Estudio numérico probabilístico de la capacidad resistente de tubos de HRFA con distribución aleatoria de fibras

Abstract

En 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.

In this paper, a numerical study is carried out to assess the bearing capacity of SFRC pipes considering random orientation and distribution of the fibers. For this purpose, the three edge bearing test (TEBT) is simulated through a 3D finite element model in combination with the Monte Carlo method. The fibers are represented as discrete elements randomly distributed in the concrete mass. The pull-out phenomenon is considered by means of a modification of the steel constitutive model. In addition, a parametric study considering variations in the dosage of fibers and concrete class is conducted. Results shown that the randomness in the distribution and orientation of the fibers significantly affects the maximum load achieved by SFRC pipes. However, this maximum load does not vary significantly when the fiber distribution follows a uniform probability function; in this case the concrete class is the predominant parameter.