Modelo numérico del comportamiento inelástico del concreto reforzado con fibras cortas de acero (2014)
En esta tesis doctoral, de la Universidad Nacional de Colombia, se presenta el desarrollo de un modelo numérico que permite estimar el comportamiento inelástico del concreto reforzado con fibras cortas de acero SFRC, empleando una simulación numérica estocástica mediante el Método de los Elemento Finitos – FEM, de miembros estructurales solicitados en un estado plano de esfuerzos. En la simulación del material compuesto se utiliza la teoría de mezclas (Truesdell and Toupin, 1960) y la metodología de las discontinuidades fuertes de continuo (Oliver, 1996b), para representar el proceso de fractura (Oliver, et al., 2008). La matriz de concreto se considera homogénea y su comportamiento se representa por un modelo constitutivo de daño continuo bidimensional de resistencias diferenciadas a tracción y compresión (Oliver, et al., 1990). Por otra parte, el conjunto de fibras de acero se representan mediante un modelo de plasticidad unidimensional que involucra la posibilidad de deslizamiento de la fibra respecto a la matriz de concreto. El carácter aleatorio en la distribución y orientación de las fibras se consideró permitiendo predecir un rango de posibilidades de respuesta que emula la dispersión presentada en los ensayos experimentales. El tratamiento estadístico de la muestra se realizó con base en el concepto de profundidad (López-Pintado and Romo, 2009) en estadística funcional (Ramsay and Silverman, 2005), teniendo como resultado la estimación de intervalos de confianza para la respuesta estructural del material. Por último, se simulan pruebas experimentales de miembros SFRC sometidos a tensión y flexión. La respuesta estructural y los patrones de fisuración obtenidos de la simulación numérica son satisfactorios.