Estudio numérico computacional discreto del fenómeno de adherencia entre una matriz cementante y varillas corrugadas de acero: un acercamiento desde la meso-escala

Arana Luzcando, Omar Eduardo

2019-03-29T19:17:02Z

Arana Luzcando, O. E. (2019). Estudio numérico computacional discreto del fenómeno de adherencia entre una matriz cementante y varillas corrugadas de acero: un acercamiento desde la meso-escala. 107 hojas. Quito : EPN.
T-IC/0939/CD 9605

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Ávila Vega, Carlos Fabián, director

The purpose of this project is to develop a discrete computational numerical model that better approximate the mechanical response of reinforced concrete by: (1) an assembly of polydisperse spherical particles (aggregate), represented on the basis of a discrete model, which interact with each other low contact potentials (Hertz), friction (Coulomb-friction-law), (2) Cement matrix represented by a cohesion model (Johnson-Kendall-Roberts Model), and (3) corrugated bars represented by a solid interface (reinforced bar) that reproduces true corrugated geometry and interacts with particles (aggregates) through contact and cohesion potentials to define the matrix-reinforcement interaction, all based on fundamental concepts of the Discrete Element Method technology.The discrete element technology is implemented by LIGGGHTS, which is the software that was used to perform the modeling and simulations process. Another aspect that should be considered is the Hertz contact model and the Johnson Kendall Roberts cohesive model, which are used by the LIGGGHTS software.This model has the potential to generate a better understanding of the physics that governs the phenomenon of adhesion (concrete-reinforcement) because it allows to explore how the interaction forces between matrix and reinforced bars are distributed along the bar as a result of this phenomenon.

En este proyecto se propone desarrollar un modelo numérico computacional discreto que responde al comportamiento del hormigón armado mediante: (1) un ensamble de partículas esféricas polidispersas (agregado), representadas sobre la base de un modelo discreto, que interactúan entre sí bajo potenciales de contacto (Hertz), fricción (Coulomb-friction-law), (2) matriz cementante representada por un modelo de cohesión (Johnson-Kendall-Roberts Model), (3) varillas corrugadas representadas por una interfaz sólida (acero de refuerzo) que reproduce geometría real de corrugados y que interactúan con las partículas (agregados) mediante potenciales de contacto y cohesión para definir la interacción matriz-refuerzo, todo esto a partir de conceptos fundamentales de la tecnología del Método de Elemento Discreto.La tecnología del elemento discreto es implementada por LIGGGHTS, que es el software que se utilizará para realizar las simulaciones y modelamientos respectivos. Otro aspecto que se debe considerar es el modelo de contacto de Hertz y el modelo cohesivo Johnson Kendall Roberts, que son utilizados por el software LIGGGHTS. Este modelo tiene el potencial de generar un mejor entendimiento de la física que gobierna el fenómeno de adherencia porque permite explorar la manera como las fuerzas de interacción (matriz-acero) se distribuyen a lo largo de la varilla como resultado de este fenómeno.

MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN; MÉTODOS NUMÉRICOS;