Modelling steel-concrete interaction using the extended finite element method

Abstract

espanolEl metodo de los elementos finitos extendidos (X-FEM) se emplea como alternativa para la modelacion de la union entre el refuerzo y el hormigon circundante en estructuras de hormigon reforzado, ya sea a traves de barras de refuerzo, fibras u otros. La interfaz de los materiales compuestos introduce una discontinuidad, y por lo tanto puede ser modelada numericamente a traves de X-FEM. Este metodo es capaz de modelar discontinuidades sin modificar la discretizacion mediante la adicion de nuevos grados de libertad a la aproximacion estandar de elementos finitos. Se presentan los elementos de union (o cohesivos) para ser comparados con la alternativa propuesta. Los resultados se comparan tambien con soluciones de referencia, mostrando una buena correspondencia. EnglishThe extended finite element method (X-FEM) is used as an alternative for the modelling of the bond behaviour between reinforcement and the surrounding concrete in reinforced concrete structures, through either reinforcing bars, fibres or others. The interface of composite materials introduces a discontinuity and, therefore, can be numerically modelled using X-FEM. This method is capable to model discontinuities without modifying the discretization by the addition of new degrees of freedom to the standard finite element approximation. Bond elements (or cohesive elements) are presented in order to be compared with the proposed alternative. The results obtained are also compared to reference solutions, showing a good agreement.