Simulación Numérica del Comportamiento de Vigas Reparadas con Hormigón Reforzado con Fibras

Abstract

La aptitud del hormigón reforzado con fibras como material de reparación está respaldada por sus cualidades y propiedades mecánicas como ser mayor tenacidad que el hormigón convencional, patrón de fisuración extendido pero con fisuras de menor ancho, aporte en la resistencia a tracción y corte, buen desempeño en ensayos de adherencia con diferentes substratos y bajo riesgo de corrosión. Pocos trabajos abordan la reparación con este material. La principal limitación en el uso práctico es la falta de herramientas que permitan predecir el comportamiento de estructuras reparadas con este material. En este trabajo se presentan la simulación numérica y comparación con resultados experimentales del comportamiento de dos vigas de hormigón armado ensayadas a corte hasta la rotura, luego reparadas con un encamisado de hormigón reforzado con fibras, y ensayadas nuevamente para evaluar la eficiencia de la reparación. Se reproduce numéricamente el proceso completo, es decir los ensayos de las vigas de hormigón armado hasta dañarlas a corte, la descarga, la reparación con hormigón reforzado con fibras y el comportamiento de las vigas reforzadas. Para esto se trabaja con un programa de elementos finitos no lineal modificado mediante la incorporación de un algoritmo para simular el proceso de reparación que supone cambios en la geometría y en los materiales. Tanto el hormigón armado tradicional como el hormigón reforzado con fibras se modelan mediante la teoría de mezclas modificada para materiales anisótropos que permite tener en cuenta el comportamiento de las fibras de manera aproximada. Para la obtención de los parámetros intervinientes en estos modelos se utilizan los resultados experimentales de ensayos de caracterización de los materiales. En el trabajo se describen los modelos materiales y el esquema usado para simular la reparación. Se presenta la calibración de los parámetros de los materiales, los resultados de la simulación de las vigas originales y reparadas y su contraste con los resultados experimentales. Dicha comparación permite validar la herramienta numérica que resulta útil para el diseño de este tipo de reparación.