Ar 04

Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural

ANÁLISIS INELÁSTICO DE ELEMENTOS DE CONCRETO REFORZADO BASADO EN LA
MECÁNICA DEL DAÑO
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Juan Jesús Gutiérrez Trejo , Gustavo Ayala Milián y Jaime Retama Velasco

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RESUMEN
En este trabajo se presenta un modelo numérico, basado en el método de los elementos finitos y en conceptos de la
mecánica del daño, para predecir el comportamiento no lineal deestructuras de concreto. Para simular el
comportamiento no lineal del concreto, ocasionado por el agrietamiento que éste sufre, se utiliza una aproximación
de discontinuidades interiores; conjuntamente con un modelo de daño cohesivo. La interacción entre el concreto y el
acero se introduce mediante un modelo constitutivo basado en desplazamientos relativos entre ambos materiales, con
el que esposible determinar el deslizamiento entre ellos, así como la disipación de energía asociada a la pérdida de
adherencia. El modelo presentado ofrece ventajas sobre otros en aspectos tales como el mallado del dominio, la
simulación del proceso de agrietamiento del concreto y el corrimiento de varillas de refuerzo. Para ilustrar la
aplicación del modelo propuesto, se presenta un ejemplo con el cual esposible validar los resultados numéricos
obtenidos comparándolos con resultados experimentales reportados por otros investigadores.

ABSTRACT
In this paper a numerical model based on the finite element method and concepts of damage mechanics to predict the
nonlinear behavior of concrete structures is presented. To simulate the non-linear behavior of the concrete, cracking
caused by it undergoes,used an approximation of embedded discontinuities; together with a cohesive damage model.
The interaction between concrete and steel is introduced via a constitutive model based on relative displacements
between the two materials, it is possible to determine the slip between them as well as the energy dissipation
associated with the loss of adhesion. The model presented provides advantages overother aspects such as the
meshing domain, process simulation of cracking of concrete and reinforcing rods. To illustrate the application of the
proposed model, examples that is possible to validate the numerical results obtained by comparing with experimental
results reported by other researchers are presented.

INTRODUCCIÓN
El comportamiento mecánico de elementos estructurales de concreto reforzadoes afectado por la formación de
grietas durante el proceso de carga. En muchas ocasiones se puede dar el caso en que la resistencia última de estos
miembros estructurales esté determinada por un mecanismo de colapso, inducido por la formación de una o varias
grietas, las cuales, en esta instancia ya han originado un daño considerable en el concreto reforzado (Oliver y otros,
2008). Por lo tanto,es de principal importancia disponer de herramientas numéricas capaces de reproducir
adecuadamente la formación y propagación del agrietamiento en sólidos de concreto reforzado durante su evolución
al colapso.

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Estudiante de Posgrado en Estructuras, Mecánica Aplicada, Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de
México, Circuito Interior, Ciudad Universitaria, Del. Coyoacán,México, D.F., C.P. 04510, Tel: (55) 562233600, Ext. 8352.
JGutierrezT@iingen.unam.mx.
Investigador, Mecánica Aplicada, Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito Interior,
Ciudad Universitaria, Del. Coyoacán, México, D.F., C.P. 04510, Tel: (55) 562233600, Ext. 8352.
GAyalaM@iingen.unam.mx.
Investigador, Mecánica Aplicada, Instituto de Ingeniería, Universidad NacionalAutónoma de México, Circuito Interior,
Ciudad Universitaria, Del. Coyoacán, México, D.F., C.P. 04510, Tel: (55) 562233600, Ext. 8352.
JRetamaV@iingen.unam.mx.

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XIX Congreso Nacional de Ingeniería Estructural

Puerto Vallarta, Jalisco, 2014

Usualmente el agrietamiento en materiales cuasi—frágiles, como el concreto, es modelado de forma distribuida, es
decir, el material agrietado es tratado...