L'objectiu principal d'aquesta tesi és avançar en la modelització numèrica dels elements junta per a les proves pullout en formigó armat. Per aconseguir-ho, el formigó i les barres estan modelades amb elements finits sòlids 3D, mentre que la unió entre els materials es caracteritza a través dels anomenats "elements junta d’espessor quasi zero".

És un problema complex que implica elements finits combinats amb elements junta, una llei constitutiva no-lineal (amb un model de dany) i el contacte entre el formigó i la barra. Per tal d'entendre com es resol aquest problema, les equacions i les fórmules corresponents es presenten a la tesi actual.

L'origen del Mètode d'Elements Finits, així com els conceptes bàsics emprats durant aquesta tesi s'introdueixen en primer lloc. A més, també es presenten el model de dany isotròpic i la formulació utilitzada pels elements junta. En acoblar aquests dos conceptes, les fórmules així com les equacions de govern usades en les simulacions s'entenen clarament. Per altra banda, també es presenta la solució explícita utilitzada en aquesta tesi, juntament amb l'optimització numèrica duta a terme.

Finalment, per a poder tenir una visió global i pràctica dels conceptes prèviament explicats, es presenten els resultats, les simulacions i les discussions de tres exemples diferents. Cadascun d'aquests exemples presenta una sèrie de casos que permeten entendre com s'aplica tota la formulació i, per tant, avançar en la modelització numèrica d'elements junta en les proves pullout.

El objetivo principal de esta tesis es avanzar en la modelización numérica de los elementos junta para las pruebas pullout en hormigón armado. Para conseguirlo, el hormigón y las barras están modeladas con elementos finitos sólidos 3D, mientras que la unión entre los materiales se caracteriza a través de los conocidos como "elementos junta de espesor cuasi-cero".

Es un problema complejo que implica elementos finitos combinados con elementos junta, una ley constitutiva no-lineal (con un modelo de daño) y el contacto entre el hormigón y la barra. Para entender cómo se resuelve este problema, las ecuaciones y las fórmulas correspondientes se presentan en la tesis actual.

El origen del Método de Elementos Finitos, así como los conceptos básicos empleados durante esta tesis, se introducen en primer lugar. Además, también se presentan el modelo de daño isotrópico y la formulación utilizada para los elementos junta. Al acoplar estos dos conceptos, las fórmulas, así como las ecuaciones de gobierno usadas en las simulaciones, se entienden claramente. Por otro lado, también se presenta la solución explícita usada en esta tesis, junto con la optimización numérica llevada a cabo.

Finalmente, para poder tener una visión global y práctica de los conceptos previamente explicados, se presentan los resultados, las simulaciones y las discusiones de tres ejemplos diferentes. Cada uno de estos ejemplos presenta una serie de casos que permiten entender cómo se aplica toda la formulación y, por lo tanto, avanzar en la modelización numérica de elementos junta en las pruebas pullout.

The main objective of this thesis is to advance in the numerical modelling of interface elements for pullout tests in reinforced concrete. In order to accomplish it, the concrete and the bars are modelled with 3D solid finite elements, whereas the union between them will be characterised via the so-called "quasi-zero-thickness interface elements".

As it is a complex problem involving finite elements combined with joint elements, non-linear constitutive behaviour (using a damage model) and contact between the concrete and the bar, the corresponding governing equations and formulation is posed in the present work.

The origins of Finite Element Method as well as the basic concepts used on this thesis are introduced first. Also, the isotropic damage model and the formulation for the used interface elements are presented. By coupling these two concepts, the formulation as well as the governing equations used on the simulations are clearly understood. Furthermore, the explicit solution employed on this thesis is also presented, together with the numerical optimisation carried on.

Finally, to have a global and practical vision of the presented concepts, three different examples are simulated, explained and discussed. Each of these examples presents a series of cases to understand how all the formulation is applied and, indeed, to advance in the numerical modelling of interface elements in the pullout tests.