Abordagem estatística e experimental para a determinação do dano em concreto sob altas temperaturas
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18295 |
Resumo: | Concrete is widely used in various applications around the world. The equation of how it behaves, especially the relationship between stresses and strains, is very important for the development and improvement of the use of the material. When subjected to high temperatures, concrete, presents a complex behavior, with altered mechanical properties, constitutive relationship, crystallographic phases, chemical structure, etc. There are in the literature several constitutive models for concrete subjected to the most different types of mechanical actions, models for concrete subjected to high temperatures and few models that try to evaluate the mechanical and thermal actions together. This work starts of a formulation of the mechanics continuous damage with plasticity and, using experimental data from simple compression tests and with cyclic loads in cylindrical specimens 50 x 100 mm, promotes the mathematical formulation of the development of the damage parameter (), representing the variation of [], as a function of the variables of temperature () and maximum deformation experienced (). In methodological terms, it involves obtaining curves for concrete subjected to different temperatures, checking mechanical properties and set up a database. Therefore, using statistical regression methods, the mathematical model found describes the constitutive relationship of (, ) with a coefficient of statistical determination of 96.81%. Thermogravimetry and acid attack tests were also carried out in order to elucidate the chemical and microstructural changes that reflect sensitive mechanical changes in the compression tests and thus compose a spectrum of cause and effect among the variables involved. In the end, the statistical model is compared in an adapted way with other models in the literature. |
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Abordagem estatística e experimental para a determinação do dano em concreto sob altas temperaturasDano térmicoAquecimentoPlasticidadeDeformação do concretoRelação constitutivaThermal damageHeatingPlasticityDeformation of concreteConstitutive modelCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILConcrete is widely used in various applications around the world. The equation of how it behaves, especially the relationship between stresses and strains, is very important for the development and improvement of the use of the material. When subjected to high temperatures, concrete, presents a complex behavior, with altered mechanical properties, constitutive relationship, crystallographic phases, chemical structure, etc. There are in the literature several constitutive models for concrete subjected to the most different types of mechanical actions, models for concrete subjected to high temperatures and few models that try to evaluate the mechanical and thermal actions together. This work starts of a formulation of the mechanics continuous damage with plasticity and, using experimental data from simple compression tests and with cyclic loads in cylindrical specimens 50 x 100 mm, promotes the mathematical formulation of the development of the damage parameter (), representing the variation of [], as a function of the variables of temperature () and maximum deformation experienced (). In methodological terms, it involves obtaining curves for concrete subjected to different temperatures, checking mechanical properties and set up a database. Therefore, using statistical regression methods, the mathematical model found describes the constitutive relationship of (, ) with a coefficient of statistical determination of 96.81%. Thermogravimetry and acid attack tests were also carried out in order to elucidate the chemical and microstructural changes that reflect sensitive mechanical changes in the compression tests and thus compose a spectrum of cause and effect among the variables involved. In the end, the statistical model is compared in an adapted way with other models in the literature.NenhumaO concreto possui largo uso em várias aplicações ao redor do mundo ao longo dos tempos. O equacionamento de como se comporta, especialmente a relação entre tensões e deformações, é deveras importante para o desenvolvimento e aperfeiçoamento do uso do material. Quando submetido a altas temperaturas, o concreto, por sua vez, apresenta um comportamento complexo, tendo alteradas suas propriedades mecânicas, relação constitutiva, fases cristalográficas, estrutura química, etc. Existem na literatura diversos modelos constitutivos para o concreto submetido aos mais diferentes tipos de ações mecânicas, modelos para o concreto submetido a altas temperaturas e poucos modelos que tentam avaliar conjuntamente as ações mecânicas e térmicas. Este trabalho parte de uma formulação da mecânica do dano contínuo com plasticidade e, utilizando dados experimentais de ensaios de compressão simples e com cargas cíclicas em corpos de prova cilíndricos 50 x 100 mm, promove a formulação matemática do desenvolvimento do parâmetro de dano (), representando a variação de [], em função das variáveis de temperatura () e deformação máxima experimentada (). Em termos metodológicos, trata-se de obter curvas x para o concreto submetidos a diferentes temperaturas, aferir propriedades mecânicas e montar um banco de dados. Por conseguinte, utilizando métodos de regressão estatística, o modelo matemático encontrado descreve a relação constitutiva de (, ) com coeficiente de determinação estatística de 96,81%. Foram realizados ainda ensaios de termogravimetria e ataque ácido a fim de elucidar as alterações químicas e microestruturais que refletem alterações mecânicas sensíveis nos ensaios de compressão e, assim, compor um espectro de causa e efeito entre as variáveis envolvidas. Ao final, o modelo estatístico é comparado de forma adaptada com outros modelos existentes na literatura.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia Civil e AmbientalPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil e AmbientalUFPBAzerêdo, Givanildo Alves dehttp://lattes.cnpq.br/0214969078711403Roehl, Deane de Mesquitahttp://lattes.cnpq.br/4050531329577872Souza, Leovegildo Douglas Pereira de2020-10-26T19:54:59Z2020-05-122020-10-26T19:54:59Z2020-02-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18295porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2021-09-14T19:39:31Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/18295Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2021-09-14T19:39:31Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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