Análisis del estado tenso-deformacional y estados límite en vigas de hormigón armado usando modelos numéricos de elementos finitos
Fecha
2024
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Editor
Universidad Católica de Cuenca.
Resumen
Analyzing the stress-strain and cracking states in reinforced concrete beams is crucial to ensure their proper strength, durability, and employment performance. This research aims to develop numerical finite element models to examine capacity curves and to evaluate the influence of longitudinal and transverse steel arrangement on crack development. Six scale models and three models with actual measurements were numerically calibrated using the Abaqus software. The results obtained from the scale models were compared with previously built physical models. A variation of up to 6.6% in the maximum load-carrying capacity was observed, and the cracking patterns did not show complete agreement due to the geometrical unevenness of the concrete. Numerical 2D10 models showed that more stirrup spacing leads to fewer cracks, while 3D8 models did not establish a clear relationship between the number of stirrups and the number of cracks. The models with real dimensioning revealed an inversely proportional relationship between the number of stirrups and the number of cracks. The conclusion was that the energy to be dissipated during loading can appear in multiple or concentrated cracks depending on the assigned stirrup spacing.
Descripción
El análisis del estado tenso-deformacional y de los estados de fisuración en vigas de hormigón armado es crucial para garantizar su correcto funcionamiento en términos de resistencia, servicio y durabilidad. El propósito de esta tesis es desarrollar modelos numéricos de elementos finitos para examinar las curvas de capacidad y evaluar la influencia de la disposición del acero longitudinal y transversal en la formación de fisuras. Se calibraron numéricamente seis modelos a escala y tres modelos con dimensiones reales utilizando el software Abaqus. Los resultados obtenidos de los modelos a escala fueron comparados con los de modelos físicos previamente construidos. Se observó una variación de hasta un 6.6% en la capacidad máxima de carga, y los patrones de fisuración no mostraron una concordancia completa debido a la irregularidad geométrica del concreto. Los modelos numéricos 2D10 demostraron que una mayor separación de estribos conduce a una menor cantidad de fisuras, mientras que en los modelos 3D8 no se estableció una relación clara entre el número de estribos y la cantidad de fisuras. Los modelos con dimensiones reales revelaron una relación inversamente proporcional entre la cantidad de estribos y el número de fisuras. Se concluyó que la energía a disipar durante la carga puede manifestarse en múltiples fisuras o en fisuras concentradas en función de la separación de estribos asignada.
Palabras clave
MODELOS A ESCALA, CARGA, DEFORMACIÓN, ESTRIBOS, PATRONES DE FISURACIÓN
Citación
APA
