Simulação numérica de reforço e reabilitação de vigas de concreto armado

• Autor(a) principal: Abe, Izadora Pivotto
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-07022020-142352/
• topic: Concrete; Concreto; Elementos finitos; Finite elements; Posicional; Positional; Reabilitação; Reforço; Rehabilitation; Reinforcement

Apesar do concreto ser um dos materiais mais utilizados na construção civil, muitos estudos sobre o comportamento desse material ainda vêm sendo desenvolvidos devido à complexidade de sua estrutura interna, podendo ser caracterizado como isotrópico ou até anisotrópico, a depender da escala de análise utilizada. Um problema recorrente em elementos estruturais compostos por esse material é o aparecimento de fissuras provocadas principalmente devido à sua baixa resistência à tração. Dessa forma, técnicas para o reforço de estruturas em concreto armado vêm sendo estudadas e aplicadas pelos profissionais da área. Modelos numéricos representativos dos procedimentos para recuperação de estruturas têm sido desenvolvidos, resultando em ferramentas computacionais para simulação dessas estratégias. Nesse contexto, o objetivo principal deste trabalho é a elaboração de um código computacional para simulação numérica de uma viga em concreto armado com reforço (por meio de uma manta polimérica) e recuperação (através da substituição do concreto). Para a consideração da não linearidade física do material, utilizou-se o modelo de dano de Mazars. A modelagem ocorreu desde a geração da situação em que foi verificada a necessidade de intervenção na estrutura até a aplicação do reforço e análise posterior à execução do processo. Foram combinados diferentes elementos finitos na representação do conjunto, descrevendo separadamente a armadura e a matriz cimentícia. A análise foi realizada através da implementação do método dos elementos finitos com formulação posicional, ou seja, considerando as posições nodais ao invés dos deslocamentos como variáveis e considerando a não linearidade geométrica. A formulação utilizada permitiu a representação da armadura e da matriz cimentícia sem a necessidade de coincidência das malhas. O sistema de referência para a formulação posicional é o Lagrangiano total e a formulação foi feita a partir da minimização do funcional de energia potencial total do sistema. Para a solução do problema não linear foi utilizado o método incremental iterativo de Newton-Raphson. As implementações foram realizadas na linguagem computacional FORTRAN.