Análisis lineal con elementos finitos de pilotes de material compuesto rellenos con hormigón

Abstract

Los pilotes convencionales tradicionalmente se fabrican con materiales como madera, acero y hormigón. Estos pilotes presentan problemas de durabilidad cuando se instalan en ambientes marinos o agresivos. Algunos problemas que presentan incluyen disminución de la durabilidad del hormigón, corrosión del acero y ataque de micro organismos (termitas) a pilotes de madera. Se estima que se invierten alrededor de 1 billón de dólares anuales en la reparación de pilotes deteriorados. Se esta considerando un nuevo tipo de fundación profunda como pilotes compuestos por un tubo de polímero reforzados con fibra (FRP, por sus siglas en inglés) rellenos de hormigón sin refuerzo, los cuales son una alternativa para proyectos ubicados en ambientes agresivos ya que éstos son más resistentes que los materiales convencionales. Este artículo presenta predicciones analíticas de ensayos a compresión realizados a especimenes de pilotes compuestos elaborados con tubos de FRP disponible comercialmente. También se presentan predicciones de ensayos a compresión llevados a cabo con probetas de acero rellenas con hormigón para comparar las diferencias de comportamiento entre ellos. El núcleo de hormigón se analiza con el modelo de Drucker- Prager mientras que el FRP y acero de recubrimiento se modelaron con comportamiento elástico y elasto-plásticos respectivamente. Se observa que las curvas de carga en compresión vs. deformación predichas por los modelos numéricos se aproximan razonablemente bien a los resultados obtenidos en el laboratorio. Además se observa que el modelo de Drucker- Prager en ambos tipos de probetas capta adecuadamente la expansión volumétrica medida en los especimenes ensayados.

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