Resumo Um comportamento elasto-plástico é considerado para simular a ruptura da interface entre barras (ranhurada, helicoidal e helicoidal com areia)de fibra polimérica reforçada (FRP) e o concreto. As propriedades da interface são obtidas comparando os resultados do modelo com ensaios de arrancamento. As propriedades obtidas para a barra ranhurada são similares às propriedades conhecidas das barras de aço nervuradas. Neste caso, o comportamento em ruptura da interface não depende das propriedades da barra. Para as duas superfícies helicoidais, por outro lado, o comportamento da interface é realmente alterado pelas características da barra de FRP. A vantagem desta formulação é a capacidade de calcular trações de fissuração, responsáveis pela ruína do volume de concreto.

Abstract An elastic-plastic behavior is considered to simulate the interface rupture between grooved, helical wrapped and sand coated helical wrapped bars made of Fiber Reinforced Polymer (FRP) and concrete. Interface properties are obtained comparing results of the model with pull-out experiments. Properties obtained related to grooved bars are similar to properties known for ribbed steel bars. In this case, interface rupture behavior does not depend on bar properties. In case of both helical wrapped bars, on the other side, interface behavior is actually changed by FRP bar characteristics. The advantage of the present formulation is its capability to calculate splitting tractions, responsible for bulk concrete failure.

Resumo Neste artigo, um modelo numérico com descontinuidades fortes é apresentado para abordar problemas de fratura em materiais quase frágeis. É implementada uma formulação não simétrica estaticamente e cinemáticamente consistente. A descontinuidade forte no campo de deslocamentos é representada usando o método do elemento finito com enriquecimento elementar (E-FEM). Em outras palavras, a descontinuidade forte é introduzida no elemento finito e os graus de liberdade adicionais são condensados em nível de elemento, permitindo a implementação em códigos computacionais existentes. Dois modelos constitutivos são utilizados para analisar o comportamento da região fissurada, um linear e outro exponencial. Os resultados do modelo exponencial estão mais próximos dos obtidos em dados experimentais e simulações numéricas representativas do que o modelo linear.

Abstract In this paper a numerical model with strong discontinuities is presented to address fracture problems in quasi-brittle materials. A non-symmetrical statically and kinematically consistent formulation is implemented. The strong discontinuity in the displacement field is represented using the elemental enrichment finite element method (E-FEM). In other words, the strong discontinuity is introduced into the finite element and the additional degrees of freedom are condensed at the element level, allowing the implementation into existing computational codes. Two constitutive models are used to analyze the behavior of the cracked zone, linear and exponential. The exponential model results are closer to those obtained in experimental data and representative numerical simulations than the linear model.