Simulación numérica del ensayo de compresión diametral en tubos de hormigón reforzado con fibras híbridas

Abstract

En las últimas décadas, los tubos de hormigón reforzados con fibras se han introducido con éxito en la industria de la construcción. En este trabajo, se evalúa numéricamente mediante la simulación del ensayo de compresión diametral de tres aristas (ECD) el comportamiento mecánico de tubos de hormigón reforzados con la combinación de fibras de acero y polipropileno (THRFH). Dicha combinación se denomina comúnmente hibridación. El hormigón reforzado con fibras híbridas se modela como un material homogéneo equivalente con propiedades promedio (macro modelo). El problema se resuelve mediante un código de elementos finitos no lineal en el que se utiliza un modelo constitutivo de daño y plasticidad acoplados. Finalmente, los resultados se comparan con datos obtenidos a través de una campaña experimental en la que se elaboraron y ensayaron 6 THRFH con dos dosificaciones distintas de fibras combinadas. El modelo numérico reproduce con razonable aproximación la capacidad de carga y deformación de los THRFH, teniendo en cuenta la gran cantidad de variables involucradas en el problema.

Fiber-reinforced concrete pipes have been successfully applied in the construction industry in recent decades. In this work, the mechanical behavior of hybrid fiber-reinforced concrete pipes (HFRCP) is numerically assessed by simulating the three-edge bearing test (TEBT). The hybrid reinforcement was obtained by combining steel and polypropylene fibers. The hybrid fiber-reinforced concrete is modeled as a homogeneous material with average properties (macro model). The p oblem is solved by a nonlinear finite element code using a damage plasticity model. Finally, the numerical results are compared with the experimental results obtained from the 6 HFRCP test with two doses of combined fibers. The numerical model reproduces with a reasonable agreement the bearing capacity and deformation of HFRCP, considering the large number of variables involved in the problem.