Tubos de Hormigón Reforzado con Fibras de Acero: Estudio Paramétrico de la Capacidad Resistente del Tubo Mediante un Modelo Material Bifase
DOI:
https://doi.org/10.70567/mc.v41i2.11Palavras-chave:
HRFA, Tubos de drenaje, Análisis estocástico, Orientación y distribución de fibrasResumo
El hormigón reforzado con fibras de acero (HRFA) posee cierta imprevisibilidad en cuanto a la distribución del refuerzo dentro de la masa del hormigón. Las diferentes orientaciones y distribuciones de las fibras, junto con otros factores, influyen en el desempeño mecánico del material compuesto. En este trabajo se realiza un estudio paramétrico de la capacidad resistente de tubos de HRFA mediante un modelo material de dos fases (hormigón + fibras) que considera la geometría de las fibras y su posición dentro del hormigón. Las variables analizadas en el estudio paramétrico son: tipo y dosaje de fibras y calidad de hormigón. Se estudiaron a su vez casos ideales de orientaciones de fibras. Para realizar dicho estudio, se simula el ensayo de tres aristas normalizado por la norma IRAM 11503, el cual es implementado en una herramienta de análisis por elementos finitos (ABAQUS©). Finalmente, se muestran los valores de carga última obtenidos de las simulaciones y se propone un método analítico para estimar dicha carga.
Referências
Barros J. y Figueiras J. Flexural behavior of sfrc: Testing and modeling. Journal of Materials in Civil Engineering, 4(11):331-339, 1999. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0899-1561(1999)11:4(331).
Bentur A. y Mindess S. Fibre Reinforced Cementitious Composites. Taylor & Francis, 2007. ISBN 978-0-415-25048-1.
Boulekbache B., Hamrat M., Chemrouk M., y Amziane S. Flowability of fibre-reinforced concrete and its effect on the mechanical properties of the material. Construction and Building Materials, 24(9):1664-1671, 2010. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2010.02.025
Buratti N., Mazzotti C., y Savoia M. Post-cracking behaviour of steel and macrosynthetic fibre-reinforced concretes. Construction and Building Materials, 34:243-248, 2011. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2010.12.022
De la Fuente A., Escariz R., de Figueiredo A., Molins C., y Aguado A. A new design method for steel fibre reinforced concrete pipes. Construction and Building Materials, 30:547-555,2012. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2011.12.015
Dupont D. y Vandewalle L. Distribution of steel fibres in rectangle sections. Cement and Concrete Composites, 27:391-398, 2005. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2004.03.005
Ezeldin A. Optimum design of reinforced fiber concrete subjected to bending and geometrical constraints. Computers and Structures, 41(5):1095-1100, 1990. https://doi.org/10.1016/0045-7949(91)90304-5
Ferrado F. Estudio numérico-experimental del comportamiento mecánico-estructural de tubos de hormigón reforzado con fibras de acero. Tesis de Doctorado, Universidad Tecnológica Nacional, 2024.
Ferrado F., Escalante M., y Rougier V. Modelo bi fase del hrfa para el estudio de la influencia de la orientación y distribución de fibras de acero en la resistencia mecánica de tubos de drenaje. Mecánica Computacional, 37(7):189-198, 2019.
Kiranbala D. y Bishwotrij S. Effects of steel fibres in reinforced concrete. International Journal of Engineering Research & Technology, 2(10):2906-2913, 2013.
Laranjeira F., Grunewald S., Walraven J., Blom C., Molins C., y Aguado A. Characterization of the orientation profile of steel fiber reinforced concrete. Materials and Structures, 44(6):1093-1111, 2011. https://doi.org/10.1617/s11527-010-9686-5
Michels J., Christen R., yWaldmann D. Experimental and numerical investigation on post cracking behaviour of steel fiber reinforced concrete. Engineering Fracture Mechanics, 98:326-349, 2013. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2012.11.004
Mohamed N. y Nehdi M. Rational finite element assisted design of precast steel fibre reinforced concrete pipes. Engineering Structures, 124:196-206, 2016. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2016.06.014.
Ozyurt N., Mason T., y Shah S. Correlation of fiber dispersion, rheology and mechanical performance of frcs. Cement and Concrete Composites, 29(2):70-79, 2007. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2006.08.006
Peyvandi A., Soroushian P., y Jahangirnejad S. Enhancement of the structural efficiency and performance of concrete pipes through fiber reinforcement. Construction and Building Materials, 45:36-44, 2013. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.03.084
Song P. y Hwang S. Mechanical properties of high-strength steel fiber reinforced concrete. Construction and Building Materials, 18(9):669-673, 2004. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2004.04.027
Soulioti D., Barkoula M., Paipetis A., y Matikas T. Effects of fibre geometry and volume fraction on the flexural behaviour of steel-fibre reinforced concrete. Strain, 47:e535-e541, 2009. https://doi.org/10.1111/j.1475-1305.2009.00652.x
Svec O. y Zirgulis G. Influence of formwork surface on the orientation of steel fibers within selfcompacting concrete and on the mechanical properties of casting structural element. Cement and Concrete Composites, 50:60-72, 2014. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2013.12.002
Zandi Y., Husem M., y Pul S. Effect of distribution and orientation of steel fiber reinforced concrete. En Proceedings of the 4th WSEAS international conference on Energy and development - environment - biomedicine, páginas 260-264. 2011.
Downloads
Publicado
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2024 Asociación Argentina de Mecánica Computacional
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Esta publicação é de acesso aberto diamante, sem custos para autores ou leitores.
Somente os artigos que foram aceitos para publicação e apresentados no congresso da AMCA serão publicados.
