FRCU - GIMCE: Grupo de Investigación de Mecánica Computacional y de Estructuras
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Item Análisis de vigas reticuladas de madera usando el método de elementos finitos(Asociación Argentina de Mecánica Computacional, 2014-09-26) Faure, Omar Roberto; Rougier, Viviana Carolina; Escalante, Mario RaúlSe presenta aquí una propuesta de enseñanza-aprendizaje del método de Elementos Finitos y métodos variacionales aplicados a las ciencias de la ingeniería. Dicha propuesta consistió en la simulación numérica de un reticulado de madera sometido a flexión, fue formulada y aplicada en la asignatura Cálculo Avanzado que pertenece al tercer año de la carrera de Ingeniería Civil de la Facultad Regional Concepción del Uruguay (FRCU) de la Universidad Tecnológica Nacional (UTN). Se intentó que el alumno comprenda y asimile los conceptos teóricos del método de Elementos Finitos, que adquiera conocimiento y destreza en el manejo de herramientas computacionales y finalmente que visualice la aplicación del método para la resolución de un problema concreto de ingeniería civil. Como elemento disparador del problema se partió de la discusión sobre las estructuras de cubiertas destinadas a salvar grandes luces y en particular, las de tipo reticuladas, ejecutadas con tablas de madera de Eucaliptus Grandis. Los resultados numéricos obtenidos a partir de las simulaciones fueron posteriormente comparados con resultados experimentales obtenidos por el GEMA (Grupo de Estudio de Maderas) de la FRCU-UTN.Item Análisis estocástico de tubos de hormigón reforzado con fibras de acero : efecto de la distribución y orientación de las fibras en la capacidad resistente del tubo(Asociación Argentina de Mecánica Computacional, 2016-11-11) Ferrado, Facundo Luis; Escalante, Mario Raúl; Rougier, Viviana CarolinaEl hormigon reforzado con fibras (HRF) su usa actualmente en una amplia rama de aplicaciones. Como material de refuerzo, el uso del HRF en tubos de drenaje como sustitucion parcial o total de armaduras de acero podría tener un impacto positivo en la optimizacion del producto en la industria del prefabricado. Es conocido que la adicion de fibras en el hormigón provee ventajas tanto desde el punto de vista tecnico como económico. Desde el punto de vista técnico, se consigue una mejora sustancial de algunas de las propiedades del hormigon, especialmente con el agregado de fibras metálicas. El uso de fibras tambien contribuye económicamente, ya que permite ahorrar en operaciones de ensamble y colocacion del refuerzo tradicional de armaduras y reduce también la mano de obra utilizada, uso de equipamientos y riesgos asociados. El principal efecto del agregado de fibras es el del control del proceso de fisuracion, que resulta en un aumento significativo de la tenacidad del compuesto, así como tambien, en beneficios adicionales relativos a su resistencia. Sin embargo, la distribucion y orientación de las fibras, en relacion a un plano de fisura son importantes a los efectos de optimizar sus beneficios. En este trabajo, se utiliza un enfoque probabilístico para estudiar el efecto de la distribucion y orientación de las fibras en la matriz de hormigon, sobre el comportamiento mecánico de los tubos de hormigón reforzado con fibras de acero (HRFA). El HRFA es considerado un material compuesto con una matriz de hormigon y fibras cortas con diferentes orientaciones distribuidas en su volumen. El modelo numerico, en el cual el HRFA se modela como un compuesto homogéneo equivalente (macro escala), se resuelve mediante el metodo de elementos finitos asociado con el método de Monte Carlo a fin de llevar a cabo un analisis estocástico. El efecto de distribución de las fibras se tiene en cuenta modificando las propiedades del compuesto homogeneo de acuerdo a la fracción de volumen de fibras en cada elemento finito. Un criterio similar se utiliza para tener en cuenta la orientacion de las fibras. Finalmente, se discuten los resultados numericos obtenidos para diferentes dosificaciones de fibras agregadas, los cuales se muestran a traves de distintos gráficos y tablas comparativas.Item Análisis experimental de vigas de hormigón armado dañadas y reparadas con materiales compuestos(2016-09-29) Rougier, Viviana Carolina; Escalante, Mario Raúl; González, Federico AlejandroDurante su vida útil, las estructuras de hormigón armado pueden resultar expuestas a la acción de cargas mecánicas y/o agentes químicos o térmicos agresivos que producen la degradación de sus propiedades mecánicas. En consecuencia, y ante la pérdida de seguridad estructural, se hace necesario su reparación y/o refuerzo. Los polímeros reforzados con fibras (PRF) constituyen un tipo de material compuesto avanzado con el potencial de cambiar significativamente el comportamiento de una estructura. En este trabajo, se presentan resultados experimentales del comportamiento a flexión de vigas de hormigón armado dañadas y luego reparadas con PRF. Se estudia la variación del grado de daño, la resistencia a compresión del hormigón y dos técnicas de reparación: barras y láminas. Se analizan para ambos tipos de refuerzo diagramas carga-desplazamiento, cargas últimas y modos de falla. Los resultados obtenidos muestran que la reparación de las vigas dañadas con PRF, es en general exitosa, lográndose además de la recuperación, un incremento significativo de su capacidad resistente. Los principales modos de falla observados varían entre despegue del laminado y desprendimiento del recubrimiento de hormigón.Item Análisis experimental del comportamiento mecánico de tubos de hormigón reforzado con fibras híbridas(2022-03-09) González, Federico Alejandro; Rougier, Viviana CarolinaEl hormigón reforzado con dos o más tipos fibras se denomina hormigón reforzado con fibras híbridas (HRFH). En este trabajo se evalúa el desempeño mecánico del HRFH, de acero y de polipropileno, en su aplicación en tubos de 600 mm de diámetro. Para ello, se determinan experimentalmente, a través del ensayo de compresión diametral, la capacidad de carga y el modo de falla de tubos de HRFH (THRFH) elaborados con dos dosificaciones distintas de fibras. Los resultados son comparados con los obtenidos del ensayo de tubos de hormigón reforzado con fibras de acero (THRFA), también elaborados con dos dosificaciones distintas de fibras, y tubos de hormigón armado (THA) con armadura tradicional de barras de acero. Los THRFH con las dosis de fibras híbridas utilizadas alcanzaron una resistencia equivalente a los THA y, además, mostraron un modo de falla dúctil, sin desprendimiento de hormigón o aplastamiento diametral luego de la rotura.Item Capacidad de carga en tubos de hormigón reforzados con fibras híbridas. Evaluación experimental y teórica(2021-05-14) González, Federico Alejandro; Rougier, Viviana CarolinaActualmente se ha extendido el uso de fibras de acero como refuerzo en tubos de hormigón premoldeados. Sin embargo, la combinación de fibras de diferentes materiales, geometría o propiedades mecánicas podría brindar resultados de refuerzo más óptimos, controlando la fisuración a distintas escalas, edades y niveles de deformación del hormigón. El hormigón reforzado con dos o más tipos de fibras diferentes se denomina Hormigón reforzado con fibras híbridas (HRFH). En este trabajo se presentan los resultados de ensayos en tubos de HRFH (THRFH) de 600 mm de diámetro. La capacidad de carga de los THRFH es comparada con la obtenida en tubos de hormigón reforzado con fibras de acero (THRFA) y tubos de hormigón reforzados con armadura convencional (THA), elaborados y ensayados en la misma campaña. Adicionalmente, los resultados experimentales se utilizan para calibrar un modelo teórico para la estimación de la capacidad de carga de los THRFH. Los THRFH alcanzaron una capacidad de carga equivalente a la de los THA y superior a la de los THRFA. Además, mediante el modelo teórico se han obtenido valores razonables en la estimación de la capacidad de carga de los THRFH, teniendo en cuenta la gran cantidad de variables involucradas.Item Comportamiento a flexión de vigas de Hº Aº dañadas y reparadas con materiales compuestos(2014-09-17) Rougier, Viviana Carolina; Toledo, Mario; Escalante, Mario Raúl; Villalba, Dora InésEl refuerzo de estructuras de hormigón armado con polímeros reforzados con fibras (PRF), se ha convertido en una alternativa muy interesante para la rehabilitación o reparación de estructuras dañadas. En este caso los materiales compuestos debido a su elevada resistencia a tracción, bajo peso, resistencia a la corrosión, buena durabilidad y fácil colocación, pueden ser usados exitosamente como refuerzo externo. El refuerzo de vigas de hormigón armado con dichos materiales mejora la resistencia a flexión y corte. El refuerzo con PRF puede ser aplicado externamente o mediante una técnica llamada NSM, por sus siglas en inglés (Near Surface Mounted), que consiste en colocar barras de PRF en orificios previamente aserrados en la superficie del hormigón. En este trabajo se presentan los resultados experimentales del comportamiento a flexión de vigas de hormigón armado dañadas y reparadas con barras y láminas de PRF. Se analizan para ambos tipos de refuerzo diagramas carga-desplazamiento, cargas últimas y modos de falla. Adicionalmente, se presenta la modelación numérica de los ensayos realizados y se comparan los resultados numéricos con los experimentales.Item Comportamiento mecánico de vigas de gran altura de hormigón reforzado con fibras: análisis experimental(2023-11-03) Denardi, Miqueas Ceferino; Rougier, Viviana CarolinaEl hormigón tiene una resistencia a la tracción considerablemente menor que a compresión. El uso de fibras como agregado a la masa de hormigón es una alternativa útil al refuerzo tradicional de barras de acero. Muchos estudios han demostrado que el uso de fibras en el hormigón permite una reducción de la cuantía de barras de acero en distintas aplicaciones estructurales [1], [2], [3], [4], [5],[6]. La utilización del hormigón reforzado con fibras resulta de gran interés desde el punto de vista práctico y económico en el caso particular de vigas de gran altura (VGA) que por sus características de comportamiento mecánico requieren de gran cantidad de armadura de refuerzo, [7],[8],[9],[10],[11],[12],[13]. En este trabajo se muestran los resultados de una campaña experimental en la que se evaluó la efectividad del uso de fibras de acero e híbridas (de acero y macrofibras de polipropileno) como agregado al hormigón en VGA, en reemplazo parcial de la armadura tradicional de barras de acero. Actualmente no hay a nivel nacional una normativa sobre el uso de fibras como refuerzo en hormigones, por ello, este trabajo es un aporte al conocimiento del comportamiento mecánico de dicho material compuesto.Item Damaged RC beams strengthened with near surface mounted technique using fiber reinforced polymers(2017-03-22) Rougier, Viviana Carolina; Escalante, Mario Raúl; González, Federico Alejandro; Denardi, Miqueas CeferinoStrengthening reinforced concrete (RC) structures with fiber-reinforced polymer (FRP) composites is becoming an attractive alternative for repairing of damaged structures. In the case of reinforced concrete beams, reinforcement with FRP enhances the flexural capacity and shear strength. FRP strengthening can be applied as externally bonded FRP laminates or near surface mounted (NSM) FRP rods. The flexural behavior of damaged reinforced concrete beams repaired with NSM technique using glass fiber reinforced polymer (GFRP) bars is experimental studied in this work. Two set of beams were tested: control beams (without GFRP bars) and damaged and then repaired beams with GFRP bars by varying two parameters (damage degree and concrete strength class). Repairing damaged RC beams with NSM technique was successful for the two different damage degrees. A recovery and a significant increase of load capacity were obtained. The compressive strength of the concrete did not have influence on the resultsItem Estudio experimental de la resistencia al corte de vigas de gran altura de hormigón reforzado con fibras.(2022-09-30) Denardi, Miqueas Ceferino; Rougier, Viviana CarolinaLas vigas de gran altura (VGA) son utilizadas en numerosas estructuras tales como edificios de altura y fundaciones, entre otras. Se ha demostrado que el uso de fibras de acero e híbridas (mezcla de fibras de acero y polipropileno) como refuerzo en el hormigón proporciona un mayor control de fisuración e incremento de la tenacidad. Por ello, el uso de las fibras hibridas, en reemplazo total o parcial de la armadura convencional de estribos, resulta de interés en VGA, en las que suelen existir grandes congestionamientos de armaduras. En este trabajo se presentan los resultados de una campaña experimental en la que se evaluó la contribución en resistencia y ductilidad de las fibras de acero e híbridas en el comportamiento a corte de VGA. Para ello, se ensayaron a flexión, VGA de Ho Ao con barras y estribos tradicionales de acero, y vigas de hormigón reforzado con fibras de acero (HRFA) y de hormigón reforzado con fibras híbridas (HRFH) con una reducción del 33% del refuerzo de estribos verticales y sin estribos horizontales. Se observó que las VGA de hormigón con fibras alcanzaron cargas máximas de entre un 4 % y un 8% mayores a las de las vigas con armadura mínima a corte y mostraron una mayor resistencia residual post pico de cargas. Los resultados se muestran a partir de tablas y gráficos. Finalmente, se emiten algunas conclusiones.Item Estudio experimental, analítico y numérico del punzonado en losas de hormigón armado reforzado con fibras(2024-09-26) Rougier, Viviana Carolina; Faure, Omar Roberto; Retamal, Facundo Atuel; González , Federico Alejandro; Ferrado, Facundo Luis; Giupponi, Yolanda Elizabet; Razetto, César Diego; Denardi, Miqueas Ceferino; Kneeteman, Nicole; Robles, Evelyn Micaela; Nigro, Catalina María; Cergneux, Jordan; Ruiz, Francisco Nicolás; Graciani, Juan IgnacioPresentación en la Jornada de Ciencia,Tecnología y Posgrado del Grupo de Investigación GIMCE, sobre el estudio del comportamiento a punzonado de losas de hormigón armado reforzado con fibras, sin ábacos ni capiteles en términos capacidad resistente, modos de falla e influencia del volumen y tipo de fibras incorporados.Item Estudio numérico probabilístico de la capacidad resistente de tubos de HRFA con distribución aleatoria de fibras(2023-04-10) Ferrado, Facundo Luis; Escalante, Mario Raúl; Rougier, Viviana CarolinaEn este trabajo, se presenta un estudio numérico para evaluar la capacidad de carga de tubos de HRFA considerando una orientación y distribución de fibras aleatoria. Para ello, se simuló el ensayo de tres aristas a través de un modelo de elementos finitos 3D en combinación con el método de Monte Carlo. Las fibras son representadas como elementos discretos distribuidos aleatoriamente en la masa de hormigón. El fenómeno de arrancamiento es considerado a través de una modificación del modelo constitutivo del acero. Además, se realizó un estudio paramétrico considerando variaciones en el dosaje de fibras y la clase de hormigón. Los resultados mostraron que la aleatoriedad en la distribución y orientación de las fibras afecta significativamente la carga máxima alcanzada con los tubos de HRFA. Sin embargo, esta carga máxima no varía sensiblemente cuando la distribución sigue una función de probabilidad uniforme, siendo la clase de hormigón el parámetro predominante.Item Evaluación de la capacidad de carga de tubos de hormigón reforzado con fibras híbridas(2023-11-03) González, Federico Alejandro; Rougier, Viviana CarolinaEn las últimas décadas, se ha extendido el uso de un solo tipo de fibras, ya sean de acero o sintéticas, como refuerzo del hormigón en tubos premoldeados. Sin embargo, el hormigón tiene comportamiento a la fractura en múltiples escalas y un tipo de fibra proporciona refuerzo solo en un nivel y dentro de un rango limitado de deformaciones. Por ello, un refuerzo más eficiente podría lograrse utilizando la combinación de fibras de diferentes materiales, geometría y/o características mecánicas [1]. El hormigón reforzado con dos o más tipos de fibras, combinadas racionalmente, se denomina Hormigón Reforzado con Fibras Híbridas (HRFH). El principal propósito de usar fibras híbridas es mejorar el control de la fisuración en diferentes zonas del hormigón, a distintas edades y niveles de carga [2]. Además, dos o más tipos de fibras, combinadas adecuadamente, generan mejoras en las propiedades físicas y mecánicas del material a partir de la acción de cada una de ellas [3], lo que conduce a la mejora de la respuesta estructural del elemento analizado [4, 5]. Actualmente, existen normas que regulan la utilización del hormigón reforzado con fibras para la fabricación de tubos en distintos países del mundo, como por ejemplo en España, Brasil y Estados Unidos. Sin embargo, dichas normas contemplan la utilización de un solo tipo de fibra como refuerzo, mientras que el uso de la combinación de diferentes tipos de fibras en este tipo de elemento ha sido escasamente estudiado [6]. En este trabajo se analiza experimentalmente la capacidad de carga de tubos de HRFH (THRFH), de acero y polipropileno, de 600 mm de diámetro interior sometidos al ensayo de compresión diametral de tres aristas. Los resultados se comparan con los obtenidos para tubos de hormigón armado (THA) Clase II según la norma IRAM 11503 [7] y con tubos de hormigón reforzados con fibras de acero (THRFA), elaborados y ensayados durante la misma campaña experimental.Item Evaluación del comportamiento mecánico del hormigón celular espumado reforzado con fibras de polipropileno aplicado a vigas de Bernoulli con armadura tradicional de acero(2023-11-03) Retamal, Facundo Atuel; Rougier, Viviana CarolinaEl hormigón armado es uno de los materiales de construcción más utilizados en el mundo y sus aplicaciones son numerosas y variadas [1]. Debido a los avances tecnológicos y desafíos arquitectónicos, surge la necesidad de desarrollar nuevos tipos de hormigones y también soluciones estructurales innovadoras. Se genera así el interés por utilizar estructuralmente hormigones especiales, diseñados para usos específicos. Entre ellos, se pueden mencionar el hormigón liviano (HL) y el hormigón reforzado con fibras, entre otros [2]. El hormigón celular espumado (HCE) se clasifica como HL y su comportamiento estructural sigue este supuesto [3]. Se compone de cemento, agua, espuma preformada y puede incorporar o no, arena u otro agregado fino, además de adiciones minerales activas o inertes, entre otras variantes para su preparación. Comparado con el hormigón normal (HN), posee menor rigidez y mayor fragilidad [4], como es habitual en los HL. A pesar de esto, y debido, entre otros factores, a las situaciones descriptas en el párrafo anterior, el uso estructural del HC y, en particular, del HCE, está aumentando, con variadas investigaciones al respecto [5, 6, 7, 8]. En este trabajo se evaluó el comportamiento a flexión del HCE simple y reforzado con fibras de polipropileno (HCERFPP) a través de la confección y evaluación de vigas con estos materiales y de su comparación con una viga de control (VC) elaborada con HN, obteniéndose resultados prometedores.Item Evaluación experimental del uso de fibras hibridas como refuerzo del hormigón en tubos premoldeados(Asociación Argentina de Tecnología del Hormigón., 2020-11-06) González, Federico Alejandro; Rougier, Viviana Carolina; Escalante, Mario RaúlEl refuerzo de hormigón con fibras cortas, distribuidas aleatoriamente en la matriz, es una tecnología exitosa capaz de modificar el comportamiento frágil del hormigón simple. En la mayoría de los hormigones reforzados con fibras (HRF) se utiliza un solo tipo de fibra como refuerzo. Sin embargo, la fisuración del hormigón es un proceso a escalas múltiples y el uso de un solo tipo de fibra puede proporcionar refuerzo dentro de un rango limitado de deformaciones. Por ello, un refuerzo óptimo se puede obtener al combinar fibras de diferentes materiales, geometría y/o comportamiento mecánico. El hormigón reforzado con dos o más tipos fibras se denomina hormigón reforzado con fibras híbridas (HRFH). En este trabajo se evalúa el desempeño mecánico del HRFH, de acero (FA) y de polipropileno (FPP), en su aplicación en tubos de 600 mm de diámetro. Para ello, se determinan experimentalmente (ensayo de tres aristas) la capacidad de carga y el modo de falla de 8 tubos de HRFH (THRFH) elaborados con dos dosificaciones distintas de fibras. Los resultados son comparados con los obtenidos del ensayo de 4 tubos de hormigón reforzado con fibras de acero (THRFA) y 4 tubos de hormigón armado (THA) Clase II según IRAM 11503.Item Finite element numerical analysis of the bearing capacity of hybrid fiber reinforced concrete pipes(2017-11-05) González, Federico Alejandro; Rougier, Viviana Carolina; Escalante, Mario RaúlReinforced concrete with two or more types of fibers, rationally combined (hybrid fiber reinforced concrete,HFRC)may offer enhanced properties,especially in terms of ductility and crack control. The use of these concretes in drainage pipes, either partially or totally substituting steel meshes and bars of traditional reinforcement, might have a favorable impact on the optimization of the product in the precast industry from both technical and economic point of view. The HFRC can be prepared and placed into molds in a similar way as for plain concrete, where the fibers are added to the mix just like any other aggregate. In this paper, as part of an initial stage of an on going research, the mechanical behaviour of hybrid reinforced concrete pipes (steel and polypropylene) is numerically assessed by simulation of the threeedge bearing test (TEBT). The HFRC is modeled as a homogeneous material with equivalent properties (macro model), in which the characteristic parameters of the material, used in the simulation, are obtained through an experimental study. The problem is solved by a nonlinear finite element code in which a coupled damage and plasticity constitutive model is used.Finally, the results are compared with experimental data obtained by another author.Item Hormigón liviano autocompactado de alta resistencia reforzado con fibras de acero. Análisis del avance en el desarrollo del diseño de mezclas(Asociación Argentina de Tecnología del Hormigón., 2020-11-06) Palacio, Alberto José; Raggiotti, Bárbara Belén; Rougier, Viviana CarolinaEn los últimos años en el campo de la investigación ha ganado popularidad la utilización de agregados livianos en hormigón autocompactante. Por otro lado, la fabricación de hormigones de alta resistencia reforzados con fibras y más recientemente hormigones autocompactantes reforzados con fibras de acero dan lugar a nuevas alternativas de aplicación, entre las que se destacan la realización de reparaciones y refuerzos. Este trabajo analiza investigaciones recientes sobre las propiedades físicas de los agregados livianos utilizados en el desarrollo del diseño de mezcla de concreto alivianado autocompactante de alta resistencia reforzado con fibras de acero (HLAARFA). Además, busca resumir la discusión sobre la proporción de mezcla en el diseño del HLAARFA, el cual es un factor crucial para lograr las propiedades deseadas en este nuevo material estructural. Se revisan diversos métodos para desarrollar el diseño de mezclas que cumplan satisfactoriamente con los requisitos tanto en estado fresco como endurecido.Item Mechanical behavior of reinforced concrete hybrid beams made with normal concrete, foamed cellular concrete and fber reinforced foamed cellular concrete(2023-10-13) Retamal, Facundo Atuel; Rougier, Viviana CarolinaCellular concrete has increased in popularity in the construction industry due to its particular characteristics. It is classifed as lightweight concrete and its structural behavior is consistent with this defnition, showing less rigidity and more brittleness compared to normal concrete. In this work, experimental results obtained through bending tests on hybrid beams formed by two layers, one of normal concrete and the other of foamed cellular concrete, reinforced with polypropylene fbers, are presented. In this way, it was sought to increase the rigidity of the elements subjected to bending, through the incorporation of the normal density concrete layer and, in addition, to reduce the fragility of the foamed cellular concrete, through the addition of polypropylene fbers. Furthermore, the interface between both layers was treated with chemical glue for concrete, to achieve a better structural behavior of the elements. Characterization of the materials used was also carried out. In this way, the mechanical properties of the diferent concrete are analyzed and compared and the bending behavior of the hybrid beams is evaluated. Conclusions are drowned.Item Modelación numérica del comportamiento mecánico de tubos de hormigón reforzado con fibras de acero(2015-11-22) Ferrado, Facundo Luis; Escalante, Mario Raúl; Rougier, Viviana CarolinaEl uso de hormigón reforzado con fibras de acero (HRFA) como material de refuerzo en tubos de hormigón, utilizados para transporte de agua y construcción de alcantarillas en sustitución completa o parcial de la tradicional armadura de barras o malla, puede repercutir favorablemente en la optimización del producto dentro de la industria del prefabricado desdeel punto de vista técnico y económico. El principal efecto de la incorporación de fibras es el control de los procesos de fisuraci´on, dando lugar a notables incrementos en la tenacidad del material compuesto, como así también a beneficios adicionales en lo que se refiere a suresistencia. En este trabajo, como primera etapa de una investigación en curso, se evalúa el comportamiento mecánico de tubos de HRFA, mediante un modelo numérico simple, en donde el HRFA se modela como un material compuesto homogéneo (macro escala). Para la simulación numérica se trabaja dentro de la mecánica del continuo y se utiliza un modelo de da˜no plástico. Las ecuaciones son resueltas mediante el Método de Elementos Finitos y se comparan los resultados con datos experimentales obtenidos por otros autores.Item Modelo bi fase del HRFA para el estudio de la influencia de la orientación y distribución de fibras de acero en la resistencia mecánica de tubos de drenaje(Asociación Argentina de Mecánica Computacional, 2019-11-05) Ferrado, Facundo Luis; Escalante, Mario Raúl; Rougier, Viviana CarolinaEn este trabajo se propone un modelo 3D para el estudio probabilístico de la capacidad resistente de tubos de Hormigón Reforzado con Fibras de Acero (HRFA), en el cual el HRFA es considerado como un material bi fase en donde las fibras son representadas como elementos discretos y aleatoriamente distribuidas. La contribución de este trabajo radica en que el modelo así propuesto en combinación con el método de Monte Carlo permite realizar un estudio probabilístico de la capacidad resistente de los tubos, así como también de la influencia que tienen sobre ella, la orientación y distribución de fibras de acero dentro de la masa de hormigón. Para ello, se simula el ensayo de tres aristas normalizado por la norma IRAM 11503, el cual es implementado en una herramienta de análisis por elementos finitos (ABAQUS c ). Se utilizan modelos constitutivos distintos para el hormigón simple y para las fibras. Finalmente, se muestran resultados de las simulaciones a través de tablas de cargas máximas, curvas carga-desplazamiento e histogramas.Item Numerical simulation of the three edge bearing test of steel fiber reinforced concrete pipes(Asociación Argentina de Mecánica Computacional, 2016-11-11) Ferrado, Facundo Luis; Escalante, Mario Raúl; Rougier, Viviana CarolinaHistorically, steel has been the material chosen to improve the tensile behaviour of concrete. Nowadays, the trending of replacing the traditional reinforcement bars with short and slender fibers randomly distributed in the mass concrete, is growing. This composite material made essentially of common concrete reinforced with discrete fibers is called steel fiber reinforced concrete(SFRC). In this work the mechanical behaviour of SFRC pipes is studied, simulating the diametral compression test called three edge bearing test by means of a 2d model in plane strain state. The SFRC is considered as a homogeneous material and its behaviour is represented through some damage - plasticity model (concrete damage plasticity) which takes into account the progressive reduction in the values of the elastic constants due to plastic strain and damage by means of a stiffness degradation variable. The model assumes that the main two failure mechanisms of the concrete are tensile cracking and compressive crushing, thus, the tensile and compression response is characterized through differentiated uniaxial stress-strain curves. This representation, although simplified, captures the most important features of the concrete response. The equations are solved with a commercial computational package. In addition, and as an alternative for the same problem, a case is addressed in which the SFRC is considered as an equivalent homogeneous material too, although a coupled plastic-damaged model is used where the coupling between plasticity and damage is achieved through a simultaneous solution of the plastic and the damage problem. Finally is presented a modified coupled damaged plasticity model that comes from a modification of the LublinerOller yield criterion from the adoption of a yield function of second degree in the components of the stress tensor. For the coupled damage plasticity the contribution of the fibers is considered through the classic mixture theory according to it is performed a modification of the elastic constants depending on the volumetric contribution of the fibers. Here, the problem is solved using the non-linear finite elements code PLastic Crack dynamic (PLCd) The validity of the numerical tool is performed comparing the results of the simulation with experimental data existing in the literature.