Modelación Numérica de Interfaz entre Hormigón Viejo y Hormigón Reforzado con Fibras

Autores

  • Sebastián E. Bianchi Universidad Nacional de Tucumán, Facultad de Tecnología y Ciencias Exactas, Instituto de Estructuras. San Miguel de Tucumán, Argentina. & Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina.
  • Gustavo A. Benito Universidad Nacional de Tucumán, Facultad de Tecnología y Ciencias Exactas, Instituto de Estructuras. San Miguel de Tucumán, Argentina.
  • Facundo Isla Universidad Nacional de Tucumán, Facultad de Tecnología y Ciencias Exactas, Instituto de Estructuras. San Miguel de Tucumán, Argentina. & Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina.

DOI:

https://doi.org/10.70567/mc.v41i10.50

Palavras-chave:

Interfaz, hormigón reforzado, fibras

Resumo

Durante décadas, la teoría de falla de Griffith fue el marco teórico más adecuado para explicar el comportamiento de un material frágil o cuasi-frágil en fractura. Con el avance de la computación y la modelación numérica, este enfoque comenzó a presentar debilidades, sobre todo desde el punto de vista práctico, que fue necesario salvar. Así es como aparecieron mejoras y nuevos modelos, como el de zona cohesiva, que dieron lugar a mejores resultados, a una mayor facilidad para su implementación computacional, así como a una forma más adecuada de representar el comportamiento de una interfaz entre dos materiales. Sin embargo, aún hay aspectos no comprendidos completamente de este comportamiento, y el aporte de nuevos resultados experimentales y numéricos es de gran relevancia. En ese sentido, este trabajo consiste en evaluar el comportamiento de la interfaz entre hormigón reforzado con fibras y concreto asfaltico por medio de la simulación de ensayos de vigas, utilizando el marco teórico del modelo de zona cohesiva, teniendo en cuenta una ley tracción-separación lineal y otra exponencial, e implementado por medio de elementos finitos de interfaz derivados de un funcional Lagrangiano aumentado. Los resultados son contrastados con resultados numéricos y experimentales obtenidos por otros autores para ser validados.

Referências

An, F., Zhang, F., and Hou, C., Influence of mechanical properties of concrete on the failure behaviour of FRP-to-concrete interface. Const. and Building Materials, 264:120572, 2020. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120572

Banthia, N., and Gupta, R., Influence of polypropylene fiber geometry on plastic shrinkage cracking in concrete. Cement and Concrete Research, 36:1263-1267, 2006. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2006.01.010

Far, B. K., and Zanotti, C., Concrete-concrete bond in Mode-I: A study on the synergistic effect of surface roughness and fiber reinforcement. Applied Sciences, 9(12), 2019. https://doi.org/10.3390/app9122556

Fortin, M., and Glowinski, R., Chapter III On Decomposition-Coordination Methods Using an Augmented Lagrangian. En Studies in Mathematics and Its Applications, 15:97-146, 1983. https://doi.org/10.1016/S0168-2024(08)70028-6

Hours F., Giaccio G., Torrijos M. and Zerbino R., HARRF para refuerzo en flexión de vigas y losas. Memorias del XI Cong. Inter. y 25° Reunión Técnica de la AATH, 459-66, 2024.

Isla, F., Luccioni, B., Ruano, G., Torrijos, M.C., Morea, F., Giaccio, G., Zerbino, R., Mechanical response of fiber reinforced concrete overlays over asphalt concrete substrate: experimental results and numerical simulation. Constr. Build. Mater, 93:1022-33, 2015. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.05.050

Labanda, N. A., Giusti, S. M., and Luccioni, B. M., Meso-scale fracture simulation using an augmented Lagrangian approach. Inter. Journal of Damage Mechanics, 27:138-175, 2016. https://doi.org/10.1177/1056789516671092

Lorentz, E., A mixed interface finite element for cohesive zone models. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 198:302-317, 2008. https://doi.org/10.1016/j.cma.2008.08.006

Luccioni, B. and Rougier, V., A plastic damage approach for confined concrete. Computers and Structures, 83:2238-56, 2005. https://doi.org/10.1016/j.compstruc.2005.03.014

Manawadu, A., Qiao, P., and Wen, H., Characterization of Substrate-to-Overlay Interface Bond in Concrete Repairs: A Review. Construction and Building Materials, 373:130828, 2023. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.130828

Park, K., Potential-Based Fracture Mechanics Using Cohesive Zone and Virtual Internal Bond Modeling. University of Illinois at Urbana-Champaign, 2009.

Park, K., and Paulino, G.H., Cohesive Zone Models: A Critical Review of Traction-SeparationRelationships Across Fracture Surfaces. Applied Mechanics Reviews, 64(060802), 2013. https://doi.org/10.1115/1.4023110

Zanotti, C., Banthia, N., and Plizzari, G., A study of some factors affecting bond in cementitious fiber reinforced repairs. Cement and Concrete Research, 63:117-126, 2014. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2014.05.008

Zhang, J., Ren, H., Han, F., Sun, G., Wang, X., Zhao, Q., and Zhang, L., Spall strength of steelfiber-reinforced concrete under one-dimensional stress state. Mech Mater, 141:103273, 2020. https://doi.org/10.1016/j.mechmat.2019.103273

Publicado

2024-11-08

Edição

Seção

Artigos completos da conferência MECOM 2024

Artigos mais lidos pelo mesmo(s) autor(es)