Investigações sobre a carga crítica e o regime de deformação em colunas de concreto muito esbeltas por meio de abordagem matemática dinâmica.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-16042024-113946/ |
Resumo: | Foi desenvolvida uma investigação analítica, baseada nos conceitos da dinâmica dos sólidos deformáveis, para determinação da carga crítica de flambagem e do regime de deformações induzidos em colunas extremamente esbeltas de concreto armado. Os elementos da dinâmica estrutural presentes na análise foram levados em consideração. As imperfeições construtivas e/ou efeitos de segunda ordem foram linearizadas por meio da parcela negativa da rigidez geométrica, a não linearidade física do concreto foi considerada por meio da redução do produto de rigidez à flexão e o comportamento viscoelástico do concreto foi levado em conta pelos critérios da NBR 6118:2014 da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). A presente investigação foi consolidada com a publicação de dois artigos em periódicos de alto impacto internacional. O artigo inicial avaliou, por meio de duas abordagens matemáticas distintas, o regime de deformações do concreto induzido pela força normal de compressão, incluindo a parcela devida à fluência do material. No primeiro procedimento matemático, foi adotado a curva de tensão-deformação do concreto, padronizada pela ABNT NBR6118:2014, que foi comparado ao método de integração das relações diferenciais de deslocamentos ao longo do comprimento da estrutura. Em relação ao segundo trabalho publicado, o desenvolvimento matemático foi aplicado à um caso prático real, generalizando a validade da formulação em colunas extremamente esbeltas de concreto armado, além de avaliar a influência das propriedades reológicas do concreto, na carga crítica de flambagem, considerando-se a possibilidade de implantação da estrutura em diferentes regiões do Brasil, com índices de temperatura e umidade variáveis. Ao fim, contatou-se uma redução máxima de mais de 70% da capacidade de carga da coluna, na região mais desfavorável da análise. |
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Investigações sobre a carga crítica e o regime de deformação em colunas de concreto muito esbeltas por meio de abordagem matemática dinâmica.Investigations on critical load and strain regime in very slender RC columns by dynamic mathematical approach.ConcretoCreepCritical buckling loadDynamic analysisEstruturasMathematical modelReinforced ConcreteSlendernessFoi desenvolvida uma investigação analítica, baseada nos conceitos da dinâmica dos sólidos deformáveis, para determinação da carga crítica de flambagem e do regime de deformações induzidos em colunas extremamente esbeltas de concreto armado. Os elementos da dinâmica estrutural presentes na análise foram levados em consideração. As imperfeições construtivas e/ou efeitos de segunda ordem foram linearizadas por meio da parcela negativa da rigidez geométrica, a não linearidade física do concreto foi considerada por meio da redução do produto de rigidez à flexão e o comportamento viscoelástico do concreto foi levado em conta pelos critérios da NBR 6118:2014 da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). A presente investigação foi consolidada com a publicação de dois artigos em periódicos de alto impacto internacional. O artigo inicial avaliou, por meio de duas abordagens matemáticas distintas, o regime de deformações do concreto induzido pela força normal de compressão, incluindo a parcela devida à fluência do material. No primeiro procedimento matemático, foi adotado a curva de tensão-deformação do concreto, padronizada pela ABNT NBR6118:2014, que foi comparado ao método de integração das relações diferenciais de deslocamentos ao longo do comprimento da estrutura. Em relação ao segundo trabalho publicado, o desenvolvimento matemático foi aplicado à um caso prático real, generalizando a validade da formulação em colunas extremamente esbeltas de concreto armado, além de avaliar a influência das propriedades reológicas do concreto, na carga crítica de flambagem, considerando-se a possibilidade de implantação da estrutura em diferentes regiões do Brasil, com índices de temperatura e umidade variáveis. Ao fim, contatou-se uma redução máxima de mais de 70% da capacidade de carga da coluna, na região mais desfavorável da análise.An analytical investigation was developed based on the concepts of deformable solid dynamics to determine the critical buckling load and induced strain behavior in very slender reinforced concrete (RC) columns. The elements of structural dynamics were taken into consideration in the analysis. Construction imperfections and/or secondorder effects were linearized using the negative component of geometric stiffness, the physical nonlinearity of concrete was accounted for by reducing the flexural stiffness product, and the viscoelastic behavior of concrete was considered according to the criteria outlined in NBR 6118:2014 from the Brazilian Association of Technical Standards (ABNT).This investigation was further supported by the publication of two articles in high-impact international journals. The initial article evaluated the deformation behavior of concrete induced by axial compressive force, including the contribution from material creep, using two distinct mathematical approaches. The first mathematical procedure adopted the stress-strain curve of concrete standardized by ABNT NBR6118:2014 and compared it to the method of integrating the differential displacement relationships along the length of the structure. In the second published work, the mathematical development was applied to a practical real case, generalizing the formulation\'s applicability to highly slender RC columns. It also assessed the influence of concrete\'s rheological properties on the critical buckling load, considering the possibility of implementing the structure in different regions of Brazil with varying temperature and humidity conditions. Ultimately, a maximum reduction of over 70% in the column\'s load capacity was observed in the most unfavorable region of the analysis.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPBrasil, Reyolando Manoel Lopes Rebello da FonsecaWahrhaftig, Alexandre de MacêdoMagalhães, Kaique Moreira Matos2023-09-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-16042024-113946/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-04-18T11:06:02Zoai:teses.usp.br:tde-16042024-113946Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-04-18T11:06:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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Foi desenvolvida uma investigação analítica, baseada nos conceitos da dinâmica dos sólidos deformáveis, para determinação da carga crítica de flambagem e do regime de deformações induzidos em colunas extremamente esbeltas de concreto armado. Os elementos da dinâmica estrutural presentes na análise foram levados em consideração. As imperfeições construtivas e/ou efeitos de segunda ordem foram linearizadas por meio da parcela negativa da rigidez geométrica, a não linearidade física do concreto foi considerada por meio da redução do produto de rigidez à flexão e o comportamento viscoelástico do concreto foi levado em conta pelos critérios da NBR 6118:2014 da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). A presente investigação foi consolidada com a publicação de dois artigos em periódicos de alto impacto internacional. O artigo inicial avaliou, por meio de duas abordagens matemáticas distintas, o regime de deformações do concreto induzido pela força normal de compressão, incluindo a parcela devida à fluência do material. No primeiro procedimento matemático, foi adotado a curva de tensão-deformação do concreto, padronizada pela ABNT NBR6118:2014, que foi comparado ao método de integração das relações diferenciais de deslocamentos ao longo do comprimento da estrutura. Em relação ao segundo trabalho publicado, o desenvolvimento matemático foi aplicado à um caso prático real, generalizando a validade da formulação em colunas extremamente esbeltas de concreto armado, além de avaliar a influência das propriedades reológicas do concreto, na carga crítica de flambagem, considerando-se a possibilidade de implantação da estrutura em diferentes regiões do Brasil, com índices de temperatura e umidade variáveis. Ao fim, contatou-se uma redução máxima de mais de 70% da capacidade de carga da coluna, na região mais desfavorável da análise. |
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