Numerical modelling of the fracture process in reinforced concrete by means of a continuum strong discontinuity approach. Part II: application to shear panels

Simulación numérica del proceso de fractura en concreto reforzado mediante la metodología de discontinuidades fuertes de continuo. Parte II: Aplicación a páneles sometidos a cortante

The numerical simulation results of the fracture process in reinforced concrete shear panels are presented in this work. The simulation used a model based on the continuum strong discontinuity approach (CSDA) and mixing theory. CSDA describes strain localization and formation of discontinuity associated with the appearance of a crack. On the other hand, mixing theory represents composite material behaviour which is formed by a simple concrete matrix and one or two bundles of long reinforcement bars. The behaviour of simple concrete and steel is represented by a two dimensional damage model and one-dimensional plasticity model, respectively. The model has been implemented in the finite element method which considers plane stress, infinitesimal strain and static loads. Three panels are simulated, reinforced in one or two ways; they are mainly subjected to shear forces. The numerical simulation results as well as structural response and cracking patterns were satisfactory.

En este trabajo se presentan los resultados de la simulación numérica del proceso de fractura en páneles de concreto reforzado sometidos a cortante, utilizando un modelo basado en la metodología de discontinuidades fuertes de continuo (CSDA) y la teoría de mezclas. La CSDA describe la localización de la deformación y la formación de una discontinuidad asociada con la aparición de una fisura. En cambio, la teoría de mezclas representa el comportamiento de un material compuesto, constituido por una matriz de concreto simple y uno o dos paquetes de barras largas de acero de refuerzo. El comportamiento del concreto simple y el acero se representan mediante un modelo de daño bidimensional y un modelo de plasticidad unidimensional, respectivamente. El modelo se implementa en el método de los elementos finitos considerando estado plano de esfuerzos, deformaciones infinitesimales y cargas estáticas. Se simularon tres páneles reforzados en una o en dos direcciones, los cuales estaban y sometidos principalmente a fuerzas cortantes. Los resultados de la simulación numérica, como la respuesta estructural y el patrón de fisuración, fueron satisfactorios.