Análisis Numérico Meso-Estructural del Hormigón en Modo Mixto de Fractura

Abstract

En ensayos experimentales llevados a cabo sobre muestras de hormigón en modo mixto de fractura, se ha observado una importante influencia de la componente de corte. En este trabajo se presentan resultados de la simulación numérica de algunos de los ensayos experimentales llevados a cabo por Nooru-Mohamed sobre muestras de hormigón sometidas a diferentes trayectorias de carga biaxial que combinan tracción y corte, bajo control de fuerzas o de desplazamientos, con la finalidad de analizar el comportamiento mecánico en modo mixto de fractura. En el estudio se utiliza un modelo meso-estructural para materiales heterogéneos, que se ha venido desarrollando durante los últimos años dentro del grupo de investigación de la ETSECCPB, UPC. La modelización representa explícitamente los principales componentes de la estructura interna del hormigón a nivel mesoescala, en la cual se discretizan los áridos de mayor tamaño rodeados de una matriz que caracteriza conjuntamente al mortero y a los áridos de menor tamaño. Dentro de la malla de elementos finitos se incluyen a priori elementos junta sin espesor, con el fin de representar las principales trayectorias potenciales de fisuración. Los ensayos experimentales se realizaron mayoritariamente en muestras de hormigón de 200 mm de lado, con una doble entalla simétrica en el centro. En algunos casos de carga también se emplearon muestras de 100 y 50 mm de lado. En este artículo se incluye el análisis numérico desarrollado hasta el momento para algunos de los estados de carga, en muestras de 200 y 50 mm de lado. Los resultados obtenidos con el modelo meso-estructural permiten reproducir satisfactoriamente los resultados experimentales, tanto en el ajuste de las diversas curvas de carga-desplazamiento como en la tendencia y orientación de la fractura en cada caso.