[pt] Este trabalho apresenta um estudo experimental sobre a redistribuição de momentos em vigas contínuas de concreto construídas em aduelas pré-moldadas, com juntas secas, e protendidas com cabos sintéticos externos. Para tanto foram ensaiadas quatro vigas contínuas, com dois vãos iguais, sendo uma monolítica e as demais em aduelas pré-moldadas. Todas as vigas têm a mesma seção transversal tipo I, com dois vãos, altura da seção de 30 cm, largura do flange e espessura da alma igual a 30 cm e 10 cm, respectivamente. A viga monolítica tem relação 1/dp (vão/altura) igual a 18,75 e nas vigas em aduelas os valores desta relação foram entre 12,5, 18,75 e 25. As vigas são protendidas com dois cabos sintéticos externos com traçado poligonal. Os cabos utilizados são feitos com fibras sintéticas de alta resistências (2700 MPa) e alto modulo de elasticidade (126000 MPa) conhecidas comercialmente como Kevlar. O objetivo deste estudo é examinar a redistribuição de momentos em vigas contínuas com sistemas construtivos diferentes e com diferentes relações 1/dp frente à utilização de cabos sintéticos. Os resultados mostram que a redistribuição de momentos em vigas em aduelas pode ser obtida a partir de uma viga monolítica semelhante e que o comportamento da redistribuição de momentos nas vigas em aduelas é pouco influenciada pela relação l/dp. / [en] An experimental investigation on the behavior of continuous segmental concrete beams, prestressed with external aramid tendons, was carried out. Four beams were tested; one was monolithic and the others were constructed in precast dry- jointed segments. All the beams had the same overall dimensions, with two spans and an I section 30 cm high, flange width of 30 cm and web thickness of 10 cm. The 1/dp span/section height) ratio was 18,75 for the monolithic beam and 12.5, 18.75 and 25 for the segmental beams. The beams were post-tensioned with two external aramid tendons, which are made of high strength (2700 MPa) high modulus (126000 MPa)Kevlar 49 yarns. The main objective was to study the moment redistribution in the post-cracking stage. Test results have shown that the moment redistribution in segmental beams can be obtained from a similar monolithic beam and that the moment redistribution is only slightly affected by the 1/dp.

[pt] No presente trabalho foi estudado o comportamento mecânico do concreto reforçado com fibras de aço na escala do material e estrutural. A caracterização da matriz foi realizada por meio de ensaios de compressão para diferentes idades. Foram realizados ensaios de flexão em três pontos, e ensaios de tração direta em corpos de prova no formato de dog bone, tanto para a matriz quanto para concretos reforçados com fibras de aço. As fibras eram providas de ganchos nas extremidades, com comprimentos de 30, 35 e 60 mm e diâmetros de 0,62, 0,55 e 0,75 mm, respectivamente. As frações volumétricas adotadas foram 0,25, 0,5 e 1,0 por cento. A adição de fibras promoveu aumento na tenacidade e na resistência residual do concreto tanto nos ensaios de flexão quanto tração direta. Ensaios de tração direta em tirantes de concreto armado foram conduzidos para a matriz e para concretos reforçados com 1,0 por cento das fibras de 35 e 60 mm de comprimento. Foi observado que a adição de fibras controlou a abertura de fissuras, aumentou a rigidez pós fissuração e a aderência barra-concreto. Na escala estrutural, ensaios de momento negativo no meio do vão foram conduzidos em dormentes de concreto protendido sem reforço e com 0,5 por cento de fibras de comprimento 35 e 60 mm. O momento de primeira fissura, momento último e a tenacidade foram incrementadas com a adição de fibras no dormente. Os resultados experimentais foram verificados por cálculo teórico. O incremento no momento último pela adição de fibras seguiu o mesmo padrão apresentado experimentalmente. / [en] This work presents an evaluation of the mechanical behavior of steel fiber reinforced concrete on a material and structural scale. The characterization of the matrix was performed by compression tests for different ages. Three-point bending tests and direct tensile tests on dog bone specimens were performed for the matrix and for concrete reinforced with steel fibers. The fibers had hooked-end geometry, were 30, 35 and 60 mm long and had diameters of 0.62, 0.55 and 0.75 mm, respectively. The volume fractions were 0.25, 0.5 and 1.0 per cent. The addition of fibers promoted an increase in toughness and residual strength of the concrete in both the flexural and direct tensile tests. Tension stiffening tests were conducted on the matrix and on concretes reinforced with 1.0 per cent of the 35 and 60 mm long fibers. It was observed that the addition of fibers controlled the crack opening, increased post-cracking stiffness and bar-concrete adhesion. In the structural scale, negative bending moment tests at mid span were conducted on reinforced concrete sleepers with 0.5 per cent of the 35 and 60 mm long fibers. The first crack strength, ultimate strength and toughness were increased with the addition of fibers on the sleeper. The experimental results were verified by theoretical calculations. The increment ratio of the ultimate moment by the fiber addition was the same for the theoretical and experimental analysis.

Este trabalho de doutorado versa sobre a simulação numérica das etapas construtivas de pontes estaiadas através do método dos elementos finitos, utilizando a plataforma ANSYS, versão 14.5. A justificativa da realização deste trabalho vem da crescente utilização deste tipo de estrutura de ponte no Brasil, devido, principalmente, ao seu bom comportamento estrutural e pela possibilidade de uso de uma estrutura mais leve, esbelta e econômica. Inicialmente, foi feita uma pesquisa abrangente sobre os componentes estruturais e concepções de projetos mais utilizados. Em seguida, estudaram-se as relações constitutivas de cada material constituinte, a fim de melhor representá-los na simulação numérica. Para a representação das equações constitutivas do concreto, implementou-se um novo modelo de material visco-elastoplástico com fissuração, com a ajuda da ferramenta de customização UPF (User Programmable Features), onde foram adicionadas novas sub-rotinas ao programa principal em linguagem FORTRAN. Como o objetivo final desta tese era trabalhar com análise estrutural das etapas construtivas de pontes estaiadas, envolvendo um número muito grande de elementos finitos, a implementação deste novo modelo possibilitou a utilização de elementos tridimensionais quadráticos de 20 nós (SOLID186) com armadura incorporada (REINF264), tornando a solução do problema mais rápida e eficaz. A fim de validar as sub-rotinas acrescentadas ao sistema, foram simuladas dezesseis vigas em concreto armado, ensaiadas por Leonhardt e Walther (1962) e por Bresler e Scordelis (1963), e uma viga segmentada com protensão externa, ensaiada por Aparicio et al (2002). A comparação de resultados das análises numéricas e experimentais mostraram boa aproximação. Após a validação das sub-rotinas, foi modelada numericamente a Ponte do Saber, localizada na cidade do Rio de Janeiro, seguindo fielmente as etapas construtivas adotadas na construção da ponte. A partir dos dados de monitoramento desta ponte, durante a fase executiva, foi possível comparar os valores obtidos no modelo numérico com as informações coletadas em campo, obtendo-se bons resultados. / This doctoral thesis presents the numerical simulation of the construction stages of cable-stayed bridges using the finite element method, through the ANSYS software, version 14.5. This work is justified by the increasing use of such structures in Brazil, mainly due to its good structural behavior and the possibility of using a lighter, slender and economic structure. Initially, it presents the results of a research about the structural components and the commonly used design concepts. Then, the constitutive relations of each constituent material were studied, in order to best represent them in the numerical simulation. For the representation of the constitutive equations of concrete, it was implemented a new model of visco-elastoplastic material with cracking. That was made with the help of the customization tool UPF (User Programmable Features), where new subroutines were added to the main program in FORTRAN language. The final goal of this thesis is to work with structural analysis of the construction stages of cable-stayed bridges, involving a very large number of finite elements. Therefore, the implementation of this new model enabled the use of three-dimensional quadratic elements of 20 nodes (SOLID186) with embedded reinforcement (REINF264), making the solution of the problem faster and more effective. In order to validate the subroutines added to the system, sixteen reinforced concrete beams tested by Leonhardt and Walther (1962) and by Bresler and Scordelis (1963), and a segmental beam with external prestressing, tested by Aparicio et al (2002) were simulated. The comparison of results of numerical and experimental analyzes showed good approximation. After validation of the subroutines, it was numerically modeled the Saber Bridge, located in the city of Rio de Janeiro, following exactly the constructive steps taken in the construction of the bridge. Based on the monitoring data of the bridge during the construction phase, it was possible to compare the values obtained from the numerical model with the information collected in the field, obtaining good results.

Diversos pesquisadores têm estudado o comportamento e o emprego de aduelas de concreto, que constituem as vigas segmentadas em sistemas estruturais, de maneira especial pontes e viadutos. Por esta razão, inúmeros trabalhos têm sido publicados nos últimos anos respaldados por testes experimentais e análises numéricas. O comportamento destas vigas contrasta com as clássicas vigas monolíticas em diversos aspectos, pois, a estrutura é composta de partes de elementos de concreto pré-moldado que, após serem posicionados no local definitivo, são protendidos. A protensão pode ser aderente ou não aderente. A principal vantagem deste sistema de construção é a rapidez e o alto controle de qualidade, por isso é largamente utilizado, havendo uma demanda de estudo de previsão do seu real comportamento No presente trabalho apresenta-se uma modelagem numérica via elementos finitos, para simular o comportamento de vigas compostas por aduelas justapostas sem material ligante entre as juntas. A protensão aplicada é aderente e a análise considera a não linearidade da região da junta. Assim sendo, o objetivo desta investigação é dar uma contribuição ao estudo do comportamento estrutural estático de vigas segmentadas, atentando para o comportamento das juntas, utilizando um programa comercial. Para o modelo são empregadas técnicas usuais de discretização, via método dos elementos finitos (MEF), por meio do programa de elementos finitos SAP2000[93]. O modelo proposto é constituído de elementos de placa próprios para concreto para representar a viga, a protensão é introduzida por meio de barras bidimensionais que transferem as tensões ao longo de seu comprimento e as juntas são implementadas utilizando elementos de contato. A analise é bidimensional e considera os efeitos das perdas de protensão. Este trabalho de pesquisa objetiva também o estudo de elementos de contato especialmente as características de deformação para esta ferramenta computacional. A definição dos parâmetros para o modelo foi feita com base em dados experimentais disponíveis na literatura. O modelo numérico foi calibrado e confrontado com resultados experimentais obtidos em ensaios de laboratório. / Several researchers have studied the behavior and the use of concrete staves, which are segmented beams in structural systems, especially bridges and overpasses, in civil engineering. For this reason, numerous studies have been published in recent years supported by experimental tests and numerical analyzes. The behavior of these beams in contrast to the conventional monolithic beams in different ways because the structure is composed of portions of pre-cast concrete elements which after being placed in situ are prestressed. The prestressing can be adhered or otherwise attached. The main advantage of this system of construction is speed and high quality control, so it is widely used; there is a demand forecast study their actual behavior. In this paper, we present a finite element model to simulate the behavior of composite beams prestressed by adherent with staves. Therefore, the objective of this research is to make a contribution to the study of static structural behavior of beams targeted observing the behavior of joints using a commercial program. For the model are employed standard techniques of discretization via the finite element method (FEM), using the finite element program SAP2000 [90]. The model is made of elements suitable for plaque to represent the actual beam, the prestressing is introduced by means of two-dimensional bar which transfer the stresses along its length and the joints are implemented using contact elements proposed by the program, called Link. The analysis is two dimensional and considers the effects of prestressing losses. This research also aims to study the contact elements especially the characteristics of deformation to this computational tool. The definition of parameters for the model was based on experimental data available in literature. The numerical model was calibrated and compared with experimental results obtained in laboratory trials.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2580.pdf: 4760065 bytes, checksum: 5236258da515ebb08b8d6b0431607f59 (MD5) Previous issue date: 2009-07-30 / This work shows a calculation sequence to determine and detail the longitudinal and transverse reinforcement of prestesses beams with pre-composed section. All procedures are done in a way that meets all the requirements of NBR6118: 2003 and 9062:2006 Code. It shows how the checks can be made of the ultimate state limit and the cracking service state and determining whether there is need for the isolation of the strand. The prestesses loss are considered taking into account the age of the constituents of the concrete section at the time when each step is performed and the procedure for progressive loss. The assumptions adopted for the calculation as composite section and the respective transverse reinforcement are detailing. It can be done as the detailing of transverse reinforcement with special care for the end of the piece where it is common the use of dapped-end. Four numerical examples are solved showing how the recommended calculation sequence allows the designer immediately realize the best solution, including the need for the use of prestressed strand along the top edge. The results obtained in the examples it can be seen: the advantage of using the section Ibeam, the semi-rigid connection has a limited efficiency even with large amounts of negative reinforcement, because the existence of the dapped-end, that considering the effect of prestressing causes the shear reinforcement required is minimal. Finally we can conclude that in several instances the situation critical for obtaining the longitudinal reinforcement was in service with the decompression. / Este trabalho mostra um roteiro para determinar e detalhar as armaduras longitudinal e transversal de vigas pré-tracionadas com seção composta. Todos os procedimentos são feitos de maneira que atenda a todas as prescrições das normas NBR 6118:2003 e NBR 9062:2006. Apresentam-se como podem ser feitas as verificações do estado limite último assim como em serviço de fissuração e determinando se há necessidade do isolamento das cordoalhas. As perdas de protensão são consideradas levando-se em conta a idade dos concretos constituintes da seção na época em que cada etapa é executada e o procedimento de perdas progressivas. As hipóteses adotadas para o cálculo como seção composta e respectiva armadura de costura são detalhadas. Mostra-se como pode ser feito o detalhamento da armadura transversal com especial cuidado para a extremidade da peça onde é comum o uso de dente Gerber. Quatro exemplos numéricos são resolvidos mostrando como o roteiro recomendado permite ao projetista perceber logo a melhor solução, inclusive da necessidade do uso de protensão junto a borda superior. Pelos resultados obtidos nos exemplos percebe-se: a vantagem do uso da seção em forma de I; que a ligação semi-rígida tem pequena eficiência mesmo com grande quantidade de armadura negativa, devido a existência do dente Gerber; que considerando o efeito da protensão faz com que a armadura de cisalhamento necessária seja a mínima. Finalmente pode-se concluir que nos diversos exemplos a situação determinante para a obtenção da armadura longitudinal foi a em serviço com a descompressão.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2619.pdf: 7427487 bytes, checksum: 98b4ddecbd3d7c77e7243be747b10ff6 (MD5) Previous issue date: 2009-08-17 / This work describes the procedures used in the manufacture and assembly of prestressed concrete hollow core slab systems, along with recommendations for presentation and implementation of projects in order to optimize the use of such elements and also its functionality, trying to keep the same quality and durability. So, it is briefly shown that the theory applied to the development of calculations and verifications in the ultimate and service states, considering the bending behavior of the panels, the shear and the excessive deformation, and prestress losses that are of great importance for the final results. Therefore, it creates a scheme to solve two numerical examples which come from a cross-section preestablished on the basis of tables published that are related to overload and long spans which the slab can achieve. Then compare the results obtained in the examples with the values that the tables showed and then do relevant comments. Finally, the conclusions are provided and comments for improvements in the sector of design and production of hollow core slabs, followed by suggestions for future work. / O presente trabalho descreve os procedimentos de fabricação e montagem utilizados no sistema de lajes alveolares em concreto protendido, juntamente com recomendações para apresentação e execução dos projetos a fim de otimizar o uso desses elementos quanto a sua funcionalidade, prezando manter a qualidade e a durabilidade dos mesmos. Para isso, mostrase sucintamente a teoria aplicada para o desenvolvimento dos cálculos e verificações nos estados limites último e de serviço, levando-se em conta o comportamento dos elementos à flexão, ao cisalhamento, assim como as deformações excessivas, além de tratar das perdas de protensão, que se mostram de grande importância para o resultado final. Com isso, cria-se um roteiro para resolver dois exemplos numéricos, os quais partem de uma seção préestabelecida, com base em tabelas publicadas, em que relacionam a sobrecarga e o vão máximo que a laje pode atingir. Em seguida, são comparados os resultados obtidos nos exemplos com os valores que as tabelas apresentam e feitos os comentários pertinentes. Finalmente, são fornecidas as conclusões e comentários para melhorias no setor de projeto e produção de lajes alveolares, seguidos de sugestões para trabalhos futuros.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3262.pdf: 8603825 bytes, checksum: 51c881687adbb3d6b1750785d0cfee94 (MD5) Previous issue date: 2010-08-24 / The following paper presents methods of calculation, verification and detailing of prestressed longitudinal reinforcement in cross sections of elements subjected to bending conceptualizing prestressing systems and its constituent elements, as well as the development of practical examples, calculated and detailed in a didactic manner, seeking an easy understanding and learning. The present study chooses to calculate the longitudinal reinforcement at the ultimate limit state and check it out at the serviceability limit state, always following the current standards. To organize the concepts and cohesion of the information, it is necessary to discuss theoretical and conceptual foundation by assembling several authors who derive about the subject matter. In order to ensure the adoption of normative recommendations (NBR6118:2007 e NBR9062:2005), issues such as durability, cover, classes of environmental aggressiveness, combinations of calculating and limiting values of prestress are discussed. As an example, it is presented a calculation discussion from a structure tailored to different classes of environmental aggressiveness, maintaining its main features, such as: the vain, the cross section and loads. With this work we realize that the calculations are needed, since there is not a situation which determines the scaling of the longitudinal reinforcement. Lastly, we present suggestions for future papers. In order to maintain the geometric features needed to the placement of the active armor on the top edge and on the replacement of the active armor by the passive one at any percentage can only be accomplished in partial prestress. The concurrent examinations may prevent the use of certain sections, for example, when examinations on empty are exclusive, or when the moment value relative to the weight itself is small in relation to the total moment. / O presente trabalho apresenta métodos de cálculo, verificação e detalhamento de armaduras longitudinais protendidas nas seções transversais de elementos submetidos à flexão conceituando os sistemas de protensão e seus elementos constituintes, bem como, o desenvolvimento de exemplos práticos, calculados e detalhados de maneira didática, visando um fácil entendimento e aprendizado. Neste trabalho opta-se por calcular a armadura longitudinal no estado limite último e verificá-la no estado limite de serviço, seguindo sempre as normas vigentes. Para a organização dos conceitos e coesão das informações, faz-se necessária a discussão teórica e o embasamento dos conceitos através da reunião de diversos autores que discorrem sobre o assunto abordado. Pretendendo garantir a adoção das recomendações normativas (NBR6118:2007 e NBR9062:2005), são discutidas questões como durabilidade, cobrimentos, classes de agressividade ambiental, combinações de cálculo e valores limites de protensão. Na forma de exemplo, é apresentada uma discussão de cálculo a partir de uma estrutura dimensionada para variadas classes de agressividade ambiental, mantendo suas características principais, como: o vão, a seção transversal e os carregamentos. Com o trabalho percebe-se que são necessários os cálculos, pois não há uma situação determinante para o dimensionamento da armadura longitudinal. Para que se mantenham as características geométricas é necessária a colocação de armadura ativa na borda superior e na substituição da armadura ativa pela passiva em qualquer porcentagem só pode ser realizada na protensão parcial. As verificações simultâneas podem inviabilizar o uso de certas seções, por exemplo, quando as verificações em vazio são excludentes, ou quando, o valor do momento relativo ao peso próprio é pequeno em relação ao momento total. Por fim são apresentadas sugestões para trabalhos futuros.

[pt] Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma ferramenta computacional gráfico-interativa para a verificação de vigas de concreto protendido com pós-tração aderente ao estado limite de serviço, de acordo com a norma brasileira NBR 6118:2014. A ferramenta é uma extensão (addin) para o Autodesk Robot Structural Analysis Professional , que serve como plataforma de modelagem estrutural. A partir de dados fornecidos pelo usuário através de uma interface gráfica, o programa desenvolvido calcula todas as perdas de protensão que ocorrem ao longo da vida-útil da estrutura, assim como os carregamentos equivalentes à protensão durante este período. O trabalho apresenta os métodos de cálculo tradicionais das perdas imediatas e diferidas, obtidos da NBR 6118, e as modificações que tiveram que ser feitas para permitir um cálculo incremental. Exemplos de utilização do programa e dos cálculos necessários também são apresentados e comprovam, pelos bons resultados obtidos, o acerto na escolha da metodologia escolhida. Como resultado, a ferramenta apresenta duas saídas: uma planilha contendo os esforços e as tensões atuantes na viga ao longo de sua vida-útil e verificações destes valores em relação aos limites estabelecidos para o estado limite de serviço; e o modelo estrutural no Robot apresenta os carregamentos equivalentes da protensão. O usuário pode então adotar estes carregamentos em demais cálculos da estrutura, enquanto a planilha pode ser utilizada para verificar com facilidade se a protensão atende às condições de serviço. / [en] This work presents the development of an interactive graphics computational tool for the verification of prestressed concrete beams with posttensioned bonded tendons to the serviceability limit state stress check according to the Brazilian code NBR 6118:2014. The tool is an add-in for Autodesk Robot Structural Analysis Professionalr, which serves as a structural modeling platform. With data supplied by the user through a graphics user interface, the program here developed calculates all relevant prestress losses that occur throughout the structure s life-cycle, along with the prestressing s equivalent loads during this period. The traditional calculation methods, obtained in the NBR 6118, are presented along with the modifications which had to be implemented in order to allow for incremental loss calculations. Usage examples and the necessary calculations are presented and, through the results obtained, validate the adopted methodology. As results, the program presents two outputs: a spreadsheet containing the resultant forces and stresses and a check of these values with respect to the permissible stresses in the serviceability limit state; and the Robot model presents the prestress equivalent loads. The user may then use these loads in additional calculations. The spreadsheet may be used to easily check if the prestress is sufficient with respect to serviceability conditions.

Diversos pesquisadores têm estudado o comportamento e o emprego de aduelas de concreto, que constituem as vigas segmentadas em sistemas estruturais, de maneira especial pontes e viadutos. Por esta razão, inúmeros trabalhos têm sido publicados nos últimos anos respaldados por testes experimentais e análises numéricas. O comportamento destas vigas contrasta com as clássicas vigas monolíticas em diversos aspectos, pois, a estrutura é composta de partes de elementos de concreto pré-moldado que, após serem posicionados no local definitivo, são protendidos. A protensão pode ser aderente ou não aderente. A principal vantagem deste sistema de construção é a rapidez e o alto controle de qualidade, por isso é largamente utilizado, havendo uma demanda de estudo de previsão do seu real comportamento No presente trabalho apresenta-se uma modelagem numérica via elementos finitos, para simular o comportamento de vigas compostas por aduelas justapostas sem material ligante entre as juntas. A protensão aplicada é aderente e a análise considera a não linearidade da região da junta. Assim sendo, o objetivo desta investigação é dar uma contribuição ao estudo do comportamento estrutural estático de vigas segmentadas, atentando para o comportamento das juntas, utilizando um programa comercial. Para o modelo são empregadas técnicas usuais de discretização, via método dos elementos finitos (MEF), por meio do programa de elementos finitos SAP2000[93]. O modelo proposto é constituído de elementos de placa próprios para concreto para representar a viga, a protensão é introduzida por meio de barras bidimensionais que transferem as tensões ao longo de seu comprimento e as juntas são implementadas utilizando elementos de contato. A analise é bidimensional e considera os efeitos das perdas de protensão. Este trabalho de pesquisa objetiva também o estudo de elementos de contato especialmente as características de deformação para esta ferramenta computacional. A definição dos parâmetros para o modelo foi feita com base em dados experimentais disponíveis na literatura. O modelo numérico foi calibrado e confrontado com resultados experimentais obtidos em ensaios de laboratório. / Several researchers have studied the behavior and the use of concrete staves, which are segmented beams in structural systems, especially bridges and overpasses, in civil engineering. For this reason, numerous studies have been published in recent years supported by experimental tests and numerical analyzes. The behavior of these beams in contrast to the conventional monolithic beams in different ways because the structure is composed of portions of pre-cast concrete elements which after being placed in situ are prestressed. The prestressing can be adhered or otherwise attached. The main advantage of this system of construction is speed and high quality control, so it is widely used; there is a demand forecast study their actual behavior. In this paper, we present a finite element model to simulate the behavior of composite beams prestressed by adherent with staves. Therefore, the objective of this research is to make a contribution to the study of static structural behavior of beams targeted observing the behavior of joints using a commercial program. For the model are employed standard techniques of discretization via the finite element method (FEM), using the finite element program SAP2000 [90]. The model is made of elements suitable for plaque to represent the actual beam, the prestressing is introduced by means of two-dimensional bar which transfer the stresses along its length and the joints are implemented using contact elements proposed by the program, called Link. The analysis is two dimensional and considers the effects of prestressing losses. This research also aims to study the contact elements especially the characteristics of deformation to this computational tool. The definition of parameters for the model was based on experimental data available in literature. The numerical model was calibrated and compared with experimental results obtained in laboratory trials.

Este trabalho de doutorado versa sobre a simulação numérica das etapas construtivas de pontes estaiadas através do método dos elementos finitos, utilizando a plataforma ANSYS, versão 14.5. A justificativa da realização deste trabalho vem da crescente utilização deste tipo de estrutura de ponte no Brasil, devido, principalmente, ao seu bom comportamento estrutural e pela possibilidade de uso de uma estrutura mais leve, esbelta e econômica. Inicialmente, foi feita uma pesquisa abrangente sobre os componentes estruturais e concepções de projetos mais utilizados. Em seguida, estudaram-se as relações constitutivas de cada material constituinte, a fim de melhor representá-los na simulação numérica. Para a representação das equações constitutivas do concreto, implementou-se um novo modelo de material visco-elastoplástico com fissuração, com a ajuda da ferramenta de customização UPF (User Programmable Features), onde foram adicionadas novas sub-rotinas ao programa principal em linguagem FORTRAN. Como o objetivo final desta tese era trabalhar com análise estrutural das etapas construtivas de pontes estaiadas, envolvendo um número muito grande de elementos finitos, a implementação deste novo modelo possibilitou a utilização de elementos tridimensionais quadráticos de 20 nós (SOLID186) com armadura incorporada (REINF264), tornando a solução do problema mais rápida e eficaz. A fim de validar as sub-rotinas acrescentadas ao sistema, foram simuladas dezesseis vigas em concreto armado, ensaiadas por Leonhardt e Walther (1962) e por Bresler e Scordelis (1963), e uma viga segmentada com protensão externa, ensaiada por Aparicio et al (2002). A comparação de resultados das análises numéricas e experimentais mostraram boa aproximação. Após a validação das sub-rotinas, foi modelada numericamente a Ponte do Saber, localizada na cidade do Rio de Janeiro, seguindo fielmente as etapas construtivas adotadas na construção da ponte. A partir dos dados de monitoramento desta ponte, durante a fase executiva, foi possível comparar os valores obtidos no modelo numérico com as informações coletadas em campo, obtendo-se bons resultados. / This doctoral thesis presents the numerical simulation of the construction stages of cable-stayed bridges using the finite element method, through the ANSYS software, version 14.5. This work is justified by the increasing use of such structures in Brazil, mainly due to its good structural behavior and the possibility of using a lighter, slender and economic structure. Initially, it presents the results of a research about the structural components and the commonly used design concepts. Then, the constitutive relations of each constituent material were studied, in order to best represent them in the numerical simulation. For the representation of the constitutive equations of concrete, it was implemented a new model of visco-elastoplastic material with cracking. That was made with the help of the customization tool UPF (User Programmable Features), where new subroutines were added to the main program in FORTRAN language. The final goal of this thesis is to work with structural analysis of the construction stages of cable-stayed bridges, involving a very large number of finite elements. Therefore, the implementation of this new model enabled the use of three-dimensional quadratic elements of 20 nodes (SOLID186) with embedded reinforcement (REINF264), making the solution of the problem faster and more effective. In order to validate the subroutines added to the system, sixteen reinforced concrete beams tested by Leonhardt and Walther (1962) and by Bresler and Scordelis (1963), and a segmental beam with external prestressing, tested by Aparicio et al (2002) were simulated. The comparison of results of numerical and experimental analyzes showed good approximation. After validation of the subroutines, it was numerically modeled the Saber Bridge, located in the city of Rio de Janeiro, following exactly the constructive steps taken in the construction of the bridge. Based on the monitoring data of the bridge during the construction phase, it was possible to compare the values obtained from the numerical model with the information collected in the field, obtaining good results.