber Reinforced Polymer): Resina (polmero) Fibras/tejidos (carbono,vidrio)
Platinas CFRP preformadas
+
=Lminas (CFRP,GFRP)
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Materiales Compuestos FRP (Fibre Reinforced Polymer)
BU CONTRACTORS
Gua de diseo norteamericana:
ACI 440.2R(2008)
ACI 440.7R (2010)
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Materiales Compuestos FRP (Fibre Reinforced Polymer)
BU CONTRACTORS
Guas de diseo con FRP:
FIB 14 (2001)
FIB 35 (2006)
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Materiales Compuestos FRP (Fibre Reinforced Polymer)
BU CONTRACTORS
Guas de diseo con FRP:
IPS2 (2008)
JBDPA (1999)
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BU CONTRACTORS
Flexin en vigas
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BU CONTRACTORSEstadio de Techo Bogot (Abr. 2010)
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BU CONTRACTORS
Estadio de Techo - Bogot29.0m
14.0m
31.0m
Reforzamiento de las vigas de techo con platinas Sika CarboDur, 3000m. Filosofa de diseo: ACI 440.2R Costo: $400 millones (US$200.000)
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BU CONTRACTORS
Estadio de Techo - Bogot
Reforzamiento con platina de carbono (vigas de cubierta)
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BU CONTRACTORS
Estadio de Techo - Bogot Esfuerzo efectivo en el FRP Deformacin efectiva FRP
0.0042
0.0067
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BU CONTRACTORS
Estadio de Techo - Bogot Longitud de anclaje del FRP
Reforzamiento con platina de carbono (vigas de cubierta)
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BU CONTRACTORS
Estadio de Techo - Bogot
Reforzamiento con tejido de fibra de carbono (vigas de cubierta)
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BU CONTRACTORS
Estadio de Techo - Bogot
Reforzamiento con tejido de fibra de carbono SikaWrap 300C
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BU CONTRACTORS
Estadio de Techo - Bogot
Reforzamiento con tejido de fibra de carbono SikaWrap 300C
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BU CONTRACTORS
Estadio de Techo - Bogot
Reforzamiento con tejido de fibra de carbono SikaWrap 300C
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BU CONTRACTORS
Estadio de Techo - Bogot
Reforzamiento con tejido de fibra de carbono SikaWrap 300C
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BU CONTRACTORS
Flexin en vigasDetalles Especiales
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Reforzamiento a flexin de Vigas
BU CONTRACTORS
Diferentes configuraciones de reforzamiento a flexin de vigasGua Europea de FRP Fib 14 (2001)
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Reforzamiento a flexin de Vigas
BU CONTRACTORS
Platinas de carbono
Anclaje mecnico
Cielo raso
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Reforzamiento a flexin de Vigas
BU CONTRACTORS
Anclaje del FRP en reforzamiento a flexin de vigasEdificio de apartamentos en Caracas (2007)
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Reforzamiento a flexin de Vigas
BU CONTRACTORS
Anclaje del FRP en reforzamiento a flexin de vigasGua Europea de FRP Fib 14 (2001)
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Reforzamiento a flexin de Vigas
BU CONTRACTORS
COMPARACIN
ACI 440.2R
Fib 14
2 CAPAS DE TEJIDO CFRP
2 CAPAS DE TEJIDO CFRP
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BU CONTRACTORS
Cortante en vigas
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Reforzamiento de los puentes Calle 26 Av.68 - Bogot
BU CONTRACTORS
Puente 1989
Puente 1968
Vista general de los dos puentes
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Reforzamiento de los puentes Calle 26 Av.68 - Bogot
BU CONTRACTORS
Reforzamiento a cortante de vigas con SikaWrap 103C
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Reforzamiento de los puentes Calle 26 Av.68 - Bogot
BU CONTRACTORS
Diagrama de cortante
Esfuerzo de corte en los extremos de las vigas longitudinales
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Reforzamiento de los puentes Calle 26 Av.68 - Bogot
BU CONTRACTORS
ACI 440.2R
FIB 14
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Reforzamiento de los puentes Calle 26 Av.68 - Bogot
BU CONTRACTORS
Universidad de Manitoba Canad Hutchinson-Rizkalla
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Reforzamiento de los puentes Calle 26 Av.68 - Bogot
BU CONTRACTORS
Tejido CFRP
Reforzamiento a cortante de las vigas con tejido de fibra de carbono SikaWrap 103C, tiras de ancho=7.5 cm, 1700 m2 en total. Filosofa de diseo: Rizkalla-Hutchinson (Universidad de Manitoba) Costo: $930 millones (US$400.000)
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Reforzamiento de los puentes Calle 26 Av.68 - Bogot
BU CONTRACTORS
Programa de clculo a cortante de vigas
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Reforzamiento de los puentes Calle 26 Av.68 - Bogot
BU CONTRACTORSColocacin del Sikadur 301 en la superficie del concreto
Colocacin del SikaWrap 103C
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Reforzamiento de los puentes Calle 26 Av.68 - Bogot
BU CONTRACTORS
Colocacin del SikaWrap 103C
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BU CONTRACTORS
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BU CONTRACTORS
Cortante en vigasDetalles Especiales
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BU CONTRACTORSPuente Paso No5 Va Tulu - Armenia (Abr. 2007)
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Detalles especiales a cortante
BU CONTRACTORS
Platinas Sika CarboDur
Tejido SikaWrap 300C
Reforzamiento a cortante de las vigas con tejido de fibra de carbono (176 m2), y a flexin con platinas CFRP (175 ml). Filosofa de diseo: ACI 440.2R (Con anclajes de CFRP) Costo: $ 110 millones (US$49.000)
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Detalles especiales a cortante
BU CONTRACTORS
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Detalles especiales a cortante
BU CONTRACTORS
Anclajes FRP
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Detalles especiales a cortante
BU CONTRACTORS
Anclajes CFRP
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Detalles especiales a cortante
BU CONTRACTORS
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Detalles especiales a cortante
BU CONTRACTORS
Anclaje para tejidos FRPTomado de la Gua Europea de FRP Fib 14 (2001)
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Detalles especiales a cortante
BU CONTRACTORS
Anclaje del FRP en reforzamiento a cortante de vigasTomado de la Gua Europea de FRP Fib 14 (2001)
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Detalles especiales a cortante
BU CONTRACTORSAnclaje del FRP en reforzamiento a cortante de vigasTomado de la Gua Japonesa de FRP (1999)
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Detalles especiales a cortante
BU CONTRACTORSAnclaje del FRP en reforzamiento a cortante de vigasTomado de la Gua Japonesa de FRP (1999)
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Detalles especiales a cortante
BU CONTRACTORS
Anclaje del FRP en reforzamiento a cortante de vigasEdificio de apartamentos en Caracas (2007)
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Reforzamiento a cortante de Vigas
BU CONTRACTORS
COMPARACIN
ACI 440.2R
Fib 14
1 CAPA DE TEJIDO CFRP SikaWrap 300C
1 CAPA DE TEJIDO CFRP SikaWrap 300C
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BU CONTRACTORS
Confinamiento de Columnas
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BU CONTRACTORSEscuelas de educacin primaria Bogot (Jul. 2006)
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Escuelas de educacin primaria
BU CONTRACTORS
Tejido CFRP
Reforzamiento de columnas con tejido CFRP SikaWrap 103C, 400m2. Filosofa de diseo: Fib 14. Costo: $169 millones (US$73.000)
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Escuelas de educacin primaria
BU CONTRACTORS
Preparacin de la superficie
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Escuelas de educacin primaria
BU CONTRACTORSTejido CFRP SikaWrap 103C
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Escuelas de educacin primaria
BU CONTRACTORSTejido CFRP SikaWrap 103C
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BU CONTRACTORS
Columnas (Flexo-Compresin)Detalles Especiales
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Reforzamiento a flexin de columnas
BU CONTRACTORSColocacin del FRP en reforzamiento a flexin de columnasJ. Barros. Universidad de Minho - Portugal (2005)
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Reforzamiento a flexin de columnas
BU CONTRACTORS
Diagramas Fuerza Deformacin de columnas a flexinJ. Barros. Universidad de Minho - Portugal (2005)
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Reforzamiento a flexin de columnas
BU CONTRACTORS
Columnas en edificio
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Confinamiento de columnas
BU CONTRACTORS
Reforzamiento de columnas con tejido de fibra de carbono SikaWrap 300C, 450 m2. Filosofa de diseo: Fib 14 Costo: $100 millones (US$50.000)
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Confinamiento de columnas
BU CONTRACTORS
Redondeado de los bordes de las columnas
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Reforzamiento a cortante de columnas
BU CONTRACTORS
Anclaje del FRP en reforzamiento a cortante de columnasGua Japonesa de FRP (1999)
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Reforzamiento a cortante de columnas
BU CONTRACTORS
Colocacin del FRP en reforzamiento a cortante de columnasK. Kobayashi (1999)
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Confinamiento de columnas
BU CONTRACTORS
COMPARACIN
ACI 440.2R
Fib 14
6 CAPAS DE TEJIDO CFRP SikaWrap 103C
1 CAPA DE TEJIDO CFRP SikaWrap 103C
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BU CONTRACTORS
NudosACI 440.2R
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BU CONTRACTORS
NudosConfinamiento de rtulas plsticas Cortante en zona de rtulas plsticas Flexin en rtulas plsticas Cortante en nudos
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Reforzamiento de Nudos con FRP
BU CONTRACTORS
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Reforzamiento de Nudos con FRP
BU CONTRACTORS
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Reforzamiento de Nudos con FRP
BU CONTRACTORS
Reforzamiento a cortante dentro del nudo:
Reforzamiento a cortante de nudos
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BU CONTRACTORSEdificio Galileo Caracas (Ene. 2007)
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Edificio Galileo - Caracas
BU CONTRACTORS
Diseo: BRS Ingenieros Aplicacin: BRS Ingenieros Costo: US$51.000
Corte del tejido CFRP SikaWrap 300C
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Edificio Galileo - Caracas
BU CONTRACTORSCorte del tejido CFRP SikaWrap 300C
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Edificio Galileo - Caracas
BU CONTRACTORSCorte del tejido CFRP SikaWrap 300C
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Edificio Galileo - Caracas
BU CONTRACTORSReforzamiento terminado
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Edificio Galileo - Caracas
BU CONTRACTORS
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BU CONTRACTORSEdificio de apartamentos Barranquilla (Ago. 2006)
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Edificio de apartamentos - Barranquilla
BU CONTRACTORSReforzamiento de columnas con platinas Sika CarboDur, y de nudos con tejido CFRP SikaWrap 103C, 100 m2. Filosofa de diseo: Fib 35 Costo: $20 millones (US$9.000)
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Edificio de apartamentos - Barranquilla
BU CONTRACTORS
Colocacin del SikaWrap 103C
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BU CONTRACTORS
Muros de mampostera y concreto
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BU CONTRACTORSEdificio de apartamentos Cali (Mayo 2010)
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Reforzamiento de Edificios con Muros de Concreto
BU CONTRACTORS
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Reforzamiento de Edificios con Muros de Concreto
BU CONTRACTORS
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Reforzamiento de Edificios con Muros de Concreto
BU CONTRACTORS
85
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Reforzamiento de Edificios con Muros de Concreto
BU CONTRACTORS
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Reforzamiento de Edificios con Muros de Concreto
BU CONTRACTORS
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Reforzamiento de Edificios con Muros de Concreto
BU CONTRACTORS
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Reforzamiento de Edificios con Muros de Concreto
BU CONTRACTORS
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Reforzamiento de Edificios con Muros de Concreto
BU CONTRACTORS
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Reforzamiento de Edificios con Muros de Concreto
BU CONTRACTORS
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Reforzamiento de Edificios con Muros de Concreto
BU CONTRACTORS
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BU CONTRACTORSReforzamiento de la Iglesia de Nobsa Boyac (Ene. 2004)
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Reforzamiento con FRP de Estructuras de Mampostera
BU CONTRACTORS
Daos en una estructura de mampostera
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Reforzamiento con FRP de Estructuras de Mampostera
BU CONTRACTORS
Gua de diseo con FRP:
ACI 440.7R (2010)
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Reforzamiento con FRP de Estructuras de Mampostera
BU CONTRACTORS
Zonas de tensiones
Modelo de computador de una iglesia en mamposteraCortesa de Ingestructuras de Occidente Ltda
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Reforzamiento con FRP de Estructuras de Mampostera
BU CONTRACTORS
SikaWrap 300C
Reforzamiento de los muros con tejido de fibra de carbono SikaWrap 300C 2 capas de SiKaWrap 300C por un lado, 30 m2 en total Costo: $8 millones (US$3.500)
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Reforzamiento con FRP de Estructuras de Mampostera
BU CONTRACTORS
Preparacin de la superficie con mortero acrlico
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Reforzamiento con FRP de Estructuras de Mampostera
BU CONTRACTORS
Colocacin del SikaWrap 300C
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Reforzamiento con FRP de Estructuras de Mampostera
BU CONTRACTORS
Colocacin del SikaWrap 300C
100
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BU CONTRACTORS
MurosDetalles Especiales
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Reforzamiento de muros de concreto reforzado
BU CONTRACTORS
Anclaje del FRP en el permetroTomado de K. Kobayashi (2004)
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Reforzamiento de muros de concreto reforzado
BU CONTRACTORS
Anclaje del FRP en el permetroTomado de K. Kobayashi (2004)
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Reforzamiento de muros de concreto reforzado
BU CONTRACTORS
Anclaje del FRP en el permetroTomado de la Gua Japonesa de FRP (1999)
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Reforzamiento de muros de concreto reforzado
BU CONTRACTORS
Colocacin del SikaWrap 103C
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BU CONTRACTORS
Gracias106
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