Simulação através do método dos elementos finitos do reforço ao esforço cortante de vigas de concreto armado utilizando polímeros reforçados com fibras de carbono

• Autor(a) principal: Soares, Palloma Borges
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/253010
• topic: Estruturas de concreto armado; Reforço de estruturas; Fibras de carbono; Elementos finitos; Reinforced concrete structures; Structural strengthening; Carbon fiber reinforced polymers; Finite element method; ANSYS

O reforço de estruturas de concreto com a utilização de polímeros reforçados com fibras de carbono (PRFC) tornou-se uma alternativa interessante frente aos métodos convencionais em virtude de características como baixo peso específico, versatilidade, facilidade e rapidez de execução, alto módulo de elasticidade, assim como elevada resistência à tração, à corrosão e à fadiga. Para avaliar e prever o comportamento desse reforço com PRFC, deve-se realizar uma análise mais aprofundada dos elementos estruturais reforçados, através da utilização de métodos numéricos, como é o caso do método dos elementos finitos, o qual possibilita analisar estruturas complexas, assim como realizar análises não lineares de estruturas de concreto armado. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é realizar a modelagem computacional de vigas de concreto armado, reforçadas ao cisalhamento com PRFC, através do método dos elementos finitos com o emprego do software ANSYS customizado. Especial atenção foi dada à previsão das tensões de aderência na interface entre o reforço e a viga de concreto, através da utilização de elementos de contato e de modelos de zona coesiva bilineares disponibilizados pelo ANSYS. Dessa forma, durante as simulações computacionais, puderam ser identificados modos de ruptura prematura ocasionados pelo descolamento do reforço, o que resulta em um baixo aproveitamento das propriedades de resistência deste material. Neste estudo foram testadas vinte e uma vigas de concreto armado, doze biapoiadas e nove contínuas, com e sem reforço ao esforço cortante com PRFC, cuja análise experimental foi desenvolvida por Khalifa (1999). Os modelos numéricos desenvolvidos mostraram-se capazes de prever o comportamento das vigas simuladas, tanto em termos de carga-deslocamento e carga-deformação, como a carga e o modo de ruptura.