Análisis de la aparición de fisuras de origen térmico en estructuras masivas de hormigón considerando distribución aleatoria de las propiedades del material

Abstract

De acuerdo con la definición del ACI, las estructuras de hormigón masivo son aquellas en las que el volumen de hormigón involucrado es lo suficientemente grande como para tomar medidas que permitan hacer frente al calor generado por la hidratación del cemento y a los cambios volumétricos asociados. Estos cambios volumétricos generan la aparición de tensiones de tracción, que si superan la resistencia del material pueden ocasionar fisuras que afectan la capacidad resistente de la estructura y su durabilidad, o simplemente su funcionamiento y estética. Por este motivo es importante poder predecir la evolución térmica del hormigón durante el proceso de hormigonado y los niveles de tensiones generados por dichas temperaturas para poder tomar medidas tendientes a evitar los problemas referidos. Si bien se han propuesto distintos modelos que permiten predecir la historia térmica en las estructuras de hormigón y establecer el estado tensional asociado, estos consideran un comportamiento elástico lineal que no permite describir el proceso de iniciación y propagación de fisuras, lo cual impide establecer niveles de tolerancia al daño o entender el comportamiento de estructuras fisuradas por causas térmicas. Por ello, incorporar el fenómeno de la iniciación y propagación de fisuras en los problemas térmicos de las estructuras de hormigón es un aporte significativo tanto en el campo teórico como práctico. En este trabajo se presentan los resultados correspondientes al estudio de la localización y evolución de fisuras de origen térmico, utilizando el Método de los Elementos Finitos Extendido (XFEM), basado en el método de los segmentos cohesivos, con asignación aleatoria de las propiedades del material a través de un código desarrollado en MATLAB, considerando para la resistencia a tracción del hormigón una distribución normal y una distribución de Weibull.