Un Modelo de Filamentos para Vigas-Columnas de Concreto con Daño Isotrópico-Edición Única

Abstract

Se presenta el desarrollo de un elemento viga de dos nodos no hermitiano, con campos de desplazamiento ligados a las rotaciones. La sección transversal de la viga se discretiza con filamentos, para manejar relaciones en una dimensión sencillas que permitan modelar la resistencia a la flexión y fuerza axial. La discretización del elemento con filamentos permite hacer uso de un modelo de material muy simple, basado en la teoría de daño elástico. Primero se desarrolla el elemento viga en base a una formulación mixta a partir de las ecuaciones de residuos pesados donde los esfuerzos se aproximan independientemente de los desplazamientos. Las formas de interpolación se proponen lineales para las fuerzas, y se consideran campos de desplazamiento ligados con las rotaciones para ganar precisión en la estimación de esta cantidad. La sección transversal se discretiza luego empleando el concepto de filamentos, que consiste en considerar que la sección transversal del elemento está formada por un número determinado de filamentos, que solo están relacionados entre sí por la hipótesis de que una sección plana y normal al eje del elemento antes de la deformación, permanece plana después de la deformación. Una de las principales características de los filamentos es que la única deformación que pueden sufrir es axialmente, lo que permite utilizar relaciones en una dimensión sencillas para modelar la resistencia a la flexión y fuerza axial. La discretización del elemento con filamentos permite hacer uso de un modelo de material muy simple, basado en la teoría de daño elástico, mediante la cual, la degradación en el material se evalúa a través de una variable de daño interna, d, la cual puede tener valores desde O cuando no hay daño, hasta 1 cuando el material está completamente degradado. Para el acero de refuerzo se utiliza un modelo de material elasto-plástico. Se presentan resultados de validación para la viga a nivel sistema, y también una serie de pruebas con vigas de concreto reforzado. Los resultados obtenidos con este modelo se comparan con los obtenidos con otro modelo anterior y con valores experimentales.