Comportamiento mecánico de tubos de material compuesto rellenos de hormigón bajo carga axial en compresión

Abstract

Los tubos de polímero fibro-reforzado (FRP) rellenos de hormigón constituyen una alternativa eficiente para la construcción de elementos de soporte estructural. Para ser utilizados con un nivel adecuado de confianza, estos elementos requieren un modelo preciso de su respuesta mecánica. Sin embargo, la mayoría de los modelos disponibles para este fin aun son limitados. En esta tesis se implementa un modelo no lineal de elementos finitos para el estudio del hormigón confinado con tubos de FRP bajo carga axial en compresión. Los resultados de este modelo se verifican con los obtenidos en un programa experimental que fue ejecutado para el estudio del comportamiento mecánico de este sistema y de sus componentes. Utilizando una geometría simplificada y la calibración experimental de relaciones constitutivas convencionales, el modelo propuesto permitió predecir con precisión la respuesta fuerza vs. deformación, superando algunas deficiencias para la captura de la respuesta volumétrica que presentan varios modelos previos.

Concrete filled fiber reinforced polymer (FRP) tubes are an efficient alternative to be used as structural elements. To utilize them with a suitable level of confidence, a precise tool to predict their mechanical response is required. However, the majority of the models available for this purpose are limited. In this dissertation a non-linear finite element model is implemented to predict the response of concrete filled FRP tubes under axial compression load. The results of this model are compared with those obtained from the experimental program for the study of this system and its constituents. With a simple geometry and the experimental calibration of conventional constitutive models, the proposed model allows to predict adequately the Force vs. Strain response, overcoming deficiencies observed in other models for the representation of the volumetric response.