Un estudio recientepublicadoenIngenieríaha presentado un novedoso modelo de tensión-deformación orientado al análisis que promete mejorar la forma en que los ingenieros entienden y diseñan con hormigón de ultra alto rendimiento (UHPC) confinado por polímeros reforzados con fibra (FRP).Este avance en la investigación concreta, dirigido por S.S. Zhang, J.J.Wang, Guan Lin y X.F.Nie, proporciona una visión más profunda del comportamiento compresivo del UHPC confinado en FRP, abordando una brecha crítica en los modelos de ingeniería estructural actuales.

UHPC ha ganado prominencia en la construcción moderna debido a su excepcional resistencia y durabilidad.Sin embargo, comprender su comportamiento cuando está confinado con materiales FRP sigue siendo un desafío complejo.Los modelos tradicionales han abordado con éxito las relaciones tensión-deformación para el concreto de resistencia normal (NSC) confinado por FRP, pero estos modelos se quedan cortos cuando se aplican a UHPC.

El estudio, realizado por investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong y la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur, buscó cerrar esta brecha investigando los mecanismos de falla de UHPC bajo compresión concéntrica y desarrollando un modelo refinado orientado al análisis.

Los investigadores realizaron una serie de experimentos para examinar cómo se comporta el UHPC bajo compresión concéntrica cuando está confinado por FRP.Sus hallazgos revelaron que el supuesto de independencia de la ruta de estrés comúnmente utilizado, que se aplica bien a NSC confinado en FRP, no es válido para UHPC.Esta discrepancia llevó al equipo a repensar y modificar los modelos existentes para representar mejor el comportamiento del UHPC confinado en FRP.

Una de las principales revelaciones fue que la formación de grietas diagonales importantes en el UHPC confinado en FRP dio como resultado una expansión lateral no uniforme.Este fenómeno provocó una disminución en la presión de confinamiento efectiva del FRP al UHPC, desafiando la aplicabilidad de los supuestos de independencia de la ruta de estrés utilizados para NSC.

Para abordar estos problemas, los investigadores desarrollaron un nuevo modelo que incorpora la influencia de la dependencia del camino del estrés.Al ajustar la presión de confinamiento e incluir una nueva ecuación para la brecha de presión de confinamiento, el equipo tuvo en cuenta con éxito este factor en su modelo orientado al análisis.

El modelo propuesto se probó rigurosamente utilizando una base de datos completa de los resultados de las pruebas recopilados.El proceso de validación demostró que el nuevo modelo predijo con precisión el comportamiento tensión-deformación del UHPC confinado en FRP.Esta precisión marca una mejora significativa con respecto a los modelos anteriores y ofrece a los ingenieros una herramienta más confiable para diseñar y analizar estructuras UHPC.

Este estudio representa un gran paso adelante en el campo de la ingeniería estructural y la ciencia del hormigón.La introducción de un modelo orientado al análisis que considera la dependencia de la ruta de tensión proporciona una comprensión más matizada del comportamiento compresivo de UHPC.Este avance no sólo mejora el diseño y la seguridad de las estructuras que incorporan UHPC sino que también abre nuevas vías para futuras investigaciones.

La capacidad de predecir con precisión lacomportamientode UHPC confinado en FRP tendráimplicaciones profundaspara elindustria de la construcción, lo que podría conducir a diseños más eficientes y seguros para una variedad de aplicaciones estructurales.Los investigadores e ingenieros ahora pueden aprovechar estos conocimientos para mejorar el rendimiento y la longevidad de las estructuras UHPC, impulsando la innovación en la tecnología del hormigón.

Esta investigación proporciona unaherramienta valiosapara ingenieros e investigadores que trabajan con UHPC.A medida que la industria de la construcción continúa evolucionando, este nuevomodelopromete desempeñar un papel crucial en la configuración del futuro de las aplicaciones de hormigón de alto rendimiento.

Más información:S.S. Zhang et al, Modelos de tensión y deformación orientados al análisis para concreto de ultra alto rendimiento confinado con polímero reforzado con fibra,Ingeniería(2024).DOI: 10.1016/j.eng.2024.08.002

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