Parámetros que Definen el Comportamiento del Hormigón Reforzado con Fibras

Abstract

En este trabajo se presenta un modelo para compuestos que permite predecir el comportamiento mecánico del hormigón reforzado con fibras de acero (HRF). El modelo de compuesto está basado en la teoría de mezclas generalizada y permite tener en cuenta la proporción, distribución y orientación de las fibras. Para el hormigón se utiliza un modelo de plasticidad previamente desarrollado por el grupo de investigación. Para las fibras se propone un modelo elastoplástico ortótropo con deslizamiento, que representa conjuntamente el comportamiento de la fibra y de la interfaz fibra-matriz. Para su calibración se utiliza una serie de ensayos experimentales de extracción de fibras.
El modelo completo es implementado en un programa de elementos finitos para reproducir el comportamiento mecánico de elementos de HRF. Una vez calibradas las propiedades mecánicas de los materiales componentes del HRF, se realizan simulaciones de vigas de HRF entalladas apoyadas en tres puntos y placas circulares de HRF apoyadas en cuatro puntos. Los resultados numéricos se comparan con los experimentales. Se estudia la influencia que tienen en la respuesta del HRF obtenida numéricamente, la forma de considerar la orientación de las fibras dentro del compuesto, la longitud embebida considerada dentro del modelo de arrancamiento y la consideración de la inclinación de las fibras. Se analiza, además, la diferencia entre considerar el aporte de todas las fibras que atraviesan una fisura o sólo el de las fibras eficaces (fibras que evidencian deformación del gancho). A partir de allí, se extraen conclusiones sobre la forma más adecuada de modelar la orientación de la fibra en el compuesto, la longitud embebida que se debe considerar y la proporción de fibras.