Uma contribuição para modelagem numérica do concreto com fibras curtas de aço

• Autor(a) principal: Breno Ferreira Grossi
• Data de Publicação: 2006
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/LMCA-769GYD
• topic: Concreto; Fibras curtas de aço; Modelagem numérica; Análise não-linear; Concreto; Engenharia de estruturas; Método dos elementos finitos

Elementos de concreto submetidos a condições especiais, como elevadas tensões de tração, apresentam um comportamento frágil que deve ser evitado. Nesse contexto, concretos reforçados com fibras curtas de aço (CRFA) têm se mostrado uma solução exeqüível. A adição aleatória de fibras curtas ao concreto conduz a um comportamento pseudodúctil em vista da maior capacidade de absorção de energia proporcionada pelas fibras. Embora numerosos trabalhos experimentais sobre o comportamento do CRFA tenham sido realizados, a produção relacionada à modelagem numérica desse material é bem inferior. Este trabalho visa dar uma contribuição nessa linha de estudo. O objetivo desta tese é apresentar os resultados de uma proposta de modelagem numérica do comportamento de vigas de CRFA, os quais são obtidos a partir de uma análise não-linear pelo Método dos Elementos Finitos. Propõe-se um modelo cuja principal característica é o emprego de um diagrama tensão x deformação trilinear para o comportamento em tração, permitindo-se melhorar a representação do aumento da tenacidade do material oriundo do acréscimo das fibras. Duas vertentes da modelagem são avaliadas sob as bases da lei constitutiva trilinear, sendo os parâmetros dessa lei obtidos a partir das propriedades mecânicas do material. O modelo é incorporado a um código computacional disponível no meio acadêmico e que faz uso do paradigma da Programação Orientada a Objetos. Tal código foi expandido durante esta pesquisa para poder contemplar a implementação do modelo proposto. A validação da proposta de modelagem é feita mediante a simulação numérica de problemas de estado-plano em vigas de CRFA. São avaliados casos de flexão em três e quatro pontos em elementos de CRFA para uma gama de tipos e teores de fibras curtas de aço. Propõe-se uma metodologia para aplicação de uma das vertentes da modelagem. Resultados comparativos satisfatórios em termos da relação carga x deslocamento são alcançados, evidenciando a adequação da modelagem e da metodologia propostas.