O objetivo deste trabalho é desenvolver um modelo computacional, baseado no método dos elementos finitos, para o estudo de peças de concreto armado e protendido submetidas a estados planos de tensão. O estudo abrange situações de carga de curta e longa duração, onde consideram-se fluência e retração do concreto e relaxação do aço. São utilizados modelos constitutivos elasto-viscoplásticos para descrever o comportamento dos materiais. Implementou-se um modelo de camadas superpostas para melhor representar o comportamento do concreto, onde o material é composto de diversas camadas que sofrem a mesma deformação. Cada camada possui diferentes características materiais e a tensão total é obtida pela soma das diferentes contribuições de cada camada. Para a fissuração da concreto, utilizou-se um modelo de fissuras distribuídas, que leva em conta a contribuição do concreto entre fissuras. Tanto a amadura passiva como a de pratensão são introduzidas no modelo como uma linha de material mais rígido dentro do elemento de concreto. Os deslocamentos ao longo da armadura são referenciados aos deslocamentos nodais do elemento de concreto. Deste modo, obtém-se uma matriz de rigidez para a armadura com as mesmas dimensões que a matriz de rigidez do elemento de concreto, A matriz de rigidez do elemento concreto-aço é a soma das duas matrizes. Considera-se aderência perfeita entre o concreto e o aço. Os resultados obtidos com esse programa computacionai são comparados com valores experimentais disponíveis. / The purpose of this work is to develop a computational model, based on the Einite element method, for the study of reinforced and prestessed concrete structures under plane stress states. The study comprehends short and long-term loading situations, where creep and shrinkage in concrete and steel relaxation are considered. Elasto-viscoplastic constitutive models are used to describe the behavior of the materiais. An overlay model is included to better represent the concrete behavior, where the material is composed by several layers which have the same deformation. Each layer has different material properties and the total stress is obtained by the sum of the different contributions of each one. A smeared crack model is used for the cracking of concrete, which considers the contribution of concrete between cracks. The passive reinforcement as well as the prestressing one are inserted in the model as a stiffer material line inside the concrete element. The displacements along the reinforcement are referred to the nodal displacements af the concrete element. So, a stiffness matrix for the reinforcement with the same dimensions of the stiffness matrix of the concrete element is obtained. The stiffness matrix of the reinforcement element is the sum of both above mentioned matrices. The bond between concrete and steel is assumed to be perf ect. The results obtained through this computational program are compared with available experimental values.

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O presente trabalho aborda a utilização da protensão não aderente em edifícios residenciais e comerciais de concreto, focando os aspectos referentes às soluções com protensão aderente e não aderente e em concreto armado, para o consumo de materiais, notadamente: concreto, fôrmas e armaduras. São considerados três diferentes sistemas estruturais, sendo estes: laje plana maciça apoiada sobre pilares; laje plana nervurada apoiada sobre pilares e laje nervurada apoiada em vigas faixa protendidas sobre pilares. São apresentados estudos destes casos com a utilização da ferramenta computacional de análise estrutural TQS, a qual é baseada na análise por grelha. São comparados os índices de consumo de materiais para os dois referidos sistemas de protensão, discutindo os limites de sua utilização. Como resultados, o estudo fornece conclusões satisfatórias para utilização da protensão, tanto aderente quanto não aderente, em relação ao concreto armado. Ainda, o sistema de protensão aderente mostrou-se ligeiramente mais econômico, do ponto de vista de consumo de materiais, porém, é um sistema com produtividade inferior às soluções com protensão não aderente, tornando esta última solução, a mais adotada no cotidiano dos escritórios de cálculo de engenharia civil dentre as citadas / The present work deals the use of the prestressed unbonded tendons in residential and commercial concrete buildings, pointing out aspects to the application with bonded and unbonded prestressing and reinforced concrete, regarding the consumption such as concrete, molds and reinforcing steel. Three different structural systems are considered: flat plate and columns; waffle slab and columns and waffle slab (non prestressed) in prestressed strip beams supported by columns. Case studies are presented with the use of the software of structural analysis TQS, which is based on the grillage analogy method. The consumption of materials is compared for the two referred prestressing systems, discussing the limits of their application. Based on the developed analyses, the study supplies satisfactory conclusions for use of the prestressing systems (bonded and unbonded), compared to reinforced concrete systems. With relation to the consumption of materials, the use of bonded tendons is a bit more cost effective, however, with smaller productivity than tendons with prestressed unbonded tendons, being the last one the more usual prestressing systems. Still, the system of prestressed bonded tendons was shown more economical, of the point of view of materials consumption, however, it is a system with inferior productivity to the solutions with prestressed unbonded tendons adopted in civil engineering offices nowadays

Embora a utilização do concreto de alto desempenho (CAD) para a fabricação de elementos pré-moldados seja frequentemente usado na construção civil, o presente trabalho apresenta um estudo do emprego de microconcreto em aduelas tubulares de pequenas espessuras protendidas dentro de critérios fabris, com materiais regionais, a fim de repassar para a iniciativa privada os resultados colhidos das análises já elaboradas. As aduelas servirão para compor o tabuleiro de passarelas estaiadas, com a intenção de projetar uma estrutura que, além de harmônica aos olhos e arrojada, também seja econômica, pois se aplicando a protensão nas aduelas que formam o tabuleiro, pode-se explorar uma das características que os concretos de alto desempenho e resistência têm de melhor, que é a resistência à compressão (> 80MPa). Os materiais utilizados na dosagem do microconcreto para a confecção dos elementos em escala real, foram os seguintes: CP V ARI RS, sílica de ferro-silício em substituição volumétrica ao cimento em 10%, três tipos de areias de cava da região para o melhor empacotamento das partículas reduzindo os vazios, pedrisco basáltico com dimensão máxima de 9,5 mm em consonância com as características geométricas do elemento estrutural e da armadura e um superplastificante para atingir a consistência desejada. Levaram-se em conta na produção desse trabalho os recentes desenvolvidos havidos na reologia dos concretos frescos, ação da carbonatação e ação de cloretos. A consistência do concreto foi um fator importante para a determinação do traço, pois o concreto foi lançado nos moldes a uma altura de 2,40 m, permanecendo coeso. A concretagem foi realizada através de betonadas consecutivas para o total preenchimento do molde, onde em todas as betonadas foram realizadas a mesma seqüência de mistura pré-estabelecida. Foram moldadas duas aduelas em escala real, as quais foram estudadas seguindo a simulação do processo de montagem e uso da passarela, a fim de se analisar as solicitações atuantes e as formas de ruína das aduelas acopladas. As resistências mecânicas dos corpos-de-prova foram analisadas nas idades de 1, 3, 7, 28, 63 e 91 dias, cujos resultados de resistência à compressão simples, compressão diametral e o módulo de elasticidade atingiram ao previsto no projeto. O acabamento superficial, o tempo de lançamento, adensamento, desforma, cura e o transporte foram adequados para o reaproveitamento dos moldes. Com os resultados obtidos das análises realizadas com os dois módulos do tabuleiro, verificou-se a possibilidade de construir passarelas com elementos tubulares de pequena espessura protendidos com barras de Dywidag pelo sistema de protensão proposto. Verificou-se também uma pequena amplitude das deformações e deslocamentos das aduelas no processo de montagem e uso da passarela, assim como no transporte das aduelas. Não foram observadas a formação de quaisquer tipos de fissuras durante todo o processo envolvido, quais sejam, desmoldagem, estocagem, transporte, lançamento e utilização simulada. / Although the use of high performance concrete (HPC) for precast elements manufacture is frequently used in civil construction, this work presents a study of the utilization of microconcrete in prestressed small thicknesses tubular barrel stave, in manufacturing criteria, with regional materials, in order to repass to private initiative the already elaborated analyses results. Barrel stave will serve to compose cable-stayed footbridge deck, with the intent to project a structure that, beyond pleasant and bold, must be also economic, therefore applying prestress in barrel stave to form the deck, it\'s possible to explored the most important high performance and strength concrete characteristics, the compressive strength (> 80MPa). The used materials to design a microconcrete for the elements confection in real scale, are the following: CP V ARI RS, ferrosilicon silica fume in 10% volumetric substitution to the cement, three types of regional sands for optimum particles packing to reduce the emptinesses, 9,5 mm basaltic grave in accord with the geometric characteristics of the structural element and reinforcement, and superplasticizer additives to reach the desired consistency. Recent researches about fresh concrete rheology, carbonation and chloride action had been taken in account in the production of this work. The consistency was an important factor for concrete design, therefore the concrete would be was launched in 2,40 m height molds, remaining united. The molding was carried through consecutive load concrete mixer operation for the total fulfilling of the mold, where in all load of a concrete mixer had been carried through the same sequence of pre-established mixture. Two were molded barrel stave full scale, which were studied in the simulation of process of assembly and use of footbridge in order to examine the requests engaged in the forms of ruin from barrel stave coupled. The mechanical strength of the samples had been analyzed in ages of 1, 3, 7, 28, 63 and 91 days, whose results of simple compressive strength, diametrical compression and the modulus of elasticity had reached to the foreseen in project. The superficial finishing, the time of launching, compacting, desmoulding, cure and the transport had been adjusted for molds reuse. With the results of analyses conducted with two modules of deck, there was the possibility of building footbridges with tubular elements of small thickness prestressed with bars of Dywidag the system protention proposed. There was also a small extent of deformation and displacement of barrel stave in process of assembly and use of footbridge as well as the transport of barrel stave. Not been observed the formation of any types of cracks during all the involved process, which are, desmoulding, storage, transport, launching and simulated use.

O concreto auto adensável (CAA) é um material novo cujas propriedades mecânicas precisam ser estudadas. Ele apresenta em sua composição maior quantidade de argamassa e agregados graúdos de menores dimensões, que podem torná-lo mais deformável que o concreto convencional. Em contrapartida, o melhor empacotamento das partículas no estado fresco do CAA e a sua maior resistência (para uma mesma relação a/c) pode atuar no sentido oposto. Além disso, os modelos de previsão disponíveis na norma brasileira não levam em consideração os concretos especiais. O objetivo deste trabalho é verificar se modelos de previsão disponíveis na literatura são adequados para prever a fluência e a retração do CAA. Este estudo envolve aspectos de sua caracterização por meio de ensaios em laboratório, de retração, de fluência e de outras propriedades mecânicas como resistência à compressão, resistência á tração e módulo de elasticidade. Para o ensaio de fluência foram avaliadas as influências das condições ambientais (através de corpos de prova mantidos em ambiente controlado e sem controle de umidade e temperatura) e idade de carregamento. A partir dos resultados obtidos experimentalmente, foi feita a sua comparação com os modelos de previsão do ACI, EC2, NBR, B3 e GL. O estudo da deformação do CAA também foi feito por meio da monitoração de uma viga protótipo protendida, seguida da comparação das deformações medidas com as obtidas por um programa de elementos finitos. A partir dos resultados experimentais, observa-se que dentre os modelos de previsão de fluência e retração estudados, o que mais se adéqua aos resultados obtidos experimentalmente, é o fornecido pelo ACI e GL. A utilização do modelo de previsão do ACI pelo programa de elementos finitos gerou bons resultados de previsão de deformações quando comparados com os resultados medidos. Em relação à função de fluência, nota-se que a norma brasileira é adequada para o concreto estudado. / Self-compacting concrete (SCC) is a new material and its mechanical properties have yet to be studied. It has a higher amount of mortar and smaller coarse aggregates which make it more deformable. On the other hand, the packing of the particles in fresh SCC and its larger strength (at a constant water/cement ratio) may act in the opposite way. Besides, the prediction models provided by the Brazilian Code do not take special concretes into account. The main objective of this work is to verify if the creep and shrinkage prediction models available in the literature can predict those properties of a SCC. This study involves aspects of its characterization by tests in laboratory of creep, shrinkage and other mechanical properties, such as compressive strength, splitting tensile strength and modulus of elasticity. For the creep test, the influence of environmental conditions (for specimens kept in an environment with and without temperature and humidity controlled) and age at loading were evaluated. From the obtained experimental results, a comparison was made to the values obtained from the ACI, EC2, NBR, B3 and GL prediction models. The deformability of SCC was analyzed by monitoring a post-tensioned beam prototype followed by the comparison of the measured deflection and strain long the time to those obtained from a finite element model. From the obtained experimental results of creep and shrinkage, the most adequate prediction models are the ACI and GL models. The use of the ACI model with the finite element method produced good results when compared to the experimental measurements of deflection and strain of the prototype beam. With respect to the compliance creep function, it can be noticed that the model provided by the Brazilian Code is adequate to the studied SCC.

A necessidade por aprimorar sistemas e materiais na indústria da construção civil derivou no uso da protensão como uma alternativa de reforço para estruturas de concreto. As vantagens técnicas e econômicas encontradas no projeto e execução de estruturas de concreto fizeram com que este sistema venha ganhando preferência frente ao sistema convencional de concreto armado. Nesse contexto, este trabalho visa contribuir desenvolvendo um modelo computacional no software ANSYS, versão 16.0, por meio da ferramenta de customização UPF (User Performance Features), para o estudo de lajes de concreto armado e protendido, com ou sem aderência. A implementação do modelo computacional, baseado no método dos elementos finitos, tem ênfase na não-linearidade física dos materiais através de um modelo elasto-viscoplástico que inclui dois procedimentos de análise: a resposta instantânea da estrutura considera um comportamento elastoplástico e a resposta diferida da estrutura assume um comportamento viscoelástico. A modelagem das lajes é feita a partir da ideia de elementos reforçados, assim, são utilizados elementos finitos de casca de ordem superior SHELL281 como elementos base de concreto. Enquanto que a armadura passiva é modelada com elementos de reforço REINF264, considerando-as como uma linha de material mais rígido com aderência perfeita no interior dos elementos de casca, ou seja, como armadura incorporada. Por sua vez, para modelar a armadura ativa não-aderente utiliza-se elementos finitos unidimensionais LINK180 que funcionam como armadura discreta, a condição de não-aderência é satisfeita pelo comando CP. Destaca-se que a não-linearidade geométrica é inerente nos elementos finitos utilizados e que os mesmos são compatíveis entre si e com a ferramenta de customização UPF. Para validar a eficiência do modelo computacional, comparam-se resultados numéricos com valores experimentais disponíveis na literatura. A comparação dos resultados mostra que os modelos representam corretamente o comportamento das lajes ensaiadas experimentalmente. O baixo custo computacional de tempo, a boa precisão dos resultados e as ferramentas de processamento do ANSYS tornam-no em uma alternativa eficiente. / The need for improvement of systems and materials of the construction industry resulted in the use of prestressing as an alternative to reinforce concrete structures. The technical and economic advantages found in the design of concrete structures caused that this system has been gaining preference against the conventional system of reinforced concrete. In this sense, this work aims to contribute developing a computational model in ANSYS software, version 16.0, through the customization tool UPF (User Performance Features), to the study of reinforced and, bonded or unbonded, prestressed concrete slabs. The computational model implementation, based on the finite element method, has emphasis on the physical materials nonlinearity with an elasto-viscoplastic model that includes two analysis procedures: the instantaneous response of the structure considers an elastoplastic behavior and the delayed response of the structure assumes a viscoelastic behavior. The slab models are based in reinforcement elements, thus higher order shell finite elements SHELL281 are used as base elements of concrete. The reinforcement is modeled with reinforcing elements REINF264, as a line of more rigid material with perfect bonding inside the concrete elements, it is, as incorporated reinforcement. On the other hand, the finite elements LINK180 that work as discrete reinforcement are used to simulate prestressing tendons, CP command satisfies the absence of non-adherence. It is noteworthy that the geometrical nonlinearity is inherent to the finite element used and that they are compatible between them and with the customization tool UPF. To validate the computational model efficiency, numerical results are compared with experimental values available in the literature. The results comparison shows that the models represent correctly the behavior of experimentally tested slabs. The low computational cost of time, the good precision of results and the ANSYS processing tools make it an efficient alternative.

No cálculo das perdas progressivas de protensão, decorrentes da retração e da fluência do concreto e da relaxação do aço de protensão, a norma NBR 6118 prescreve dois procedimentos simplificados, indicados para fase única de operação, ou seja, quando se consideram fases únicas de concretagem, de carregamento permanente e de protensão; e o método geral de cálculo, que permite considerar ações permanentes aplicadas em idades diferentes, e tratar a seção transversal constituída de diversas camadas discretas. Neste trabalho será desenvolvido o método dos prismas equivalentes, baseado no conceito das fibras conjugadas, e com a proposta de Trost-Bazant para consideração de fluência e retração dos materiais. Possibilita-se, assim, o cálculo da redistribuição de tensões em qualquer seção, como também da redistribuição de esforços em estruturas hiperestáticas devido a deformações diferidas. Será feita a sistematização do cálculo para o caso usual da seção resultante de laje concretada sobre viga pré-moldada protendida, permitindo considerar as idades diversas de concreto como também as várias camadas de cabos de protensão, e de armaduras passivas. A análise de redistribuição de esforços em estruturas hiperestáticas será baseada nas mudanças de curvatura das seções provocadas pelos efeitos progressivos. Será feita uma aplicação a uma ponte em viga protendida contínua de seção caixão, construída pela anexação de cinco vãos sucessivos. / When calculating prestress time-dependent losses, resulting from concrete shrinkage and creep, as well as from the relaxation of prestress steel, the standard NBR 6118 establishes two simple procedures. They are prescribed when operating in single phase, i.e., when considering single steps for concrete pouring, permanent load and prestress. The general method used in calculations allows that permanent actions be applied to different ages, and that the cross-section constituted by several discrete layers be handled. This work will develop the method of equivalent prisms, based on the concept of creep fibers, using the Trost-Bazant proposal when considering material creep and shrinkage. This method allows calculating the redistribution of tensions in any section, as well as the redistribution of straining in statically indeterminate structures, due to time-dependent deformations. The systematic calculation will be developed for a normal case of the resulting section in cast-inplace slab over precast girder. This allows considering the different ages of the concrete, as well as the multiple layers of cables, and non-prestressed reinforcement. An analysis of the strain redistribution in statically indeterminate structures will be based on the curvature changes in sections, which are provoked by time-dependent effects. An application will be made to a bridge of prestressed continuous box girder, formed by the attachment of five successive spans.

A protensão não-aderente caracteriza-se pela liberdade de deslocamento relativo entre o cabo de protensão e a fibra de concreto adjacente. A tensão na armadura de protensão no estado limite último é de difícil obtenção, não sendo dependente apenas das deformações em uma determinada seção transversal, mas sendo função de todas as deformações que ocorrem no concreto adjacente ao perfil de protensão. Para que seja obtida a tensão última, é necessária a integração das curvaturas ao longo de todo o elemento a fim de se obter o alongamento no cabo de protensão, o que se consegue com precisão apenas recorrendo-se a ferramentas numéricas, devido às não-linearidades físicas envolvidas no problema. O método construtivo com protensão não aderente vem sendo cada vez mais utilizado na execução de edifícios no Brasil. O principal sistema de protensão não aderente é o que utiliza a mono-cordoalha engraxada e plastificada, que alia os benefícios da protensão e a simplicidade necessária às obras moldadas no local. Apesar disso, não há no Brasil um volume de pesquisa sobre o comportamento dos elementos com protensão não aderente, compatível com a demanda da indústria da construção civil. Visando contribuir para o desenvolvimento das formulações nacionais de projeto dos elementos com protensão não aderente, o presente trabalho é a continuação de uma pesquisa que vem sendo realizada no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil – PPGEC/UFRGS, a qual foi iniciada com a implementação de um modelo numérico capaz de analisar elementos com protensão não aderente e seguida de uma análise paramétrica sobre as principais variáveis que influenciam na tensão última na armadura de protensão. O trabalho que ora se apresenta traçou uma correlação entre os resultados não-aderentes obtidos da análise paramétrica com resultados aderentes, os quais são de mais fácil obtenção, pois se baseiam na compatibilidade de deformações na seção transversal. Foram feitas análises numéricas e analíticas com aderência dos mesmos protótipos estudados anteriormente sem aderência. Os resultados obtidos mostraram incrementos de tensão maiores no caso aderente, bem como maiores capacidades portantes. Estudou-se também uma metodologia capaz de computar a tensão última na armadura não aderente com análises do tipo compatibilidade de deformações, com a utilização de um coeficiente Lo/L redutor de aderência. Os resultados iniciais mostraram-se bons para carregamento nos terços, mas insatisfatórios para carregamentos distribuído e concentrado. Através de um ajuste no coeficiente Lo/L baseando-se nos dados da pesquisa precedente, bons resultados foram obtidos para todos os tipos de carregamento. A metodologia apresentada foi validada pela comparação com diferentes protótipos analisados numericamente, bem como protótipos ensaiados experimentalmente por diversos autores. / Unbonded post-tensioning is characterized for allowing relative displacement between the tendon and the concrete adjacent fiber. The ultimate stress in the unbonded tendon is difficult to be obtained, because it is not only dependent on the deformed shape of a cross section, but on the whole deformations occurring in the tendon profile adjacent concrete. To evaluate this ultimate stress, it is necessary to integrate all curvatures along the whole element, in order to obtain the total tendon elongation. This can only be precisely obtained using numerical tools, due to the non-linear factors involved in the problem. Unbonded post-tensioning is becoming ever more used in Brazilian building construction. The main unbonded post-tensioning system uses the unbonded mono-strand, that joins the benefits of prestressing with the necessary building simplicity. Nevertheless, there is no research effort in Brazil compatible with the construction industry demand. This study seeks to contribute to the development of the national formulations design of unbonded posttensioning elements. This work is a continuation of a research being undertaken at PPGEC/UFRGS. A numerical model able to determine the behavior of unbonded posttensioned elements was first developed, followed by a parametric study about the main parameters influencing the ultimate stress in unbonded tendons. The present work traced a correlation between the results for unbonded elements, obtained from the parametric analysis, with results for bonded elements. The latter are easily obtained, because they are based on the compatibility of strains in the cross section. Numerical and analytical calculations were performed for the same prototypes studied in the previous research, but now considering the existence of bond in the tendons. The results showed greater increments in stress for the bonded cases and also greater ultimate resistance. It was also devised a calculation method able to determine the ultimate stress in the unbonded tendon using an analysis similar to strain compatibility, but with a reduction bond coefficient Lo/L. The initial results obtained for a third-point loading showed a good agreement, but that not happened for the results of distributed and concentrated loads. However, by an adjustment of the Lo/L coefficient, based on the data of the previous research, good agreement was observed for all loading types. The presented methodology was validated by comparing results with other prototypes analyzed by the numerical model, and also results of experimental studies carried out by several authors.

Estruturas com protensão não aderente estão sendo utilizadas como uma alternativa na tecnologia de projeto e execução de edifícios. Este trabalho apresenta a análise numérica de estruturas com protensão não aderente. Para este fim, foi desenvolvido um programa computacional onde implementou-se um modelo não linear físico e geométrico através do método dos elementos finitos. O comportamento dos materiais é descrito por um modelo elasto-viscoplástico. No concreto, são utilizados elementos finitos isoparamétricos tridimensionais. Para representar o seu comportamento após a fissuração é utilizado o modelo de fissuras distribuídas. As armaduras são incluídas através do modelo incorporado, utilizando-se de elementos unidimensionais isoparamétricos.As armaduras passivas são consideradas como uma linha de material mais rígido no interior do elemento de concreto, existindo uma aderência perfeita entre o concreto e o aço. Nas armaduras não aderentes, é considerada a compatibilidade de deslocamentos entre os materiais apenas nas ancoragens, sendo que a armadura pode movimentar-se livremente no interior do concreto. O modelo não linear geométrico, utilizado para o concreto e para a armadura, foi desenvolvido com base na formulação Lagrangeana Total, considerando grandes deslocamentos e pequenas deformações. Para verificar a precisão do modelo computacional, compararam-se resultados numéricos com valores experimentais disponíveis na literatura. / Unbonded prestressed concrete structures have been increasingly used as an alternative in the technology of design and construction of buildings. This work presents a numerical analysis of unbonded prestressed concrete structures. To accomplish this, a computational program has been developed in which a physical and geometrical nonlinear model was implemented through the finite element method. Materials behavior has been described through an elasto-viscoplastic model. In the concrete, a threedimensional isoparametric finite element has been used. To represent its behavior after cracking, the smeared cracking model has been used to. The prestressing tendons and reinforcement have been included according with the embedded model approach by the use of one-dimensional isoparametric elements. The reinforcement has been considered in the model as a line of a stiffer material inside the concrete element, with a perfect bonding between concrete and steel. As for the unbonded tendons, displacement compatibility between materials has been considered only at the anchorages, but they are allowed to move freely along their length inside the concrete. The geometric nonlinear model that has been used for the concrete, reinforcement and tendons has been developed according to the Total Lagrangean formulation, considering large displacements and small strains. In order to evaluate the accuracy of the computational model, numerical results have been compared with experimental values available in the literature.

Este trabalho versa sobre a implementação de um modelo computacional, através do método dos elementos finitos, utilizando a plataforma ANSYS, versão 14.5, para o estudo de estruturas de concreto armado e protendido, sob estados planos de tensão. A justificativa para a realização deste trabalho vem da importância do material concreto armado dentro da engenharia estrutural, o qual é objeto permanente de estudos por comportar-se de maneira extremamente complexa e apresentar resposta altamente não-linear, quando submetido a solicitações. A diferença entre a resistência à tração e à compressão, a não-linearidade da relação tensão-deformação, a fissuração, e os fenômenos relacionados ao tempo como fluência e retração do concreto, além da plastificação do aço e do concreto são as causas desta não-linearidade. O objetivo final deste trabalho é implementar dois procedimentos distintos no modelo computacional, baseados em um modelo elasto-viscoplástico. No primeiro, a resposta da estrutura é dada para um carregamento instantâneo, considerando-se o material com um comportamento elastoplástico. No segundo, a resposta da estrutura é dada ao longo do tempo, considerando, neste caso, que o material possui um comportamento viscoelástico. A representação do concreto fissurado é feita por um modelo de fissuras distribuídas, e as armaduras são introduzidas através de uma formulação incorporada. Para isto, inicialmente estudou-se as relações constitutivas de cada material, concreto e aço, a fim de melhor representá-los no modelo numérico. Para a representação das equações constitutivas, implementou-se um novo modelo de material com a ajuda da ferramenta de customização UPF (User Programmable Features) do ANSYS, onde foram adicionadas novas sub-rotinas ao programa principal em linguagem FORTRAN. A implementação deste novo modelo possibilitou a utilização de elementos bidimensionais quadráticos de 8 nós (PLANE183) com armadura incorporada (REINF263), tornando a solução do problema muito mais rápida e eficaz. Para validar as sub-rotinas acrescentadas ao sistema, foi feita uma comparação dos resultados numéricos com os valores experimentais disponíveis na literatura técnica, a qual apresentou resultados satisfatórios. / This work presents the development of a computational model, based on the finite element method, through the ANSYS platform, version 14.5, for the study of reinforced and prestressed concrete structures, under plane stress states. This work is justified by the importance of reinforced concrete material in the structural engineering, which is subject of ongoing studies due to the very complex behavior when subjected to requests. The difference between the tension and compression strength, the nonlinearity of the stress-strain relation, the cracking, and phenomena related to time as creep and shrinkage of concrete, beyond the plasticity of steel and concrete are the causes of this nonlinearity. The ultimate goal of this work is to implement two different procedures in the computational model, based on an elasto-viscoplastic model. At the first, the response of the structure is given for an instantaneous loading, considering the material with an elastoplastic behavior. At the second, the response of the structure is given over time, considering, in this case, that the material has a viscoelastic behavior. A distributed cracking model makes the representation of the cracked concrete and the reinforcement is introduced through an embedded formulation. Initially, the constitutive relations of each constituent material were studied, in order to best represent them in the numerical model. For the representation of the constitutive equations of concrete and steel, it was implemented a new model of material with the help of the customization tool UPF (User Programmable Features) of ANSYS, where new subroutines were added to the main program in FORTRAN language. The implementation of this new model enabled the use of two-dimensional quadratic elements of 8 nodes (PLANE183) with embedded reinforcement (REINF263), making the solution of the problem faster and more effective. In order to validate the subroutines added to the system, numerical results have been compared to experimental values available on technical literature, which have shown satisfactory results.