Análise numérica de vigas de concreto protendido usando elementos coesivos e elementos de barra de nós não compatíveis

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Vieira, Jordana Ferreira
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/46601
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil, Programa de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil, 2022.
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spelling Vieira, Jordana Ferreirajordanaferreirav@gmail.comDurand Farfán, Raúl Darío2023-10-03T19:53:12Z2023-10-03T19:53:12Z2023-10-032022-12-02VIEIRA, Jordana Ferreira. Análise numérica de vigas de concreto protendido usando elementos coesivos e elementos de barra de nós não compatíveis. 2022. 97 f., il. Dissertação (Mestrado em Estruturas e Construção Civil) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022.http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/46601Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil, Programa de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil, 2022.Esta pesquisa apresenta uma abordagem numérica para simular vigas de concreto protendido com e sem aderência. As análises numéricas são realizadas a partir da combinação dos elementos coesivos, na modelagem do concreto, e elementos de barra com nós não compatíveis (elementos cujos nós não coincidem com os nós dos elementos sólidos). Os elementos coesivos são aplicados na simulação da fratura do concreto, juntamente com um modelo constitutivo baseado na teoria da plasticidade e na mecânica da fratura permitindo a previsão do desenvolvimento e propagação de fissuras. As armaduras são simuladas utilizando elementos de barra quadráticos de nós não compatíveis, podendo ser aplicadas condições de contorno nas barras sem depender da posição dos nós dos elementos sólidos. Durante a geração de malha são também gerados elementos de interface que, por sua vez, conectam os elementos sólidos (concreto) aos elementos de barra possibilitando prever os deslocamentos relativos entre as barras e o concreto. Neste contexto, a metodologia proposta contempla a simulação de vigas protendidas utilizando dois estágios. O primeiro relacionado com a protensão do cabo, sua fixação nos extremos e a identificação das forças de reação equivalentes nos nós dos sólidos. Já o segundo estágio está relacionado à aplicação do carregamento externo. Nas simulações, foram analisadas três vigas sem protensão e três vigas com protensão cujos resultados experimentais foram previamente publicados. Os resultados obtidos das análises numéricas validaram a aplicação da metodologia proposta. Em todos os casos simulados, as curvas numéricas de carga-deflexão apresentam boa concordância com os experimentos. Por fim, os padrões de fissuras numéricos apresentaram também boa compatibilidade com os modos de ruptura das vigas.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).This research presents a numerical approach to simulate prestressed concrete beams with and without bonding. Numerical analyses are performed using the combination of cohesive elements, for concrete modeling, and non-compatible bar elements (i.e. their nodes are not coincident with those from bulk elements). Cohesive elements are applied for the simulation of concrete fracture along with a constitutive model based on the plasticity theory and fracture mechanics allowing the prediction of crack development and propagation. The reinforcements are simulated using quadratic bar elements with non-compatible nodes. Also, boundary conditions can be applied stright to bar elements. During the mesh generation step, interface elements are generated which, in turn, connect bulk elements (concrete) to the bar elements, making possible the prediction of relative displacements between the bars and concrete. In this context, the proposed methodology comprises the simulation of prestressed beams using two stages. In the first stage, the prestressing force is applied to the cable; then it is fixed at endpoints and the equivalente reaction forces are computed. In the second stage, the external force is applied. In this work, three beams without prestressing and three beams with prestressing forces were simulated. All beams were tested experimentally and the results are available in the literature. The results from the numerical analises validated the proposed numerical approach. In all cases, the numerical load-deflection curves are in good agreement with the experiments. Finally, the numerical crack patterns for all beams showed good compatibility with the failure modes.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Civil e Ambiental (FT ENC)Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção CivilporAnálise numérica de vigas de concreto protendido usando elementos coesivos e elementos de barra de nós não compatíveisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisConcreto protendidoMecânica de fraturaVigasModelagem numéricainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain102http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/46601/2/license.txtaed4704d04bb260d4decd80db311aaa5MD52open accessORIGINAL2022_JordanaFerreiraVieira.pdf2022_JordanaFerreiraVieira.pdfapplication/pdf2211739http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/46601/1/2022_JordanaFerreiraVieira.pdf9459aa2fef0222de53cc28502fec6e33MD51open access10482/466012023-10-03 16:53:13.101open accessoai:repositorio2.unb.br:10482/46601U3VibWlzc8OjbyBlZmV0aXZhZGEgZGUgYWNvcmRvIGNvbSBsaWNlbsOnYSBjb25jZWRpZGEgcGVsbyBhdXRvciBlL291IGRldGVudG9yIGRvcyBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcy4KBiblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestopendoar:2023-10-03T19:53:13Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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