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Papers by Gelacio Luna

Research paper thumbnail of Estudio De Vibración en Losas De Vigueta y Bovedilla Debida Al Caminar De Personas

En este trabajo se evalua un metodo analitico para calcular la frecuencia natural fundamental y l... more En este trabajo se evalua un metodo analitico para calcular la frecuencia natural fundamental y la pseudo-aceleracion de losas de vigueta y bovedilla prefabricada. La frecuencia natural por vibracion libre y la pseudo-aceleracion por vibracion forzada debida al caminar de personas. Se realiza un estudio experimental y uno numerico de dos especimenes para obtener sus respuestas dinamicas. Se comparan las pruebas experimentales con soluciones analiticas y numericas. Uno de los especimenes se probo en laboratorio y el otro en un edificio de mamposteria confinada destinado a vivienda. De la evaluacion realizada se observa que las soluciones tanto analiticas como numericas en la obtencion de la frecuencia natural fundamental son adecuadas. Sin embargo, la aceleracion maxima calculada debida al caminar de personas difiere entre cada aproximacion. Por lo que es necesario utilizar una carga dinamica representativa para modelar adecuadamente el caminar de personas.

Research paper thumbnail of Criterios de falla para modelado de elementos de concreto sin refuerzo

Se formulan e implantan modelos de dano con distintas normas de falla para modelar elementos estr... more Se formulan e implantan modelos de dano con distintas normas de falla para modelar elementos estructurales en su evolucion al colapso. La formulacion de los modelos de dano con superficie de falla solo tension y solo cortante se de sarrollo a partir de un modelo de dano isotropico igual tension-compresion. Estos modelos constitutivos se implantaron en subrutinas programadas en Fortran. Se presentan ejemplos numericos que validan los modelos de dano formulados para modelar elementos al colapso.

Research paper thumbnail of Simulación Del Colapso en Túneles Dovelados Mediante La Formación De Articulaciones en Vigas

The collapse mechanism in segmental tunnels is studied by the finite element method. The tunnels ... more The collapse mechanism in segmental tunnels is studied by the finite element method. The tunnels were discretized with beam finite elements, longitudinal and rotational springs, the last have the capability to simulate the development of hinges and the longitudinal joints behavior, considering a moment-rotation constitutive behavior of concrete segments. In the supports, elastic axial springs were placed representing the soil stiffness. The tunnel collapse is attributed to the displacements caused by the ovalization of the ring, interrupting the normal forces transmission between the concrete segments. The computed numerical solutions for three tunnels were compared with those reported in the literature, showing relative differences of 2.30 % and 1.82 % in the displacements and in the bending moments, respectively, attributed to the modeling strategies, concluding that the finite used elements in this paper provide acceptable results.

Research paper thumbnail of Elementos finitos con discontinuidades interiores mejorados para simular el daño en sólidos

Finite elements with embedded discontinuities with a new definition of traction vector, dependent... more Finite elements with embedded discontinuities with a new definition of traction vector, dependent on the discontinuity length and the angle, are developed and implemented. An analysis of the principal features of finite elements with embedded discontinuities was performed; particularly two families of this kind of elements: 1) kinematically optimal symmetric and 2) statically and kinematically optimal non-symmetric. The analysed features are the variational formulation, damage model and how the discontinuity is introduced. It is shown that kinematics and equilibrium are satisfied, without the problem of fictitious tractions as stated in the literature. To show the validity of this symmetric formulation, representative numerical examples illustrating the performance of the proposed formulation are presented. The results show that the proposed formulation provides congruent results whit the energy required to create a discontinuity, without overestimate or underestimate this energy as...

Research paper thumbnail of Propuesta de actualización de los coeficientes de diseño de las NTCC-04 para losas rectangulares

En este articulo se proponen coeficientes de momentos para el diseno de losas rectangulares de co... more En este articulo se proponen coeficientes de momentos para el diseno de losas rectangulares de concreto reforzado, calculados mediante la mecanica computacional. Se estudian siete tipos de paneles apoyados en dos direcciones, los cuales se modelaron como colados monoliticamente y no monoliticamente con sus apoyos, considerando que los paneles estan apoyados en sus bordes sobre vigas principales o sobre muros de mamposteria con nada. La relacion del lado corto entre el lado largo de los paneles se vario de 0.5 a 1 con incrementos de 0.1. Los coeficientes numericos calculados se comparan con los coeficientes actualmente recomendados por las Normas Tecnicas Complementarias para el Analisis y Diseno de Estructuras de Concreto del Reglamento de Construcciones del Distrito Federal de 2004 y con los recomendados para el Eurocodigo de 1992. Se demuestra que en el 50% de los casos estudiados, los coeficientes de diseno recomendados actualmente estan subestimados, por lo que se recomienda act...

Research paper thumbnail of Failure of RC Slabs Modelled Using an Embedded Discontinuity Approach

This paper investigates the collapse evolution process of reinforced concrete (RC) slabs subject ... more This paper investigates the collapse evolution process of reinforced concrete (RC) slabs subject to vertical loading. For the numerical model, concrete was discretized with hexahedral finite elements with embedded discontinuities with three degrees of freedom per node. Steel reinforcement was represented by 3D Bar elements, with also three degrees of freedom per node. Perfect bonding between steel bars and concrete was throughout assumed, as the failure of this type of slabs occurs mainly on flexure without evidence of debonding.

Research paper thumbnail of Updating of Bending Moment Design Coefficients for RC Slabs

Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Civil Engineering

Research paper thumbnail of Methods for the vibration analysis of reinforced concrete precast one-way joist slab floor systems under human walking

Journal of Building Engineering

Research paper thumbnail of Closed form solutions for the strain localization problem in a softening bar under tension with the continuum damage and the embedded discontinuity kinematics

Research paper thumbnail of Closed form solutions of the material failure process as hinges of beams by the embedded discontinuity model

Research paper thumbnail of Evaluación De La Flexibilidad Elástica De Sistemas De Piso Utilizados en Edificios Urbanos

Revista de Ingeniería Sísmica

Se presenta un estudio analítico en el intervalo elástico lineal, que evalúa el comportamiento de... more Se presenta un estudio analítico en el intervalo elástico lineal, que evalúa el comportamiento de diafragma de los sistemas de piso más ampliamente utilizados en edificación urbana en México: losa perimetralmente apoyada, vigueta y bovedilla, losacero y losa reticular aligerada con casetones de fibra de vidrio o bloques de espuma de poliestireno, así como su clasificación de acuerdo a criterios basados en desplazamientos y fuerzas. En la investigación se consideraron dos factores identificados en estudios previos que favorecen la potencial flexibilidad del diafragma: a) la relación de aspecto de la planta del edificio y, b) la rigidez del sistema de piso.Para evaluar la potencial condición de flexibilidad de diafragma de los sistemas de piso, para cada sistema de piso y relación de aspecto de la planta en estudio, se realizaron análisis elásticos ante carga lateral uniformemente distribuida en el sistema de piso en modelos detallados de elementos finitos empleando el programa Ansys....

Research paper thumbnail of Formulación De Elementos Finitos Viga-Columna Con Discontinuidades Embebidas Para Modelar Daño en Elementos Prismáticos De Concreto Reforzado

Revista de Ingeniería Sísmica

Se formulan elementos finitos viga-columna con discontinuidades interiores para modelar el desarr... more Se formulan elementos finitos viga-columna con discontinuidades interiores para modelar el desarrollo de articulaciones. En estos elementos, el daño se modela como el desarrollo de rótulas, dislocaciones transversales y discontinuidades axiales. Estos elementos finitos utilizan modelos constitutivos para considerar la capacidad de momento, fuerza cortante y fuerza axial, basados en la mecánica del daño y en pruebas experimentales reportadas en la literatura, las cuales incluyen el comportamiento constitutivo del concreto con acero de refuerzo. Para mostrar la capacidad de modelar el daño de los elementos finitos desarrollados, se presentan ejemplos numéricos de vigas y marcos de concreto reforzados sujetos a cargas que inducen daño. En estos ejemplos numéricos, las curvas de la carga contra el desplazamiento calculadas son congruentes con las reportadas en la literatura.

Research paper thumbnail of Formulation of a thick beam-column element with embedded discontinues for modelling hinges in simple and double-lined tunnels

Tunnelling and Underground Space Technology

Research paper thumbnail of FE Modeling of Circular, Elliptic, and Triangular Isolated Slabs With a Continuous Damage Model

Frontiers in Built Environment

The non-linear behavior of reinforced concrete circular, elliptic, and triangular isolated slabs ... more The non-linear behavior of reinforced concrete circular, elliptic, and triangular isolated slabs was studied using computational mechanics. Concrete was modeled with a damage model which includes softening, while the behavior of the reinforcing steel was modeled with a 1D bilinear plasticity model. The constitutive models and the finite element method were validated by comparing the computed numerical results with the experimental results of a rectangular slab reported in the scientific literature. The coefficient method is proposed for its simplicity to calculate design bending moments in slabs with circular, elliptic, and triangular geometries. These coefficients were computed from the FE analysis. The layout of steel reinforcement is proposed, particularly lengths of zones for positive and negative moments, respectively. The crack paths are showed, which are depending on the boundary conditions, acting loads, and geometry of the slabs.

Research paper thumbnail of Modelling of Diagonal Compression Masonry Wallets by Finite Elements with Embedded Discontinuities

Proceedings of the 5th International Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering (COMPDYN 2015), 2015

This paper investigates the behaviour of small square masonry subassembly, wallets, subject to ax... more This paper investigates the behaviour of small square masonry subassembly, wallets, subject to axial compression, involving their crack pattern and the shear stress-shear strain curves. Masonry and mortar were discretized with quadrilateral finite elements with embedded discontinuities, which have three degrees of freedom per node. The constitutive behaviours of blocks, bricks and mortar consider the softening deformation after reaching a failure surface. The numerical modelling of experimental tests for combined masonry wallets were performed in the Finite Element Analysis Program (FEAP). The computed shear stressshear strain curves with finite elements with embedded discontinuities showed a fairly good agreement in terms of the initial stiffness, strength, ultimate load and dissipative behaviour; also, the computed cracking patter is congruent with the experimental one.

Research paper thumbnail of Análisis numérico de trabes acarteladas de concreto reforzado

ABSTRACT Se presenta un estudio numérico de trabes acarteladas de concreto reforzado simplemente ... more ABSTRACT Se presenta un estudio numérico de trabes acarteladas de concreto reforzado simplemente apoyadas sujetas a carga estática y diseñadas para presentar una falla por cortante. Se elaboraron modelos simplificados empleando el programa SAP2000 en los que se modela indirectamente el acero de refuerzo. Posteriormente, se desarrollaron modelos más elaborados de análisis no lineal en el programa ANSYS en que se considera la distribución real del acero de refuerzo longitudinal y transversal. Para modelar elementos de concreto reforzado, el comportamiento constitutivo del concreto considera el ablandamiento por deformación mediante una superficie de daño con diferente umbral en tensión que en compresión, mientras que el endurecimiento del acero de refuerzo se modela con una superficie de plasticidad de von Mises. Se considera adherencia perfecta entre ambos materiales. De los modelos numéricos desarrollados tanto en SAP2000 como en ANSYS, se obtuvieron las curvas cortante-deflexión correspondientes al centro del claro, y en el caso de los modelos de elementos finitos desarrollados en ANSYS se obtuvieron también las trayectorias de agrietamiento asociados a diferentes intensidades de carga. De los resultados obtenidos y las comparaciones con los resultados experimentales, se concluye que, empleando tanto modelos simplificados como más elaborados de los elementos estructurales estudiados, es posible reproducir de manera aceptable su comportamiento estructural a cortante. Abstract The results of a numerical study of eight simply supported reinforced concrete haunched beams designed to develop a shear failure under static loading are presented and discussed in this paper. Simplified models in which the participation of the longitudinal steel reinforcement and stirrups is indirectly included were developed using SAP2000 software. Also, finite element models were developed using ANSYS software in which longitudinal steel reinforcement and stirrups were included as built. Softening of concrete due to deformation is taking into account in the selected constitutive models using a failure surface with different peak compressive and tension stresses. Strain hardening of steel reinforcement was considered using the von Mises yield criterion. Perfect bond between materials was assumed. From the numerical models, shear-displacement curves for a specific section located at the mid span of the beams were obtained. Also, from the finite element models developed in ANSYS, crack patterns associated to different loads levels were obtained. From the results obtained and the comparison with experimental results, it is possible to conclude that using both simplified and detailed finite element models for the haunched beams, it is possible to reasonably reproduce their structural behavior in shear.

Research paper thumbnail of Análisis numérico de trabes acarteladas de concreto reforzado diseñadas para presentar una falla por cortante

ABSTRACT Se presenta un estudio numérico de trabes acarteladas de concreto reforzado simplemente ... more ABSTRACT Se presenta un estudio numérico de trabes acarteladas de concreto reforzado simplemente apoyadas sujetas a carga estática y diseñadas para presentar una falla por cortante. Se elaboraron modelos simplificados empleando el programa SAP2000 en los que se modela indirectamente el acero de refuerzo. Posteriormente, se desarrollaron modelos más elaborados de análisis no lineal en el programa ANSYS en que se considera la distribución real del acero de refuerzo longitudinal y transversal. Para modelar elementos de concreto reforzado, el comportamiento constitutivo del concreto considera el ablandamiento por deformación mediante una superficie de daño con diferente umbral en tensión que en compresión, mientras que el endurecimiento del acero de refuerzo se modela con una superficie de plasticidad de von Mises. Se considera adherencia perfecta entre ambos materiales. De los modelos numéricos desarrollados tanto en SAP2000 como en ANSYS, se obtuvieron las curvas cortante-deflexión correspondientes al centro del claro, y en el caso de los modelos de elementos finitos desarrollados en ANSYS se obtuvieron también las trayectorias de agrietamiento asociados a diferentes intensidades de carga. De los resultados obtenidos y las comparaciones con los resultados experimentales, se concluye que, empleando tanto modelos simplificados como más elaborados de los elementos estructurales estudiados, es posible reproducir de manera aceptable su comportamiento estructural a cortante. Abstract The results of a numerical study of eight simply supported reinforced concrete haunched beams designed to develop a shear failure under static loading are presented and discussed in this paper. Simplified models in which the participation of the longitudinal steel reinforcement and stirrups is indirectly included were developed using SAP2000 software. Also, finite element models were developed using ANSYS software in which longitudinal steel reinforcement and stirrups were included as built. Softening of concrete due to deformation is taking into account in the selected constitutive models using a failure surface with different peak compressive and tension stresses. Strain hardening of steel reinforcement was considered using the von Mises yield criterion. Perfect bond between materials was assumed. From the numerical models, shear-displacement curves for a specific section located at the mid span of the beams were obtained. Also, from the finite element models developed in ANSYS, crack patterns associated to different loads levels were obtained. From the results obtained and the comparison with experimental results, it is possible to conclude that using both simplified and detailed finite element models for the haunched beams, it is possible to reasonably reproduce their structural behavior in shear.

Research paper thumbnail of Nonlinear finite element modeling of reinforced concrete haunched beams designed to develop a shear failure

Engineering Structures, 2015

Research paper thumbnail of Aplicación De La Mecánica De Fractura a Problemas De La Geotecnia

Research paper thumbnail of Un modelo de daño para simular la evolución al colapso de elementos de concreto

investigación y desarrollo 19 concreto y cemento. VOL. 3 Núm. 2 UN MODELO DE DAÑO PARA SIMULAR LA... more investigación y desarrollo 19 concreto y cemento. VOL. 3 Núm. 2 UN MODELO DE DAÑO PARA SIMULAR LA EVOLUCIÓN AL COLAPSO DE ELEMENTOS DE CONCRETO RESUMEN En este artículo se formula, implementa y valida un modelo constitutivo, con superficie de daño diferente en tensión y compresión, para elementos de concreto simple y reforzado sometidos a acciones que inducen su colapso. Para modelar elementos de concreto reforzado, el comportamiento constitutivo del concreto considera el ablandamiento por deformación mediante una superficie de daño, mientras que el endurecimiento del acero de refuerzo con una superficie de plasticidad de Von Mises. Se considera adherencia perfecta entre ambos materiales. El modelo desarrollado no presenta el problema de atoramiento de esfuerzos, como sucede con el modelo de agrietamiento distribuido, garantizando una adecuada liberación de energía al fallar el material. Se presentan ejemplos numéricos que muestran la validez del modelo de daño formulado para predecir elementos al colapso. Palabras clave: Colapso, modelo de daño, superficie de daño, comportamiento constitutivo, degradación del material, ablandamiento.

Research paper thumbnail of Estudio De Vibración en Losas De Vigueta y Bovedilla Debida Al Caminar De Personas

En este trabajo se evalua un metodo analitico para calcular la frecuencia natural fundamental y l... more En este trabajo se evalua un metodo analitico para calcular la frecuencia natural fundamental y la pseudo-aceleracion de losas de vigueta y bovedilla prefabricada. La frecuencia natural por vibracion libre y la pseudo-aceleracion por vibracion forzada debida al caminar de personas. Se realiza un estudio experimental y uno numerico de dos especimenes para obtener sus respuestas dinamicas. Se comparan las pruebas experimentales con soluciones analiticas y numericas. Uno de los especimenes se probo en laboratorio y el otro en un edificio de mamposteria confinada destinado a vivienda. De la evaluacion realizada se observa que las soluciones tanto analiticas como numericas en la obtencion de la frecuencia natural fundamental son adecuadas. Sin embargo, la aceleracion maxima calculada debida al caminar de personas difiere entre cada aproximacion. Por lo que es necesario utilizar una carga dinamica representativa para modelar adecuadamente el caminar de personas.

Research paper thumbnail of Criterios de falla para modelado de elementos de concreto sin refuerzo

Se formulan e implantan modelos de dano con distintas normas de falla para modelar elementos estr... more Se formulan e implantan modelos de dano con distintas normas de falla para modelar elementos estructurales en su evolucion al colapso. La formulacion de los modelos de dano con superficie de falla solo tension y solo cortante se de sarrollo a partir de un modelo de dano isotropico igual tension-compresion. Estos modelos constitutivos se implantaron en subrutinas programadas en Fortran. Se presentan ejemplos numericos que validan los modelos de dano formulados para modelar elementos al colapso.

Research paper thumbnail of Simulación Del Colapso en Túneles Dovelados Mediante La Formación De Articulaciones en Vigas

The collapse mechanism in segmental tunnels is studied by the finite element method. The tunnels ... more The collapse mechanism in segmental tunnels is studied by the finite element method. The tunnels were discretized with beam finite elements, longitudinal and rotational springs, the last have the capability to simulate the development of hinges and the longitudinal joints behavior, considering a moment-rotation constitutive behavior of concrete segments. In the supports, elastic axial springs were placed representing the soil stiffness. The tunnel collapse is attributed to the displacements caused by the ovalization of the ring, interrupting the normal forces transmission between the concrete segments. The computed numerical solutions for three tunnels were compared with those reported in the literature, showing relative differences of 2.30 % and 1.82 % in the displacements and in the bending moments, respectively, attributed to the modeling strategies, concluding that the finite used elements in this paper provide acceptable results.

Research paper thumbnail of Elementos finitos con discontinuidades interiores mejorados para simular el daño en sólidos

Finite elements with embedded discontinuities with a new definition of traction vector, dependent... more Finite elements with embedded discontinuities with a new definition of traction vector, dependent on the discontinuity length and the angle, are developed and implemented. An analysis of the principal features of finite elements with embedded discontinuities was performed; particularly two families of this kind of elements: 1) kinematically optimal symmetric and 2) statically and kinematically optimal non-symmetric. The analysed features are the variational formulation, damage model and how the discontinuity is introduced. It is shown that kinematics and equilibrium are satisfied, without the problem of fictitious tractions as stated in the literature. To show the validity of this symmetric formulation, representative numerical examples illustrating the performance of the proposed formulation are presented. The results show that the proposed formulation provides congruent results whit the energy required to create a discontinuity, without overestimate or underestimate this energy as...

Research paper thumbnail of Propuesta de actualización de los coeficientes de diseño de las NTCC-04 para losas rectangulares

En este articulo se proponen coeficientes de momentos para el diseno de losas rectangulares de co... more En este articulo se proponen coeficientes de momentos para el diseno de losas rectangulares de concreto reforzado, calculados mediante la mecanica computacional. Se estudian siete tipos de paneles apoyados en dos direcciones, los cuales se modelaron como colados monoliticamente y no monoliticamente con sus apoyos, considerando que los paneles estan apoyados en sus bordes sobre vigas principales o sobre muros de mamposteria con nada. La relacion del lado corto entre el lado largo de los paneles se vario de 0.5 a 1 con incrementos de 0.1. Los coeficientes numericos calculados se comparan con los coeficientes actualmente recomendados por las Normas Tecnicas Complementarias para el Analisis y Diseno de Estructuras de Concreto del Reglamento de Construcciones del Distrito Federal de 2004 y con los recomendados para el Eurocodigo de 1992. Se demuestra que en el 50% de los casos estudiados, los coeficientes de diseno recomendados actualmente estan subestimados, por lo que se recomienda act...

Research paper thumbnail of Failure of RC Slabs Modelled Using an Embedded Discontinuity Approach

This paper investigates the collapse evolution process of reinforced concrete (RC) slabs subject ... more This paper investigates the collapse evolution process of reinforced concrete (RC) slabs subject to vertical loading. For the numerical model, concrete was discretized with hexahedral finite elements with embedded discontinuities with three degrees of freedom per node. Steel reinforcement was represented by 3D Bar elements, with also three degrees of freedom per node. Perfect bonding between steel bars and concrete was throughout assumed, as the failure of this type of slabs occurs mainly on flexure without evidence of debonding.

Research paper thumbnail of Updating of Bending Moment Design Coefficients for RC Slabs

Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Civil Engineering

Research paper thumbnail of Methods for the vibration analysis of reinforced concrete precast one-way joist slab floor systems under human walking

Journal of Building Engineering

Research paper thumbnail of Closed form solutions for the strain localization problem in a softening bar under tension with the continuum damage and the embedded discontinuity kinematics

Research paper thumbnail of Closed form solutions of the material failure process as hinges of beams by the embedded discontinuity model

Research paper thumbnail of Evaluación De La Flexibilidad Elástica De Sistemas De Piso Utilizados en Edificios Urbanos

Revista de Ingeniería Sísmica

Se presenta un estudio analítico en el intervalo elástico lineal, que evalúa el comportamiento de... more Se presenta un estudio analítico en el intervalo elástico lineal, que evalúa el comportamiento de diafragma de los sistemas de piso más ampliamente utilizados en edificación urbana en México: losa perimetralmente apoyada, vigueta y bovedilla, losacero y losa reticular aligerada con casetones de fibra de vidrio o bloques de espuma de poliestireno, así como su clasificación de acuerdo a criterios basados en desplazamientos y fuerzas. En la investigación se consideraron dos factores identificados en estudios previos que favorecen la potencial flexibilidad del diafragma: a) la relación de aspecto de la planta del edificio y, b) la rigidez del sistema de piso.Para evaluar la potencial condición de flexibilidad de diafragma de los sistemas de piso, para cada sistema de piso y relación de aspecto de la planta en estudio, se realizaron análisis elásticos ante carga lateral uniformemente distribuida en el sistema de piso en modelos detallados de elementos finitos empleando el programa Ansys....

Research paper thumbnail of Formulación De Elementos Finitos Viga-Columna Con Discontinuidades Embebidas Para Modelar Daño en Elementos Prismáticos De Concreto Reforzado

Revista de Ingeniería Sísmica

Se formulan elementos finitos viga-columna con discontinuidades interiores para modelar el desarr... more Se formulan elementos finitos viga-columna con discontinuidades interiores para modelar el desarrollo de articulaciones. En estos elementos, el daño se modela como el desarrollo de rótulas, dislocaciones transversales y discontinuidades axiales. Estos elementos finitos utilizan modelos constitutivos para considerar la capacidad de momento, fuerza cortante y fuerza axial, basados en la mecánica del daño y en pruebas experimentales reportadas en la literatura, las cuales incluyen el comportamiento constitutivo del concreto con acero de refuerzo. Para mostrar la capacidad de modelar el daño de los elementos finitos desarrollados, se presentan ejemplos numéricos de vigas y marcos de concreto reforzados sujetos a cargas que inducen daño. En estos ejemplos numéricos, las curvas de la carga contra el desplazamiento calculadas son congruentes con las reportadas en la literatura.

Research paper thumbnail of Formulation of a thick beam-column element with embedded discontinues for modelling hinges in simple and double-lined tunnels

Tunnelling and Underground Space Technology

Research paper thumbnail of FE Modeling of Circular, Elliptic, and Triangular Isolated Slabs With a Continuous Damage Model

Frontiers in Built Environment

The non-linear behavior of reinforced concrete circular, elliptic, and triangular isolated slabs ... more The non-linear behavior of reinforced concrete circular, elliptic, and triangular isolated slabs was studied using computational mechanics. Concrete was modeled with a damage model which includes softening, while the behavior of the reinforcing steel was modeled with a 1D bilinear plasticity model. The constitutive models and the finite element method were validated by comparing the computed numerical results with the experimental results of a rectangular slab reported in the scientific literature. The coefficient method is proposed for its simplicity to calculate design bending moments in slabs with circular, elliptic, and triangular geometries. These coefficients were computed from the FE analysis. The layout of steel reinforcement is proposed, particularly lengths of zones for positive and negative moments, respectively. The crack paths are showed, which are depending on the boundary conditions, acting loads, and geometry of the slabs.

Research paper thumbnail of Modelling of Diagonal Compression Masonry Wallets by Finite Elements with Embedded Discontinuities

Proceedings of the 5th International Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering (COMPDYN 2015), 2015

This paper investigates the behaviour of small square masonry subassembly, wallets, subject to ax... more This paper investigates the behaviour of small square masonry subassembly, wallets, subject to axial compression, involving their crack pattern and the shear stress-shear strain curves. Masonry and mortar were discretized with quadrilateral finite elements with embedded discontinuities, which have three degrees of freedom per node. The constitutive behaviours of blocks, bricks and mortar consider the softening deformation after reaching a failure surface. The numerical modelling of experimental tests for combined masonry wallets were performed in the Finite Element Analysis Program (FEAP). The computed shear stressshear strain curves with finite elements with embedded discontinuities showed a fairly good agreement in terms of the initial stiffness, strength, ultimate load and dissipative behaviour; also, the computed cracking patter is congruent with the experimental one.

Research paper thumbnail of Análisis numérico de trabes acarteladas de concreto reforzado

ABSTRACT Se presenta un estudio numérico de trabes acarteladas de concreto reforzado simplemente ... more ABSTRACT Se presenta un estudio numérico de trabes acarteladas de concreto reforzado simplemente apoyadas sujetas a carga estática y diseñadas para presentar una falla por cortante. Se elaboraron modelos simplificados empleando el programa SAP2000 en los que se modela indirectamente el acero de refuerzo. Posteriormente, se desarrollaron modelos más elaborados de análisis no lineal en el programa ANSYS en que se considera la distribución real del acero de refuerzo longitudinal y transversal. Para modelar elementos de concreto reforzado, el comportamiento constitutivo del concreto considera el ablandamiento por deformación mediante una superficie de daño con diferente umbral en tensión que en compresión, mientras que el endurecimiento del acero de refuerzo se modela con una superficie de plasticidad de von Mises. Se considera adherencia perfecta entre ambos materiales. De los modelos numéricos desarrollados tanto en SAP2000 como en ANSYS, se obtuvieron las curvas cortante-deflexión correspondientes al centro del claro, y en el caso de los modelos de elementos finitos desarrollados en ANSYS se obtuvieron también las trayectorias de agrietamiento asociados a diferentes intensidades de carga. De los resultados obtenidos y las comparaciones con los resultados experimentales, se concluye que, empleando tanto modelos simplificados como más elaborados de los elementos estructurales estudiados, es posible reproducir de manera aceptable su comportamiento estructural a cortante. Abstract The results of a numerical study of eight simply supported reinforced concrete haunched beams designed to develop a shear failure under static loading are presented and discussed in this paper. Simplified models in which the participation of the longitudinal steel reinforcement and stirrups is indirectly included were developed using SAP2000 software. Also, finite element models were developed using ANSYS software in which longitudinal steel reinforcement and stirrups were included as built. Softening of concrete due to deformation is taking into account in the selected constitutive models using a failure surface with different peak compressive and tension stresses. Strain hardening of steel reinforcement was considered using the von Mises yield criterion. Perfect bond between materials was assumed. From the numerical models, shear-displacement curves for a specific section located at the mid span of the beams were obtained. Also, from the finite element models developed in ANSYS, crack patterns associated to different loads levels were obtained. From the results obtained and the comparison with experimental results, it is possible to conclude that using both simplified and detailed finite element models for the haunched beams, it is possible to reasonably reproduce their structural behavior in shear.

Research paper thumbnail of Análisis numérico de trabes acarteladas de concreto reforzado diseñadas para presentar una falla por cortante

ABSTRACT Se presenta un estudio numérico de trabes acarteladas de concreto reforzado simplemente ... more ABSTRACT Se presenta un estudio numérico de trabes acarteladas de concreto reforzado simplemente apoyadas sujetas a carga estática y diseñadas para presentar una falla por cortante. Se elaboraron modelos simplificados empleando el programa SAP2000 en los que se modela indirectamente el acero de refuerzo. Posteriormente, se desarrollaron modelos más elaborados de análisis no lineal en el programa ANSYS en que se considera la distribución real del acero de refuerzo longitudinal y transversal. Para modelar elementos de concreto reforzado, el comportamiento constitutivo del concreto considera el ablandamiento por deformación mediante una superficie de daño con diferente umbral en tensión que en compresión, mientras que el endurecimiento del acero de refuerzo se modela con una superficie de plasticidad de von Mises. Se considera adherencia perfecta entre ambos materiales. De los modelos numéricos desarrollados tanto en SAP2000 como en ANSYS, se obtuvieron las curvas cortante-deflexión correspondientes al centro del claro, y en el caso de los modelos de elementos finitos desarrollados en ANSYS se obtuvieron también las trayectorias de agrietamiento asociados a diferentes intensidades de carga. De los resultados obtenidos y las comparaciones con los resultados experimentales, se concluye que, empleando tanto modelos simplificados como más elaborados de los elementos estructurales estudiados, es posible reproducir de manera aceptable su comportamiento estructural a cortante. Abstract The results of a numerical study of eight simply supported reinforced concrete haunched beams designed to develop a shear failure under static loading are presented and discussed in this paper. Simplified models in which the participation of the longitudinal steel reinforcement and stirrups is indirectly included were developed using SAP2000 software. Also, finite element models were developed using ANSYS software in which longitudinal steel reinforcement and stirrups were included as built. Softening of concrete due to deformation is taking into account in the selected constitutive models using a failure surface with different peak compressive and tension stresses. Strain hardening of steel reinforcement was considered using the von Mises yield criterion. Perfect bond between materials was assumed. From the numerical models, shear-displacement curves for a specific section located at the mid span of the beams were obtained. Also, from the finite element models developed in ANSYS, crack patterns associated to different loads levels were obtained. From the results obtained and the comparison with experimental results, it is possible to conclude that using both simplified and detailed finite element models for the haunched beams, it is possible to reasonably reproduce their structural behavior in shear.

Research paper thumbnail of Nonlinear finite element modeling of reinforced concrete haunched beams designed to develop a shear failure

Engineering Structures, 2015

Research paper thumbnail of Aplicación De La Mecánica De Fractura a Problemas De La Geotecnia

Research paper thumbnail of Un modelo de daño para simular la evolución al colapso de elementos de concreto

investigación y desarrollo 19 concreto y cemento. VOL. 3 Núm. 2 UN MODELO DE DAÑO PARA SIMULAR LA... more investigación y desarrollo 19 concreto y cemento. VOL. 3 Núm. 2 UN MODELO DE DAÑO PARA SIMULAR LA EVOLUCIÓN AL COLAPSO DE ELEMENTOS DE CONCRETO RESUMEN En este artículo se formula, implementa y valida un modelo constitutivo, con superficie de daño diferente en tensión y compresión, para elementos de concreto simple y reforzado sometidos a acciones que inducen su colapso. Para modelar elementos de concreto reforzado, el comportamiento constitutivo del concreto considera el ablandamiento por deformación mediante una superficie de daño, mientras que el endurecimiento del acero de refuerzo con una superficie de plasticidad de Von Mises. Se considera adherencia perfecta entre ambos materiales. El modelo desarrollado no presenta el problema de atoramiento de esfuerzos, como sucede con el modelo de agrietamiento distribuido, garantizando una adecuada liberación de energía al fallar el material. Se presentan ejemplos numéricos que muestran la validez del modelo de daño formulado para predecir elementos al colapso. Palabras clave: Colapso, modelo de daño, superficie de daño, comportamiento constitutivo, degradación del material, ablandamiento.