Análise numérica comparativa entre pontes integrais e convencionais de concreto armado sujeitas às ações indiretas de temperatura, retração e fluência

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Coutinho, Pedro Mitzcun
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/28288
Resumo: O trabalho de pesquisa apresenta uma análise comparativa entre o comportamento estrutural de pontes integrais de concreto armado com o de pontes convencionais, a fim de analisar a variação dos esforços e deslocamentos gerados na estrutura devido as ações indiretas de fluência, retração e variação de temperatura. Para tanto, foi considerada a deformabilidade do solo através de interação soloestruturas (ISE) utilizando-se curvas p-y onde o solo vizinho às estacas é representado por um conjunto de molas horizontais de comportamento não linear. Ademais foi realizada uma análise numérica tridimensional de pontes com três vãos por meio de programa baseado no método dos elementos finitos, analisando-se 03 (três) sistemas estruturais diferentes: (a) ponte integral; (b) ponte de encontros integrais e (c) ponte convencional, sendo esta última composta por vãos isostáticos separados por juntas de dilatação. Por fim foi realizada uma comparação entre os resultados obtidos com os sistemas de pontes integrais com o de ponte convencional e uma comparação dos resultados obtidos do MEF com modelos analíticos, utilizando-se a NBR 6118 (2014), NBR 7187 (2003) e NBR 7187 (1987) para consideração da ação de temperatura e o modelo do Eurocode 2 (2004) para fluência e retração. As ações de retração e fluência foram analisadas separadamente das ações térmicas. Os resultados obtidos mostraram que a ação do gradiente térmico originou momentos fletores negativos significativos nas regiões de extremidades da ponte. Com relação aos efeitos de fluência e retração, para os dois tipos de sistemas integrais analisados, constatou-se que as ações de fluência e retração provocaram efeitos desfavoráveis no meio do vão de extremidade da ponte gerando acréscimos de momentos fletores significativos, com variação percentual máxima de 9,3%. Para a seção do encontro, este efeito foi favorável, acarretando em redução do módulo dos momentos negativos, com variação percentual máxima de 22,8%. Entretanto, apesar de favoráveis, foi constatada uma maior influência dos efeitos reológicos nas extremidades das pontes integrais. Por fim, analisando-se as flechas no meio dos vãos de extremidades de cada modelo, foi possível constatar que o fator de amplificação das deformações foi sempre maior para os modelos de pontes integrais e de encontros integrais, evidenciando que para estes tipos de sistemas estruturais, os efeitos da fluência e retração são mais significativos e devem ser levados em consideração no projeto.
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Para tanto, foi considerada a deformabilidade do solo através de interação soloestruturas (ISE) utilizando-se curvas p-y onde o solo vizinho às estacas é representado por um conjunto de molas horizontais de comportamento não linear. Ademais foi realizada uma análise numérica tridimensional de pontes com três vãos por meio de programa baseado no método dos elementos finitos, analisando-se 03 (três) sistemas estruturais diferentes: (a) ponte integral; (b) ponte de encontros integrais e (c) ponte convencional, sendo esta última composta por vãos isostáticos separados por juntas de dilatação. Por fim foi realizada uma comparação entre os resultados obtidos com os sistemas de pontes integrais com o de ponte convencional e uma comparação dos resultados obtidos do MEF com modelos analíticos, utilizando-se a NBR 6118 (2014), NBR 7187 (2003) e NBR 7187 (1987) para consideração da ação de temperatura e o modelo do Eurocode 2 (2004) para fluência e retração. As ações de retração e fluência foram analisadas separadamente das ações térmicas. Os resultados obtidos mostraram que a ação do gradiente térmico originou momentos fletores negativos significativos nas regiões de extremidades da ponte. Com relação aos efeitos de fluência e retração, para os dois tipos de sistemas integrais analisados, constatou-se que as ações de fluência e retração provocaram efeitos desfavoráveis no meio do vão de extremidade da ponte gerando acréscimos de momentos fletores significativos, com variação percentual máxima de 9,3%. Para a seção do encontro, este efeito foi favorável, acarretando em redução do módulo dos momentos negativos, com variação percentual máxima de 22,8%. Entretanto, apesar de favoráveis, foi constatada uma maior influência dos efeitos reológicos nas extremidades das pontes integrais. Por fim, analisando-se as flechas no meio dos vãos de extremidades de cada modelo, foi possível constatar que o fator de amplificação das deformações foi sempre maior para os modelos de pontes integrais e de encontros integrais, evidenciando que para estes tipos de sistemas estruturais, os efeitos da fluência e retração são mais significativos e devem ser levados em consideração no projeto.This research presents a comparative study between the structural behavior of reinforced concrete integral bridges and a conventional bridge, in order to analyze the variation of forces and displacements generated in the structure due to indirect actions such as creep, shrinkage and temperature variation. To do this, the soil deformability through soil-structure interaction (ISE) was considered using p-y curves where the neighboring soil is represented by a set of horizontal springs with nonlinear behavior. In addition, a three-dimensional numerical analysis of three-span bridges was performed using a software based on Finite Element Method (FEM), analyzing 03 (three) different structural systems: (a) integral bridge; (b) integral abutment bridge and (c) conventional bridge, the latter consisting of isostatic spans separated by expansion joints. Finally, a comparison was made between the results obtained with the integral bridges systems and the conventional bridge and a comparison of the results obtained from the FEM with analytical models, using NBR 6118 (2014), NBR 7187 (2003) and NBR 7187 (1987) to check temperature action and the Eurocode 2 (2004) model for creep and shrinkage. The shrinkage and creep actions were analyzed separately from the thermal actions. The results showed that the thermal gradient action resulted in significant negative bending moments in the bridge end regions, especially in the abutment region, where the moment presented its maximum absolute value. Regarding the creep and shrinkage effects, for both types of integral systems studied, it was found that these actions caused unfavorable effects in the bridge end span generating the addition of significant bending moments, with maximum percentage variation of 9.3%. In the abutment section, this effect was favorable, resulting in a reduction in the absolute value of bending moment, with a maximum percentage variation of 22.8%. However, although favorable, a greater influence of rheological effects on the ends of integral bridges was noticed. Finally, by analyzing the displacements in the end span of each model, it was possible to verify that the amplification factor of the deformations was always higher for the integrals bridges models, showing that in this structural system, the effects of creep and shrinkage are more significant and should be taken into account in the design.CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILPontes integraisPontes de encontros integraisVariação de temperaturaFluênciaRetraçãoAnálise numérica comparativa entre pontes integrais e convencionais de concreto armado sujeitas às ações indiretas de temperatura, retração e fluênciaComparative numerical analysis between integral and conventional reinforced concrete bridges subject to indirect actions of temperature, shrinkage and creepinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVILUFRNBrasilinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNTEXTAnalisenumericacomparativa_Coutinho_2019.pdf.txtAnalisenumericacomparativa_Coutinho_2019.pdf.txtExtracted texttext/plain319815https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/28288/2/Analisenumericacomparativa_Coutinho_2019.pdf.txtab9b926a751b151e3e137b91fbfb306cMD52THUMBNAILAnalisenumericacomparativa_Coutinho_2019.pdf.jpgAnalisenumericacomparativa_Coutinho_2019.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1304https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/28288/3/Analisenumericacomparativa_Coutinho_2019.pdf.jpg6a4be4865ca0b7fe326595e630fad276MD53ORIGINALAnalisenumericacomparativa_Coutinho_2019.pdfapplication/pdf10307005https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/28288/1/Analisenumericacomparativa_Coutinho_2019.pdf0f8bfd988d5aa138a31d10845b7df68cMD51123456789/282882020-01-19 04:51:09.4oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/28288Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2020-01-19T07:51:09Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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