ESTUDIO TEORICO-NUMERICO-EXPERIMENTAL DE LA FALLA DEL HORMIGON EN MODO MIXTO (CIUNT 26/E313)
THEORETICAL, NUMERICAL AND EXPERIMENTAL STUDY OF CONCRETE FAILURE IN MIXED MODE
Director: Mg. Ing. Gutierrez, Sergio Eduardo
Codirector: Dr. Ing. Sfer, Domingo
Periodo de Ejecución: Inicio 02/05/2005 – Finalización 01/05/2008
Resumen:
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El comportamiento de falla del hormigón es un tema de constante actualidad debido a su gran uso en elementos estructurales y estructuras, cuyo comportamiento involucra la seguridad de la sociedad y/o se halla asociado a importantes costos. Estas estructuras y elementos estructurales bajo cargas críticas incurren en la falla y por lo tanto es relevante conocer la respuesta de los mismos bajo esta condición. Tal es el caso de la estructura de centrales nucleares, depósitos radiactivos subterráneos y superficiales, estructuras pretensadas, bases marinas de extracción de petróleo “Off Shore”, etc.
En estos casos mencionados resulta de radical importancia poseer un conocimiento realista del comportamiento de falla y la posibilidad de poder caracterizarlo paramétricamente para su aplicación numérica computacional.
El estudio de la falla del hormigón se encuentra expresado en una extensa bibliografía que analiza los diferentes aspectos teóricos relativos a este estado. Básicamente se reconocen los siguientes modos de falla: Modo I (tracción), Modo II (corte), Modo III (corte perpendicular) y otros modos producto de la combinación de estos o aquellos más complejos propuestos por diversos autores. Aún existe una discusión abierta en torno a la existencia de los modos de corte y sus combinaciones.
No obstante, en la bibliografía no existen suficientes estudios experimentales que permitan definir y analizar el comportamiento de falla según estos modos combinados, esta falencia genera una necesidad imperiosa de llevar a cabo trabajos experimentales confiables en este campo de la ciencia.
En el presente proyecto se propone el desarrollo de un estudio experimental que provea información de relevancia con respecto al comportamiento de falla bajo un modo mixto corte-compresión, que constituye un caso que se presenta frecuentemente bajo estados multiaxiales.
A partir del estudio propuesto se persiguen dos objetivos fundamentales: en primer lugar observar, mensurar e interpretar el comportamiento de falla bajo el modo mixto corte-compresión y en segundo lugar caracterizar al material de acuerdo al comportamiento observado y compararlo además con sus parámetros de caracterización, tales como la resistencia a compresión, resistencia a tracción, etc.
Seguidamente, se pretende analizar los resultados experimentales con simulaciones numéricas computacionales, estudiar las diferencias existentes entre los diversos modelos constitutivos de hormigón, sus parámetros y caracterización en el ámbito de este rango de comportamiento.
Los resultados de este proyecto se podrán utilizar para una mejor comprensión de la falla del hormigón desde una visión mecánica que ha de permitir el desarrollo de modelos y formulaciones constitutivas más realistas y eficientes, y por otro lado caracterizar al material y poder calificar al mismo según este comportamiento.
Abstract:
Concrete failure behavior is a theme of constant interest due to the use of this material in structural elements and structures whose behavior affects safety and/or is associated to high cost. These structures and structural elements under critical loads have failure and, therefore, it is relevant to know their response in these conditions. This is the case of the structures in nuclear stations, on-surface and underground radioactive waste, prestressed structures, “Off Shore” oil maritime stations, etc.
In the cases mentioned it is highly important to have a real knowledge of failure behaviour and the possibility of being able to characterize it in a parametric way for a computational and numerical application. The study of concrete failure can be found in a wide bibliography that analizes the different theoretical aspects related to this state. Basically, the following failure modes are known: Mode I (opening mode), Mode II (sliding mode), Mode III (tearing mode) and other modes that are a combination of the ones mentioned before or those modes more complex proposed by different. There is still an open discussion about the existence of shear modes and their combinations.
Nevertheless, in the existing bibliography there are not enough experimental studies that can define and analyze failure behaviour according to these combined modes. Therefore, there is an urgent need of carrying out reliable experimental tests in this field of science.
In this project an experimental study that provides information about failure behaviour under a mixed shear-compression is proposed. This is a case frequently found under multiaxial stress states.
The main objectives of the study proposed are firstly: to observe, measure and evaluate failure behaviour under shear-compression mixed mode. Secondly, to characterize the material according to the behaviour observed and to compare it with its characterization parameters such as compression strength, tension strenght, etc.
Then, the experimental results are going to be analyzed with numerical-computational simulations. The existing differences among the different constitutive concrete models, their parameters and characterization in this behaviour range are going to be studied.
The results of this project are going to be used for a better understanding of concrete failure from a mechanical perspective which will allow the development of more realistic and efficient constitutive models and formulations. On the other hand, the material will be characterized and qualified according to this behaviour.
GRUPO DE INVESTIGACIÓN |
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| Apellido y Nombre | Rol | Horas | Lugar de trabajo |
| GUTIÉRREZ, Sergio Eduardo | Titular | 20 | UNT-FACET |
| ISLA CALDERON, Facundo Andrés | Becario | 10 | UNT-FACET |
| JACINTO, Abel Carlos | Investigador | 20 | UNT-FACET |
| SFER, Domingo | Investigador | 20 | UNT-FACET |
| SEGURA, Francisco Ramon | Investigador | 20 | UNT-FACET |
| TORIELLI, Daniel José | Colaborador | 10 | UNT-FACET-IEST |