Análisis de la aparición de fisuras de origen térmico en estructuras masivas de hormigón utilizando un modelo de fisuración cohesiva con acoplamiento termo-mecánico

Abstract

Las estructuras de hormigón masivo, como las presas o grandes bases de fundación, se encuentran sometidas a importantes cambios volumétricos debidos al calor liberado por la hidratación del cemento. Estos cambios originan tensiones de tracción que pueden dar lugar a la aparición de fisuras y afectar el comportamiento en servicio de la estructura. En este trabajo se presentan los resultados correspondientes al estudio de la localización y evolución de fisuras de origen térmico en una base de fundación. Las propiedades del material han sido asignadas aleatoriamente utilizando un código desarrollado en MATLAB. Se aplicó un modelo XFEM basado en el método de los segmentos cohesivos, disponible en el código de análisis por el Método de los Elementos Finitos ABAQUS V6.14. Los resultados obtenidos arrojaron patrones de fisuración que se corresponden, tanto en su localización como en su evolución temporal, con los observados en la práctica en este tipo de estructuras.

Concrete massive structures, such as large dams and foundations, present volumetric changes because of the heat realised during the cement hydration process. This changes cause tensile stresses, which can generate cracks that could impact in the structure service behaviour. This paper presents the results of a thermal crack localization and evolution study of a foundation considering variable geometry and different boundary conditions. Material properties have been assigned in an aleatory way employing a MATLAB code developed by the authors. An XFEM model based in the cohesive segment method, available in the Finite Element Method Code ABAQUS V6.14, was implemented. The results show cracking patterns that match with the localization and temporal evolution of the patterns observed in the practice.