Modelación numérica del comportamiento mecánico de tubos de hormigón reforzado con fibras de acero

Abstract

El 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.The use of steel fiber reinforced concrete (SFRC) as reinforcing material in concrete pipes used for water drainage and sewerage in partial or total substitution of steel meshes and bars may have a positive impact in product optimization inside the precast industry from a technical and economical point of view. The main effect of the fiber addition is the control of cracking processes, resulting in significant increases in composite toughness, as well also additional benefits referred to its strength. In this paper, as part of a initial stage of an on course investigation, the mechanical behavior of SFRC pipes is assessed by a simple numerical model which the SFRC is modeled as a homogeneous composite (macro scale). For numerical simulation working within continuum mechanics and a damage-plasticity model is used. The equations are solved with the Finite Elements Model and the results are compared with experimental data obtained by other authors.