Estudio del comportamiento de vigas pretensadas de UHPFRC mediante gemelos digitales con aplicación práctica en elementos prefabricados

Abstract

[ES] El objetivo de este Trabajo Fin de Máster se centra en la generación de un modelo numérico mediante elementos finitos 3D, genérico y totalmente parametrizado, capaz de reproducir el comportamiento de vigas pretensadas de hormigón de muy alto rendimiento (UHPFRC). A través del modelo numérico, se pueden generar elementos tipo viga de la luz deseada, con cualquier tipología de sección transversal, esquema de distribución de las armaduras de pretensado y con las propiedades mecánicas concretas del UHPFRC. El modelo numérico 3D permite la generación de gemelos digitales capaces de reproducir el estado tenso-deformacional de cualquier tipo de viga pretensada de UHPFRC en sus distintas fases y situaciones de proyecto (tesado, hormigonado, transferencia del pretensado, puesta en servicio, efectos diferidos, etc.) mediante la implementación de métodos numéricos de análisis no lineal. El uso de esta herramienta y el correcto ajuste de los parámetros del gemelo digital posibilitan conocer con mayor profundidad el estado de comportamiento real de los elementos analizados y prever la evolución de su estado tenso-deformacional a lo largo de su vida útil.

[EN] The objective of this Master's Thesis focuses on the generation of a generic and fully parameterized 3D numerical model using finite elements, capable of reproducing the behaviour of prestressed ultra-high-performance concrete (UHPFRC) beams. Through the numerical model, beam-type elements of the desired span can be generated, with any cross-sectional typology, prestressing reinforcement distribution scheme, and specific mechanical properties of UHPFRC. The 3D numerical model allows the generation of digital twins capable of reproducing the stress-strain state of any type of UHPFRC prestressed beam in its various project phases and situations (tensioning, concreting, transfer of prestressing, serviceability conditions, long-term effects, etc.) through the implementation of non-linear analysis numerical methods. The use of this tool and the correct adjustment of the digital twin's parameters make it possible to gain deeper insight into the actual behaviour of the analysed elements and to foresee the evolution of their stress-strain state throughout their service life.