Modelación del comportamiento cíclico de hormigón reforzado con fibras

Abstract

En los últimos años se ha estudiado el uso de hormigones reforzados con fibras (HRF) para construcción, reparación y refuerzo de elementos estructurales de hormigón armado sometidos a cargas cíclicas. En todos los casos se logra un aumento de la capacidad de disipación de energía, de la resistencia y disminución del daño que permite diseñar estructuras más esbeltas con menor cuantía de armadura. A pesar de los resultados experimentales alentadores disponibles, hace falta continuar con la investigación y el desarrollo de modelos numéricos que permitan diseñar y predecir el comportamiento del HRF en este tipo de aplicaciones. Para ello, es indispensable desarrollar modelos constitutivos que sean capaces de reproducir el comportamiento de compuestos cementicios reforzados con fibras bajo cargas cíclicas y calibrarlos con resultados experimentales. En este trabajo se presenta una extensión al caso de cargas cíclicas de un modelo previamente desarrollado para HRF bajo cargas cuasi estática monótona creciente. El modelo de compuesto considera las propiedades constitutivas de la matriz de hormigón y de las fibras e introduce de manera simplificada el desplazamiento fibra-matriz mediante una modificación del modelo constitutivo de las fibras. El arrancamiento de las fibras se simula mediante un modelo de arrancamiento que en este trabajo se extiende para considerar el efecto de las fibras en el cerrado de las fisuras. Luego de describir el comportamiento cíclico del HRF observado experimentalmente, se presenta el modelo constitutivo propuesto. Se estudian numéricamente problemas simples que ilustran el comportamiento del modelo y finalmente, se desarrolla un ejemplo de aplicación y comparación con resultados experimentales que muestra la capacidad del modelo para reproducir el comportamiento cíclico del HRF.