Influencia de la Función de Ablandamiento en la Respuesta Macroscópica del Hormigón Simple

Abstract

Uno de los modelos más utilizados actualmente para simular el comportamiento en fractura de los materiales cuasifrágiles (como algunas rocas, los morteros, los cerámicos y el hormigón) es el denominado Modelo de Fisuración Cohesiva. Se trata de un criterio fenomenológico que permite describir de manera simple y realista todo el proceso de daño, en general de tipo no lineal, que tiene lugar en estos materiales. La zona en proceso de fractura se representa mediante una fisura cohesiva, o ficticia, que tiene la capacidad de transferir tensiones. La relación que existe entre la tensión transmitida por la fisura cohesiva y la separación de sus caras es considerada una propiedad del material denominada curva o función de ablandamiento y constituye la hipótesis fundamental del modelo.
En este trabajo, la influencia que la forma de dicha curva tiene en la respuesta macroscópica del hormigón es analizada en detalle. Para ello se han simulado numéricamente, utilizando el Método de los Elementos Finitos, ensayos de fractura sobre probetas fisuradas de flexión en tres puntos, considerando seis hormigones de distinta calidad, dos tamaños de probeta diferentes y tres funciones de ablandamiento: una lineal, una exponencial y una bilineal. De la discusión de los resultados se puede concluir que, en un problema cuasiestático de flexión en tres puntos, la solución es prácticamente independiente de la forma de la función de ablandamiento. Esto justificaría la utilización de aproximaciones sencillas en lugar de otras más complejas, al menos en aquellos casos en los que se busca determinar la carga de colapso y no se requiere información adicional acerca del comportamiento de la estructura, típicamente asociada con la determinación de los Estados Límite de Servicio, como por ejemplo la distribución y apertura de las fisuras.