Avaliação da substituição da armadura transversal mínima por fibras de aço em vigas de concreto armado
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Data de Publicação: | 2021 |
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Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/41989 |
Resumo: | O concreto é um material bastante utilizado na construção civil. Esse material está presente na maioria das grandes obras já realizadas no Brasil e no mundo. Assim, no âmbito da engenharia estrutural, vê-se a importância de se conhecer o concreto como material estrutural, frente às solicitações que lhes são impostas. Com o passar dos anos, novos materiais foram incorporados ao concreto de maneira a trazer melhorias às suas propriedades. Dentre esses materiais, pode- se citar a utilização de fibras inseridas em concreto, para incorporar ao mesmo, entre outras coisas, um comportamento menos frágil. Uma das fibras mais utilizadas para reforço do concreto são as fibras de aço, resultando no Concreto Reforçado com Fibras de Aço (CRFA). Dentro desse contexto, este trabalho avalia a possibilidade da substituição da armadura transversal mínima em vigas de concreto armado por fibras de aço. Para tanto, foram feitas comparações quanto à resistência ao cisalhamento em 240 ensaios experimentais de vigas de concretos reforçados com fibras de aço (CRFA) com formulações existentes na literatura e apresentadas em normas internacionais, para definir quais equações apresentam maior concordância com os dados experimentais. De posse dessa expressão, foi feito um estudo paramétrico, com análises estatísticas, para determinar a influência dos principais parâmetros (fc, ρ,ad, ρf elfdf) na resistência ao cisalhamento em vigas de CRFA. Por fim, foram desenvolvidos ábacos e tabelas de dimensionamento de vigas de CRFA que determinam a quantidade de fibras de aço necessária para substituir a armadura transversal mínima, obtida segundo a NBR 6118 (ABNT, 2014). Os resultados mostraram que o modelo de Kwak et al. (2002) foi o que mais se aproximou dos resultados dos ensaios experimentais das vigas. Por sua vez, o parâmetro que mais influencia a resistência ao cisalhamento em vigas de CRFA, segundo o modelo de Kwak et al. (2002), é o volume da fibra de aço (Vf). Por fim, vale ressaltar que os ábacos e tabelas desenvolvidos facilitam e dão agilidade no dimensionamento de vigas de CRFA. |
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Dentre esses materiais, pode- se citar a utilização de fibras inseridas em concreto, para incorporar ao mesmo, entre outras coisas, um comportamento menos frágil. Uma das fibras mais utilizadas para reforço do concreto são as fibras de aço, resultando no Concreto Reforçado com Fibras de Aço (CRFA). Dentro desse contexto, este trabalho avalia a possibilidade da substituição da armadura transversal mínima em vigas de concreto armado por fibras de aço. Para tanto, foram feitas comparações quanto à resistência ao cisalhamento em 240 ensaios experimentais de vigas de concretos reforçados com fibras de aço (CRFA) com formulações existentes na literatura e apresentadas em normas internacionais, para definir quais equações apresentam maior concordância com os dados experimentais. De posse dessa expressão, foi feito um estudo paramétrico, com análises estatísticas, para determinar a influência dos principais parâmetros (fc, ρ,ad, ρf elfdf) na resistência ao cisalhamento em vigas de CRFA. Por fim, foram desenvolvidos ábacos e tabelas de dimensionamento de vigas de CRFA que determinam a quantidade de fibras de aço necessária para substituir a armadura transversal mínima, obtida segundo a NBR 6118 (ABNT, 2014). Os resultados mostraram que o modelo de Kwak et al. (2002) foi o que mais se aproximou dos resultados dos ensaios experimentais das vigas. Por sua vez, o parâmetro que mais influencia a resistência ao cisalhamento em vigas de CRFA, segundo o modelo de Kwak et al. (2002), é o volume da fibra de aço (Vf). Por fim, vale ressaltar que os ábacos e tabelas desenvolvidos facilitam e dão agilidade no dimensionamento de vigas de CRFA.Concrete is a material widely used in construction. This material is present in most of the great works already carried out in Brazil and the world. Thus, in the field of structural engineering, it is seen the importance of knowing concrete as a structural material, in face of the demands imposed on them. Over the years, new materials have been incorporated into the concrete to improve some of its properties. Among these materials, we can mention the use of fibers inside the concrete to give it, among other things, a less fragile behavior. One of the most used fibers for reinforcing concrete is steel fibers, resulting in Steel Fiber Reinforced Concrete (SFRC). Within this context, this work evaluates the possibility of replacing the minimum transverse reinforcement of reinforced concrete beams by steel fibers. For this purpose, comparisons were made regarding the shear strength of 240 experimental tests of SFRC beams with formulations from the literature and international standards to define which equations show greater agreement with the experimental data. With this expression, a parametric study was carried out with statistical analysis to determine the influence of the main parameters (fc, ρ,ad, ρf elfdf) on the shear strength in SFRC beams. Finally, it were developed abacuses and design tables of SFRC beams that determine the amount of steel fibers needed to replace the minimum transverse reinforcement obtained according to NBR 6118 (ABNT, 2014). The results showed that the model of Kwak et al. (2002) was the closest experimental tests on beams. The parameter that most influences shear strength in CRFA beams, according to the model by Kwak et al. (2002) is the steel fiber volume (Vf). Finally, it is worth mentioning that the developed abacuses and tables make it easier and faster to dimension CRFA beams.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia Civil e AmbientalUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessConcreto armadoVigasCisalhamentoAçoAvaliação da substituição da armadura transversal mínima por fibras de aço em vigas de concreto armadoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETEXTDISSERTAÇÃO Marinaldo dos Santos Júnior.pdf.txtDISSERTAÇÃO Marinaldo dos Santos Júnior.pdf.txtExtracted texttext/plain335313https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/41989/4/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Marinaldo%20dos%20Santos%20J%c3%banior.pdf.txtb015d738f4d325b1ddcce02843310c35MD54THUMBNAILDISSERTAÇÃO Marinaldo dos Santos Júnior.pdf.jpgDISSERTAÇÃO Marinaldo dos Santos Júnior.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1272https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/41989/5/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Marinaldo%20dos%20Santos%20J%c3%banior.pdf.jpg9639e7f1998792685ea54108b13d5529MD55ORIGINALDISSERTAÇÃO Marinaldo dos Santos Júnior.pdfDISSERTAÇÃO Marinaldo dos Santos Júnior.pdfapplication/pdf4309332https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/41989/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Marinaldo%20dos%20Santos%20J%c3%banior.pdf23fcb21863899d4d2a7491918e2437f5MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81908https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/41989/2/license.txtc59d330e2c454f71974f5866a0e8a96aMD52CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/41989/3/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD53123456789/419892021-12-08 02:09:13.345oai:repositorio.ufpe.br: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ório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212021-12-08T05:09:13Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false |
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