Desarrollo de modelos constitutivos avanzados para análisis del comportamiento no lineal de materiales de construcción

Abstract

En este informe se describen algunos de los desarrollos recientes en modelos constitutivos avanzados para el comportamiento no lineal de materiales de construcción. El trabajo se centra especialmente en los modelos de simulación numérica del fenómeno de fisuración en hormigón estructural y otros geomateriales tales como la mampostería y la obra de fábrica. En la primera parte del informe se describen los enfoques principales para la simulación numérica de la fisuración a tracción en estructuras de hormigón: el de fisura discreta y el de fisura distribuida, para centrarse en el segundo. Dentro de éste, el informe describe en detalle un modelo escalar de daño continuo desarrollado en CIMNE. Este modelo de daño se basa en la partición del tensor de tensiones para poder capturar el comportamiento unilateral del hormigón al pasar de tracción a compresión y viceversa. El modelo propuesto adopta un formalismo basado en las deformaciones totales, lo cual aumenta su eficiencia algorítmica y lo hace especialmente apto para aplicaciones sísmicas y problemas de gran tamaño, tal como se muestra en las aplicaciones presentadas. En la última parte del informe se trata el tema de la localización de deformaciones y de daño y de la simulación numérica del colapso estructural. En esta parte se combina el modelo de daño distribuido presentado anteriormente con un algoritmo de rastreo de fisuras. La mejoría de las capacidades del modelo se hace patente en las aplicaciones mostradas y, especialmente, en el estudio de un arco semicircular de obra de fábrica con carga asimétrica, cuyos resultados son mucho más realistas que los que se obtienen con el modelo de daño distribuido en su forma original. El informe concluye con algunas observaciones sobre la utilidad de los modelos constitutivos avanzados y su aplicación por parte de los usuarios finales de programas comerciales o de propósito específico.