SEMINARIO INTERNACIONAL

Transcripción

1 SEMINARIO INTERNACIONAL Diseño y Durabilidad del Shotcrete LOGO EMPRESA Uso de fibra sintécca de alto desempeño en el cálculo de revescmiento de túneles uclizando FEA. Paolo Chioma Valenzuela Gerente Técnico

2 Objetivo Dar a conocer de forma general la aplicación de la herramienta ATENA (sotware FEA) para el cálculo de estructuras, la cual incorpora el hormigón reforzado con fibras sintéccas estructurales de alto desempeño como material alternacvo para la minoración o remplazo de cuanxas de acero en diferentes Cpos de estructuras.

3 POR QUE UTILIZAR FEA? El hormigón es un material diycil de modelar para el cálculo, porque: (1) Tiene diferente comportamiento en flexión y compresión (2) El HRF hoy es entendido como un material compuesto y cada día se sabe más sobre su comportamiento. (3) Después de superar su resistencia a la tracción del hormigón se genera la fisura Al producirse la fisura se genera una liberación de energía en la zona de falla Las fibras ayudan a incrementar esta energía

4 POR QUE UTILIZAR FEA? Para calcular la ventaja que entrega la incorporación de fibras en el incremento de la energía de fractura del hormigón es necesario una solución no lineal rígida, es decir à FEA Solo 3 sosware FEA pueden considerar la energía de la falla: SBeta, Diana and Atena No todos los FEA pueden calcular HRF!!

5 MODELAMIENTO DEL HORMIGÓN COMO MATERIAL (1) Diferente desempeño en compresión y tracción Superficie de Falla Ansys Diana Atena

6 MODELAMIENTO DEL HORMIGÓN COMO MATERIAL Resumen de modelos de material en el hormigón Lineal No lineal (Ansys) No lineal (Atena) Rankine/Von Mises Cervenka- Papanikolaou Mayor cancdad de parámetros à mayor precisión en el cálculo à solucion más económica

7 MODELAMIENTO DEL COMPORTAMIENTO DEL HRF CON ATENA Criterios uclizados para determinar la Curva Tensión Deformación del HRF

8 MODELAMIENTO DEL COMPORTAMIENTO DEL HRF CON ATENA Modelo del nuevo material: Energía de fractura modificada (MFE) negro: resultado de ensayo rojo : resultado numérico

9 MODELAMIENTO DEL COMPORTAMIENTO DEL HRF CON ATENA Ensayo de viga modelado con ATENA à encontrar la relación perfecta entre sigma-w Diferentes valores de Rigidización en Tracción Tracción Relación entre Re3 Rigidización en TS= 0.1 Re3= 60 TS= 0.2 Re3= 80 TS= 0.05 Re3= 45 plain concrete

10 COMO FUNCIONA? PROCESO PREVIO S1. geometría dada por el cliente S2. modelo 3D S3. modelo elemento finito Que preguntas debemos hacernos Q1: Geometría? Q2: Material? Hormigón, fibra, acero, tipo de suelo

11 COMO FUNCIONA? PROCESO PREVIO S4. Soporte S5. Cargas Preguntas Q3: Como influye el suelo Q4: que clase de esfuerzos o soporte de la estructura? actuaran sobre la estructura?

12 COMO FUNCIONA? Q1: Geometría? Es necesario conocer las formas y dimensiones de la estructura? SÍ! Q3: Soporte? Hay que preocuparse de manera importante por el soporte? SÍ! Q4: Cargas? Tenemos que pensar en una situación inesperada de carga? SÍ!

13 COMO FUNCIONA? Q4: Cargas? El cliente debe conocer todas las cargas que actúan sobre la estructura? NO! Tenemos que preocuparnos por las carga/ efecto inesperada si el cliente no nos dice o no sabe de estas? SÍ! Cargas y efectos: - cargas estáticas (carga pasiva, carga activa) - cargas dinámicas ( sismos, durante el montaje, transporte, etc) - efecto térmico (diferenciales de temperatura, fuego) - variación de humedad à retracción

14 COMO FUNCIONA? SE INGRESA TODA LA INFORMACIÓN QUE SE DISPONE Y SE CORRE EL PROGRAMA Resultado extraño problemas: - s1, s2, s3 están bien los parámetros de entrada? - Revisar!!!!!! Parece un buen resultado à continuar

15 COMO FUNCIONA? SIMULACION

16 COMO FUNCIONA? PROCESO POSTERIOR Que podemos mostrar al cliente después que se ha completado el proceso? Como trabajara su estructura para los efectos que hemos calculado! Podemos mostrar: Como lo podemos mostrar? esfuerzos, tensiones, deformación, dibujos, dibujos 3D, videos ancho de fisura, propagación de la fisura en el hormigón con y sin fibra Diagrama carga- deformación, eficiencia (ULS,SLS)

17 ENTREGA DE RESULTADOS DE ATENA Resultados Gráfica Carga - Deformación Interacción Fuerza Normal Momento Necesidad del cliente Carga Máxima Combinación Fuerza Normal Momento

18 Ejemplos de Aplicación FEA Túneles de Interconexión en Australia Remplazo de acero por 4,5 Kg/m3 de fibra sintécca estructural.

19 Ejemplos de Aplicación FEA Dovelas Prefabricadas para Piques y Túneles en Rusia y Turquía Soluciones - Remplazo total de armadura por 9 Kg/m3 de fibra sintécca estructural. - Solución mixta disminuyendo cuanxa de acero e incorporando 7 Kg/m3 de fibra sintécca estructural

20 Gracias por su atención!!