Modelación con elementos finitos del agrietamiento en el hormigón por corrosión localizada en la armadura Finite element modeling of cracking in concrete due to localized corrosion in the reinforcement
En base a estudios con elemento finito, en el presente trabajo se obtiene un modelo capaz de predecir la cantidad de acero corroído (rcrit) en la armadura necesaria para que aparezca la primera grieta visible en la superficie del recubrimiento del hormigón. Para el análisis con elemento finito se ut...
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|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Pontificia Universidad Católica de Chile
2007-04-01
|
| Series: | Revista Ingeniería de Construcción |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-50732007000100004 |
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| _version_ | 1832544706717810688 |
|---|---|
| author | J Castorena J.L. Pérez A Borunda C Gaona A Torres-Acosta I Velázquez A Martínez F Almeraya |
| author_facet | J Castorena J.L. Pérez A Borunda C Gaona A Torres-Acosta I Velázquez A Martínez F Almeraya |
| author_sort | J Castorena |
| collection | DOAJ |
| description | En base a estudios con elemento finito, en el presente trabajo se obtiene un modelo capaz de predecir la cantidad de acero corroído (rcrit) en la armadura necesaria para que aparezca la primera grieta visible en la superficie del recubrimiento del hormigón. Para el análisis con elemento finito se utiliza el software ANSYS, el cual dispone del elemento SOLID65, con el que es posible modelar el hormigón simple, ya que tiene la capacidad de sufrir aplastamiento en compresión y agrietarse a tracción. El caso de la capa de óxido es modelado mediante elementos de contacto CONTA174, y la armadura con SOLID65, pero sin las opciones de aplastamiento y agrietamiento. El modelo obtenido está en función del recubrimiento libre, diámetro del refuerzo, tipo de hormigón y la longitud corroída, denominada ésta longitud anódica. Los resultados muestran la gran influencia que tiene la corrosión localizada (longitud anódica pequeña-longitud catódica grande) sobre el cálculo de rcrit, y que dicho efecto sólo es posible analizarlo de manera tridimensional. Así mismo, se muestra la eficiencia de utilizar los elementos de contacto CONTA174 para representar el crecimiento de óxidos. El modelo obtenido explica en un 92% el fenómeno y se compara con resultados experimentales encontrados en la literatura<br>Based on studies with finite element method, a model able to predict the quantity of steel corrosion (rcrit) necessary for the first visible crack appearance in the surface of the concrete cover was obtained. For the finite element analysis the software ANSYS was used, which has the element SOLID65, with which is possible to model plain concrete, since has the capacity to show crushing in compression and to cracking in tension. The case of the oxide layer is modeled by means of contact elements CONTA174 and the steel with SOLID65, but without the crushing and cracking options. The obtained model is in function of the free cover, diameter of the reinforcement, and concrete type and the longitude of corrosion, known as anodic longitude. The results show the great influence that has the localized corrosion (small-size anode vs large-size cathode) on the prediction of rcrit, and that effect is only possible to analyze it in a three-dimensional way. Likewise, the efficiency of using the contact elements CONTA174 to represent the growth of oxide is shown. The obtained model explains in 92% the phenomenon and which is compared with experimental results found in literature |
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| institution | Kabale University |
| issn | 0718-5073 |
| language | English |
| publishDate | 2007-04-01 |
| publisher | Pontificia Universidad Católica de Chile |
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| series | Revista Ingeniería de Construcción |
| spelling | doaj-art-a9ba89e4213044cd91cb5f11cbc35a5f2025-02-03T10:06:02ZengPontificia Universidad Católica de ChileRevista Ingeniería de Construcción0718-50732007-04-012213542Modelación con elementos finitos del agrietamiento en el hormigón por corrosión localizada en la armadura Finite element modeling of cracking in concrete due to localized corrosion in the reinforcementJ CastorenaJ.L. PérezA BorundaC GaonaA Torres-AcostaI VelázquezA MartínezF AlmerayaEn base a estudios con elemento finito, en el presente trabajo se obtiene un modelo capaz de predecir la cantidad de acero corroído (rcrit) en la armadura necesaria para que aparezca la primera grieta visible en la superficie del recubrimiento del hormigón. Para el análisis con elemento finito se utiliza el software ANSYS, el cual dispone del elemento SOLID65, con el que es posible modelar el hormigón simple, ya que tiene la capacidad de sufrir aplastamiento en compresión y agrietarse a tracción. El caso de la capa de óxido es modelado mediante elementos de contacto CONTA174, y la armadura con SOLID65, pero sin las opciones de aplastamiento y agrietamiento. El modelo obtenido está en función del recubrimiento libre, diámetro del refuerzo, tipo de hormigón y la longitud corroída, denominada ésta longitud anódica. Los resultados muestran la gran influencia que tiene la corrosión localizada (longitud anódica pequeña-longitud catódica grande) sobre el cálculo de rcrit, y que dicho efecto sólo es posible analizarlo de manera tridimensional. Así mismo, se muestra la eficiencia de utilizar los elementos de contacto CONTA174 para representar el crecimiento de óxidos. El modelo obtenido explica en un 92% el fenómeno y se compara con resultados experimentales encontrados en la literatura<br>Based on studies with finite element method, a model able to predict the quantity of steel corrosion (rcrit) necessary for the first visible crack appearance in the surface of the concrete cover was obtained. For the finite element analysis the software ANSYS was used, which has the element SOLID65, with which is possible to model plain concrete, since has the capacity to show crushing in compression and to cracking in tension. The case of the oxide layer is modeled by means of contact elements CONTA174 and the steel with SOLID65, but without the crushing and cracking options. The obtained model is in function of the free cover, diameter of the reinforcement, and concrete type and the longitude of corrosion, known as anodic longitude. The results show the great influence that has the localized corrosion (small-size anode vs large-size cathode) on the prediction of rcrit, and that effect is only possible to analyze it in a three-dimensional way. Likewise, the efficiency of using the contact elements CONTA174 to represent the growth of oxide is shown. The obtained model explains in 92% the phenomenon and which is compared with experimental results found in literaturehttp://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-50732007000100004Elemento finitohormigónagrietamientocorrosióncorrosión localizadaFinite elementconcretecrackingcorrosionlocalized corrosion |
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