Eficiencia de Sistemas de Refuerzo/Reparación con Hormigón Reforzado con Fibras

Abstract

La incorporación de fibras al hormigón u otros materiales cementicios provoca mejoras en el comportamiento del material, fundamentalmente en tracción. Una técnica de refuerzo/reparación de estructuras de hormigón armado es la adhesión de capas finas de material cementicio; en esos casos resulta beneficioso el uso fibras ya que estas proporcionan además cierta continuidad a través de las fisuras y demoran el inicio y la propagación del despegue.
En el presente trabajo se estudia numéricamente el comportamiento mecánico de vigas de hormigón armado reforzadas y reparadas con hormigón reforzado con fibras (HRF) ensayadas a corte. Para modelar el proceso de daño y reparación se utiliza un algoritmo que tiene en cuenta el proceso evolutivo.
La simulación numérica de las vigas se realiza con un programa de elementos finitos no lineal. El hormigón armado y el HRF se modelan mediante la teoría de mezclas modificada para materiales anisótropos. Dentro de esta teoría el hormigón se modela mediante el modelo de daño plástico modificado. Para las fibras de acero y la armadura se utilizan modelos elastoplásticos. En el caso de las fibras el comportamiento está gobernado por el fenómeno de arrancamiento que en general ocurre antes de la plastificación de las mismas. Estos fenómenos se tienen en cuenta de manera aproximada modificando la ecuación constitutiva de las fibras.
A modo de validación, se compara la respuesta global obtenida numéricamente con los resultados experimentales de vigas de hormigón armado dañadas a corte, reparadas con una capa de HRF y ensayadas nuevamente y vigas de hormigón armado reforzadas con HRF ensayadas a corte.
Finalmente se estudian numéricamente distintas alternativas de la capa de refuerzo/reparación que permiten obtener resultados útiles para el diseño de este tipo de intervención.