Evaluación del comportamiento inelástico en elementos de concreto reforzado con fibras cortas de acero sometidos a flexión: aplicación del método de fibras

Abstract

En este estudio se evalúa el comportamiento inelástico del concreto reforzado con fibras cortas de acero bajo condiciones de flexión, con el objetivo de entender su comportamiento y capacidad de disipación de energía. Se desarrolló un modelo constitutivo para simular la respuesta mecánica inelástica del material bajo cargas axiales, complementado por un análisis de momento-curvatura utilizando un enfoque de discretización por capas en secciones transversales. La metodología incluyó una validación experimental de los modelos teóricos mediante ensayos en elementos de concreto sometidos a flexión pura, permitiendo la comparación directa entre los resultados teóricos y experimentales. Los hallazgos indican que el método de fibras mejora significativamente la capacidad de modelar el comportamiento no lineal del concreto reforzado con fibras, ofreciendo predicciones más precisas en comparación con los métodos convencionales. Se observó un incremento notable en la ductilidad y en la absorción de energía del material, atribuido a la inclusión de las fibras de acero. Estos resultados resaltan la importancia de considerar las propiedades mecánicas y geométricas de las fibras en el diseño de mezclas de concreto reforzado para optimizar su rendimiento estructural (Texto tomado de la fuente).

This study evaluates the inelastic behavior of concrete reinforced with short steel fibers under bending conditions, to understand its strength and energy dissipation capacity. A constitutive model was developed to simulate the inelastic mechanical response of the material under axial loads, complemented by a moment-curvature analysis using a layered discretization approach in crosssections. The methodology included an experimental validation of the theoretical models employing tests on concrete elements subjected to pure bending, allowing direct comparison between theoretical and empirical results. The findings indicate that the fiber method significantly improves the ability to model the nonlinear behavior of fiber-reinforced concrete, providing more accurate predictions than conventional methods. A noticeable increase in the ductility and energy absorption of the material was observed, attributed to the inclusion of steel fibers. These results underline the importance of considering the mechanical and geometrical properties of fibers in the design of reinforced concrete mixtures to optimize their structural performance.