Modelización de elementos lineales de HRFA

Abstract

El hormigón convencional es un material con una significativa resistencia a compresión y una escasa resistencia a tracción. Su comportamiento a tracción está caracterizado por una rotura de tipo frágil que hace necesaria la utilización de armaduras de acero que proporcionen ductilidad y resistencia al hormigón. La adición de fibras de acero a la matriz de hormigón garantiza un material compuesto con mejores propiedades a tracción, una mayor ductilidad y una mayor tenacidad. A lo largo de los años este material compuesto ha sido estudiado ampliamente. Sin embargo, los modelos constitutivos desarrollados y propuestos, aunque numerosos, son complejos en cuanto a su comportamiento a tracción, que depende de una serie de variables y parámetros implicados en el fenómeno. En este Trabajo Final de Máster se revisa el estado del arte de los principales modelos constitutivos 1D que aparecen en la literatura y en las normativas. El objetivo es la búsqueda de un modelo adecuado para el análisis de elementos lineales de hormigón reforzado con fibras de acero sujetos a tensiones normales. Se trata de estudiar y comparar diferentes modelos constitutivos para luego formular e implementar los más importantes y validar numéricamente los resultados de éstos con resultados experimentales. Hallado el modelo o los modelos constitutivos óptimos, se procede a la implementación numérica en elementos lineales tipo viga compuestos por hormigón de fibras y armaduras tanto pasivas como activas. Finalmente, se valida experimentalmente el modelo planteado a unos casos prácticos de elementos de hormigón pretensado tipo viga solicitados a flexión. Comparando las curvas experimentales con las curvas teóricas se demuestra que, a pesar de las diferencias, los modelos constitutivos de los hormigones reforzados con fibras de acero permiten obtener comportamientos similares entre sí. Se comprueba además que los resultados teóricos aproximan muy bien el caso práctico, a pesar de la variabilidad y dispersión de los datos experimentales.