Análisis no lineal elástico en vigas de concreto a través del Modelo Fijo de Grietas Dispersas

Abstract

El presente estudio trata sobre el análisis del agrietamiento en vigas de concreto sujetas a cargas monotónicas a través de un cálculo pseudo-estático. El fundamento teórico se basa en el Método de Grietas Dispersas (Smeared Crack Approach) de la Mecánica de Fractura, el cual será evaluado dentro de un algoritmo de análisis considerando el Método de Elementos Finitos. El objetivo principal es proponer un modelo computacional para el cálculo de deflexiones instantaneas y la modelación del agrietamiento en vigas de concreto armado sometidas a cargas de servicio. Con este propósito, se evaluaron las vigas analizadas por diversos autores. Los resultados del estudio se presentan mediante curvas fuerza-desplazaminto, la secuencia de propagación del agrietamiento y la evaluación de la resistencia última. Se consideró un modelo frágil de esfuerzo y deformación en la grieta. De esta manera, para los elementos analizados, se demostró que el modelo utilizado es capaz de predecir adecuadamente el proceso de agrietamiento y de calcular las deflexiones instantáneas en vigas de concreto, teniendo en cuenta resultados experimentales existentes.

The present study deals with cracking analysis of concrete beams under monotonic loadings by means of a quasi-static evaluation. The theoretical basis herein used is lies on the Fixed Smeared Crack Approach taking into account Fracture Mechanics within a Finite Element algorithm for the numerical solution of the problem. The main objective is to propose a computational model for the calculus of instantaneous deflection and the simulation of cracking in concrete beams under service loadings. On this purpose, diverse beams evaluated by may authors where analyzed. The results of this study cases are presented through and force-displacement curves, cracking propagation and the evaluation of the ultimate resistance of the beam. Within the computational algorithm, a fragile crack stress-strain relation was implemented. On this way, for the analyzed elements it was demonstrated that the model herein used can predict adequately cracking processes and instantaneous deflections of concrete beams considering existing experimental results.