Análise não linear de elementos de betão armado submetidos a carregamentos monotónicos e cíclicos incluindo o efeito de aderência

• Autor(a) principal: Martins, Maria de Lurdes da Costa
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10348/2666
• topic: Betão armado; Não linearidade material; Fendilhação; Tensão de aderência

Este trabalho de investigação incide em termos gerais no estudo de estruturas de betão armado, e mais concretamente, no estudo de um tirante submetido a ações monotónicas e cíclicas e de uma viga sujeita à flexão para o estudo do mecanismo de aderência entre o aço e o betão. Para o efeito, recorreu-se ao método dos elementos finitos (MEF) e utilizou-se a ferramenta de cálculo automático ANSYS versão 12.0. O modelo numérico proposto para simular o comportamento do betão é o estipulado no Eurocódigo 2 (EC2), considerando o diagrama parábola retângulo, para definir a relação entre a tensão-extensão no betão. Relativamente ao aço adota-se um diagrama bilinear proposto no EC2, para definir a relação entre as tensões e as extensões. A caraterização da aderência entre o aço e o betão é realizada de acordo com o código modelo (CEB-FIP, 1990) que apresenta uma curva em termos de tensão de aderência e deslizamento entre os dois materiais. Para a implementação de uma análise não linear, em termos materiais, é necessário adotar elementos no programa de cálculo que permitam efetuar essa mesma análise. Neste sentido é possível observar a fendilhação passível de ocorrer no betão e o consequente diagrama de tensões instalado no betão e no aço. As simulações efetuadas através do programa de cálculo automático realizados no tirante permitem caraterizar devidamente estas questões. Posteriormente, procede-se ao estudo de vários exemplos de vigas, para caraterizar as tensões instaladas, mais concretamente, a aderência entre o aço e o betão, e a sua relação com o carregamento aplicado. O objetivo principal para a análise da viga de betão armado é o desenvolvimento de uma modelação numérica capaz de simular, de forma realista, o comportamento da mesma, considerando a não-linearidade física dos materiais e os efeitos do deslizamento entre a armadura e o betão. Com o MEF e com um procedimento incremental-iterativo de carregamento, o comportamento dos materiais pode ser representado na modelação numérica computacional, possibilitando o uso de diferentes curvas representativas das tensões de aderência que se opõem ao deslizamento da armadura. Por fim, apresentam-se resultados comparativos com os resultados obtidos através de ensaios experimentais e analíticos para demonstrar a validade do modelo numérico proposto. A perda da integridade estrutural do betão devido à fendilhação tem suscitado muita atenção por parte dos engenheiros e investigadores, pelo que, se mantém um tema atual e pertinente em termos de investigação, assim como, o estudo da aderência entre o aço e o betão, como fator condicionante do comportamento das estruturas e garantia de estabilidade das mesmas.