Implementación de un modelo de fisura cohesiva en el método de los elementos finitos y su aplicación al análisis no lineal bidimensional de vigas de concreto

Resumen

Este artículo describe la implementación de un modelo bidimensional de fisura distribuida rotante en el marco del análisis no-lineal mediante el método de los elementos finitos, y su aplicación al comportamiento mecánico del concreto simple. En este trabajo se adapta la formulación general del modelo de fisura distribuida rotante para tres leyes de ablandamiento del concreto en modo I de fractura, considerando deformaciones infinitesimales, cargas estáticas y estado plano de esfuerzos o de deformaciones. Asimismo, se implementa un modelo constitutivo de fisuración distribuida y tres leyes de ablandamiento en lenguaje Fortran, dentro del programa a código abierto de análisis no-lineal por elementos finitos HYPLAS. El preproceso de mallado del dominio y el postproceso de presentación gráfica de los resultados se realiza con los programas GMSH o GiD. Finalmente, se simulan tres ensayos experimentales de vigas de concreto realizados por otros autores. La concentración de líneas de contorno del desplazamiento obtenidas en la simulación representan el patrón de fisuración en el sólido. Por otro lado, la relación entre la carga aplicada y el desplazamiento representativo en cada paso de análisis describe la respuesta mecánica de la viga. Otras entidades calculadas fueron la apertura de fisura y los esfuerzos principales en el sólido. Los resultados numéricos fueron satisfactorios en comparación con los ensayos experimentales.