Spelling suggestions: "subject:"ligas."" "subject:"vigor.""
551 |
[pt] COMPORTAMENTO À FLEXÃO DE VIGAS DE SEÇÃO-I DE CONCRETO REFORÇADO COM TECIDO / [en] FLEXURAL BEHAVIOR OF I-SECTION TEXTILE REINFORCED CONCRETE BEAMSKISSILA BOTELHO GOLIATH 22 August 2022 (has links)
[pt] Esta pesquisa tem por objetivo a análise experimental do comportamento à flexão,
a curto e longo prazo, de vigas de seção I de concreto reforçado com tecido de
carbono (Textile Reinforced Concrete - TRC). Foram utilizados quatro tipos de
tecido de carbono, sendo eles diferenciados pelas dimensões da malha e seção
transversal dos cordões, assim como pelo revestimento do tecido. As amostras
foram identificadas de acordo com o nome do revestimento, sendo eles de estireno
butadieno (SBR) e SBR com impregnação de areia (SND), acrilato (ACR) e epóxi
(EPX). Inicialmente, foram realizados ensaios de flexão em quatro pontos nas
vigas, considerando o tecido SBR e as seguintes condições: (a) matriz cimentícia
simples; (b) matriz simples e têxtil revestido de areia; e (c) matriz strain hardening
cement‐based composite (SHCC). O principal objetivo foi correlacionar as
melhorias nas propriedades da interface e da matriz com o padrão de fissuração,
modo de falha e ductilidade. Foi utilizado um método teórico para avaliação do
comportamento à flexão das vigas, que obteve boa concordância com os resultados
experimentais. Na etapa seguinte, as propriedades mecânicas de diferentes tipos de
TRC e sua interface foram estudadas através de ensaios de tração direta,
arrancamento e compressão. A influência de diferentes configurações de ensaio e a
eficácia dos parâmetros obtidos nestes ensaios foram verificados para a previsão do
desempenho de vigas de TRC ensaiadas em flexão de forma monotônica. O estudo
foi capaz de indicar os métodos de caracterização mais adequados para derivar
propriedades mecânicas a serem utilizadas em métodos analíticos, assim como a
influência dos diferentes parâmetros de ensaio na capacidade de carga do
compósito. Finalmente, foi investigado o comportamento de longo duração das
vigas de seção sob carregamento permanente de 4 kN. Um modelo analítico foi
usado para analisar os resultados em termos de módulo efetivo do tecido, resistência
à tração do concreto e tensão nominal de aderência. O modelo mostrou que o tecido
SBR é fortemente afetado pela carga permanente. As vigas SND, ACR e EPX
formaram novas fissuras durante os ensaios de fluência e a redução do módulo
efetivo observada não foi acompanhada pelo aumento da abertura da fissura.
Confirmou-se a grande influência da adesão entre tecido e matriz na capacidade de
carga do compósito, a diminuição da resistência da matriz devido à incorporação
do tecido, bem como a divergência das condições dos ensaios de caracterização do
compósito. / [en] The present research aims to perform an experimental investigation on the short and
long-term flexural behavior of I-section textile reinforced concrete (TRC) beams.
Four types of carbon fabric were used, differentiated by the mesh dimensions and
yarn cross-section, as well as by the fabric coating. The samples were identified
according to the name of the coating, being styrene butadiene rubber (SBR) and
SBR impregnated with sand (SND), acrylate (ACR) and epoxy (EPX) resin.
Initially, four‐point bending tests were performed in I‐beams, considering SBR
fabric and the following conditions: (a) plain cementitious matrix; (b) plain matrix
and sand‐coated textile; and (c) strain hardening cement‐based composite (SHCC)
matrix. The main goal was to correlate the improvements on interface and matrix
properties with the crack pattern, failure mode and ductility. A theoretical method
was used to evaluate the flexural behavior of the beams and good agreement was
achieved with the experimental results. In the next step, the mechanical properties
of different types of carbon-TRC and their interface were studied through direct
tensile, pullout and compression tests. The influence of different test configurations
and the effectiveness of the parameters obtained in these tests were verified for the
performance prediction of TRC beams tested in bending in a monotonic way. The
study was able to indicate the most suitable characterization methods to derive
mechanical properties to be used in analytical methods, as well as to show the
influence of different testing parameters on the load capacity of the composite.
Finally, the long-term behavior of I-section beams reinforced with carbon fabric
under sustained loading of 4 kN was investigated. An analytical model was used to
analyze the results in terms of effective textile moduli, concrete tensile strength and
the nominal bond stress. The model showed that SBR textile is strongly affected by sustained load. SND, ACR and EPX beams formed new cracks during creep and
the reduction in effective modulus observed was not accompanied by increase in
crack width. It was confirmed the great influence of adhesion between fabric and
matrix on the load capacity of the composite, the decrease in matrix strength due to
fabric incorporation, as well as the divergence of the conditions of composite
characterization tests.
|
552 |
[en] ASSESSMENT ON MIX DESIGN AND FLEXURAL PERFORMANCE OF REINFORCED CONCRETE SHORT BEAMS MADE WITH MIXED RECYCLED COARSE AGGREGATE / [pt] AVALIAÇÃO DA DOSAGEM E DESEMPENHO À FLEXÃO DE VIGAS CURTAS DE CONCRETO ARMADO PRODUZIDAS COM AGREGADO GRAÚDO RECICLADO MISTOFERNANDA DE ANDRADE SALGADO 03 July 2023 (has links)
[pt] Nas últimas décadas, o setor da construção tem procurado mitigar os efeitos
da sua atividade desenvolvendo novas formulações de materiais mais sustentáveis.
Diversos estudos têm analisado a viabilidade do uso de agregado reciclado a partir
de resíduos de construção e demolição, em substituição ao agregado natural. As
normas internacionais restringem o uso de agregados reciclados em concreto
estrutural, geralmente limitando-se a agregados reciclados compostos apenas por
fragmentos cimentícios. Entretanto, a utilização de agregado reciclado com certo
teor de fragmentos cerâmicos simplificaria o processo de separação antes da
reciclagem, tornando-a mais viável e barata. Neste trabalho, observou-se que
mesmo a substituição de 100 por cento do agregado natural por agregado reciclado misto
não causou impacto significativo nas propriedades do concreto fresco e endurecido.
Os resultados experimentais também mostraram que o Modelo do Empacotamento
Compressível pode ser aplicado com sucesso para a dosagem de concretos
produzidos com agregado reciclado misto até a classe de resistência C50. Por fim,
os resultados à flexão de vigas curtas de concreto armado mostraram que as
prescrições da norma brasileira ABNT NBR 6118:2014 para concretos
convencionais também podem ser aplicadas a vigas de concreto com agregado
reciclado misto com até 15 por cento de fragmentos cerâmicos. / [en] In the last decades, the construction sector has tried to mitigate the adverse
effects of its activity by developing new formulations for more sustainable
materials. Several studies have analyzed the feasibility of using recycled aggregate
from construction and demolition waste in concrete to replace natural aggregate.
International standards restrict the use of recycled aggregates in structural concrete,
usually limiting to recycled aggregates composed only of cement-based fragments.
However, using recycled aggregate with a certain content of ceramic fragments
would simplify the separation process before recycling, making it more feasible and
cheaper. In this work, it was observed that even replacing 100 percent of the natural
aggregate with mixed recycled aggregate did not cause a significant impact on fresh
and hardened concrete properties. The experimental results also showed that the
Compressible Packing Model could be successfully applied for the mix design of
mixed recycled aggregate concrete up to strength class C50. Finally, the results
regarding the flexural behavior of short reinforced concrete beams showed that the
prescriptions of the Brazilian standard ABNT NBR 6118:2014 for the bending
behavior of conventional concrete beams could also be applied to beams made with
concrete with mixed recycled aggregate up to 15 percent of ceramic fragments.
|
553 |
[pt] CONTRIBUIÇÃO DOS MECANISMOS RESISTENTES À FORÇA CORTANTE EM VIGAS DE CONCRETO ARMADO SEM E COM FIBRAS DE AÇO / [en] CONTRIBUTION OF SHEAR STRENGTH MECHANISMS OF REINFORCED CONCRETE BEAMS WITHOUT AND WITH STEEL FIBERSTHOMAS LIMA DE RESENDE 12 January 2021 (has links)
[pt] O objetivo deste trabalho é contribuir para um melhor entendimento do
comportamento à força cortante de vigas de concreto armado sem e com fibras de
aço via seus mecanismos resistentes. Para isto, foi feita ampla revisão do estado da
arte e, com base nesta revisão, planejado o estudo experimental realizado. Este
estudo contemplou quatro composições de concretos que visaram resistência à
compressão em torno de 40MPa, variando-se o teor em volume (Vf = 0,0 por cento, 0,5 por cento
ou 1,0 por cento) e o fator de forma das fibras (lf/df = 45 ou 80). Além dos ensaios de
caracterização dos materiais, realizaram-se ensaios para estudo dos efeitos de pino
e de engrenamento dos agregados, além de ensaios de vigas sem estribos com
relação entre vão de cisalhamento e altura útil igual a 2,55. Constatou-se influência
de Vf(lf/df) nos efeitos de pino e de engrenamento dos agregados, bem como no
comportamento das vigas. O emprego da Correlação de Imagem Digital (CID)
permitiu acompanhar a fissuração dos espécimes ensaiados e a obtenção de
informações para a proposição de modelos teóricos para análise dos efeitos de pino
e de engrenamento dos agregados. Os dados de fotogrametria obtidos nos ensaios
das vigas permitiram avaliar a formação e a cinemática da fissura diagonal crítica
e, com base nesses dados e nos modelos aqui propostos e em outros apresentados
na literatura, buscou-se analisar a contribuição dos mecanismos resistentes em
diferentes estágios de carregamento. Foi possível observar que vigas semelhantes
podem apresentar posição, forma e cinemática da fissura crítica diferenciadas,
embora com respostas globais próximas. Em decorrência disso, as contribuições
dos mecanismos resistentes também resultam diferentes. / [en] The objective of this work is to contribute to a better understanding of the
shear behavior of reinforced concrete beams without and with steel fibers via their
resistant mechanisms. For this, a comprehensive review of the state of the art was
made and, based on this review, the experimental study carried out was planned.
This study contemplated four concrete compositions that aimed a concrete
compressive strength around 40MPa, varying the volume content (Vf = 0.0 percent, 0.5 percent
or 1.0 percent) and the aspect ratio of the fibers (lf /df = 45 or 80). In addition to the
materials characterization tests, tests were carried out to study the dowel action and
the aggregate interlock effects and also tests of beams without stirrups with span to
effective depth ratio of 2.55. Influence of Vf(lf/df) in the dowel action and the
aggregate interlock effects, as well as in the behavior of the beams was observed.
The use of Digital Image Correlation (DIC) allowed monitoring the cracking of the
tested specimens and to obtain information that led to theoretical models to analyze
the dowel action and the aggregate interlock effects. The obtained photogrammetry
data during the beams tests made it possible to follow the formation and kinematics
of the critical diagonal crack and, based on these data and on the models proposed
here and on others presented in the literature, the contribution of the resistant
mechanisms in different loading stages was analyzed. It was possible to observe
that similar beams may present differentiated position, shape and kinematics of the
critical diagonal crack, although with similar global responses. As a result, the
contributions of the resistant mechanisms are also different.
|
554 |
[pt] ANÁLISE EXPERIMENTAL E NUMÉRICA DO EQUILÍBRIO E ESTABILIDADE DE BARRAS HIPERELÁSTICAS / [en] EXPERIMENTAL AND NUMERICAL ANALYSIS OF THE EQUILIBRIUM AND STABILITY OF HYPERELASTIC BARSFILIPE MEIRELLES FONSECA 18 July 2023 (has links)
[pt] Nas últimas décadas, tem-se observado um crescente número de pesquisas e aplicações envolvendo estruturas hiperelásticas, integrando diferentes áreas da engenharia de estruturas e de materiais, impulsionados pelos avanços tecnológicos do processo de manufatura por adição (impressões 3D e 4D), muitas envolvendo flambagem. Entretanto têm-se poucas informações sobre a estabilidade de elementos estruturais hiperelásticos. O objetivo desta tese é, pois, estudar a estabilidade de colunas e arcos hiperelásticos. Com esta finalidade, desenvolve-se inicialmente uma formulação variacional não linear pseudo-3d para vigas
hiperelásticas incompressíveis, seguindo as hipóteses de Euler-Bernoulli. Para
avaliar esta formulação, o problema de flexão pura de uma viga hiperelástica é investigado numericamente usando elementos finitos, e experimentalmente. Diversos modelos constitutivos para materiais hiperelásticos não lineares submetidos a deformações finitas são adotados. Ensaios uniaxiais são usados para determinação das constantes de cada modelo constitutivo e determinação do modelo mais preciso para o material considerado (polivinilsiloxano). Diversos elementos finitos uni- e tridimensionais são testados. A comparação entre resultados obtidos pela formulação proposta e por elementos finitos com os dados experimentais permitem determinar a precisão da formulação bem como o tipo de
elemento e a discretização mais apropriada para as análises. Adicionalmente, estes resultados permitem aferir a importância das deformações axiais e cisalhantes e do peso próprio em barras hiperelásticas. O auxílio de um software de medição por
correlação de imagem digital durante os ensaios permite uma análise aprofundada do campo de deformações, juntamente com as análises por elementos finitos tridimensionais. A seguir estuda-se a flambagem de colunas hiperelásticas com diferentes condições de contorno. Sob solicitações de flexo-compressão, observase que as deformações da estrutura ao longo do caminho não linear de equilíbrio são influenciadas pelas deformações axiais e cisalhantes, que se mostram importantes mesmo sob pequenas deformações. Tendo em vista a importância das imperfeições iniciais em problemas de estabilidade, propõe-se aqui uma modificação do método de Southwell para incluir tais deformações. Finalmente, analisa-se o comportamento multiestável de arcos hiperelásticos pré-tensionados considerando um ou múltiplos arcos associados em paralelo, obtendo-se boa correlação entre resultados numéricos e experimentais. Os resultados obtidos na análise experimental mostram que flexibilidade dos materiais hiperelásticos altera os caminhos de equilíbrio e que a estrutura é capaz de apresentar níveis elevados de deformação sem danos ao material, conferindo-as um grande potencial de absorção e armazenamento de energia. Observa-se também o papel importante do peso próprio nessas trajetórias. A compreensão do comportamento não linear e estabilidade desses sistemas estruturais são importantes em aplicações práticas como controle de vibrações, absorção e coleta de energia, desenvolvimento de metamateriais, bioengenharia e medicina e robôs flexíveis, dentre outras. / [en] In recent decades, there has been an increasing number of researches and
applications involving hyperelastic structures, integrating different areas of
engineering structures and materials, driven by technological advances in the
manufacturing process by addition (3D and 4D printing), many involving buckling.
However, there is little information about the stability of hyperelastic structural
elements. The objective of this thesis is, therefore, to study the stability of
hyperelastic columns and arches. For this purpose, a non-linear pseudo-3d
variational formulation is initially developed for incompressible hyperelastic
beams, following the Euler-Bernoulli hypotheses. To evaluate this formulation, a
pure bending problem of a hyperelastic beam is investigated numerically using
finite elements, and experimentally. Several constitutive models for nonlinear
hyperelastic materials subjected to finite strains are adopted. Uniaxial tests are used
to determine the constants of each constitutive model and to determine the most
accurate model for the material considered (polyvinylsiloxane). Several one- and
three-dimensional finite elements are tested. The comparison between results
obtained by the proposed formulation and by finite elements with the experimental
data allows determining the accuracy of the formulation as well as the type of
element and the most appropriate discretization for the analyses. Additionally, these
results allow evaluating the importance of axial and shear strains and self-weight in
hyperelastic bars. The aid of a digital image correlation measurement software
during the tests allows an in-depth analysis of the deformation field, along with
three-dimensional finite element analyses. Next, the buckling of hyperelastic
columns with different boundary conditions is studied. Under bending and
compression actions, it is observed that the deformations of the structure along the
non-linear path of equilibrium are influenced by axial and shear deformations,
which are important even under small deformations. Bearing in mind the
importance of initial imperfections in stability problems, a modification of the
Southwell method is proposed here to include such deformations. Finally, the
multistable behavior of pre-compressed hyperelastic arches is analyzed considering one or multiple archess associated in parallel, obtaining a good correlation between
numerical and experimental results. The results obtained in the experimental
analysis show that the flexibility of hyperelastic materials alters the equilibrium
paths and that the structure is capable of presenting high levels of deformation
without damage to the material, giving them a great potential for energy absorption
and storage. It is also observed the important role of self-weight in these trajectories.
Understanding the non-linear behavior and stability of these structural systems are
important in practical applications such as vibration control, energy absorption and
harvesting, metamaterial development, bioengineering and medicine and flexible
robots, among others.
|
555 |
Análise da fluência em vigas de concreto armado simplesmente apoiadas usando o método dos elementos finitos / Creep analysis in reinforced concrete simply supported beams using the finite element methodPoletto, Fernanda Alves Basílio 27 July 2015 (has links)
A fluência é um fenômeno de grande importância no concreto armado. Apesar de ser apontada como a causa de diversas patologias em estruturas, seus efeitos ainda são considerados de forma simplificada pelos projetistas estruturais. Além de estudar o fenômeno em estruturas de concreto armado e sua consideração atual utilizada na análise de estruturas, este trabalho compara as deformações de vigas simplesmente apoiadas de concreto armado, obtidas de forma analítica, e em ensaios experimentais com os resultados de simulações pelo Método dos Elementos Finitos (MEF). Os valores de deformações e deslocamentos calculados de forma analítica foram obtidos a partir de recomendações da Norma Brasileira NBR 6118 (2014) e do Código Modelo Simplificado CEB-FIP (1990), e os resultados experimentais foram extraídos de ensaios disponíveis na literatura. As simulações são realizadas no programa ANSYS Workbench, utilizando o elemento tridimensional SOLID 186 e a simetria das vigas. Posteriormente são realizadas análises de convergência utilizando o elemento bidimensional PLANE 183. Conclui-se ao final que as análises através do MEF são qualitativa e quantitativamente eficazes para estimativa dessa não linearidade e que o método de obtenção dos coeficientes de fluência utilizados é suficientemente preciso. / Reinforced concrete creep is a phenomenon of great importance. Despite being appointed as the main cause of several pathologies, its effects are yet considered in a simplified way by the structural designers. In addition to studying the phenomenon in reinforced concrete structures and its current account used in the structural analysis, this paper compares creep strains at simply supported reinforced concrete beams in analytical and in experimental forms with the finite element method (FEM) simulation results. The strains and deflections obtained through the analytical form were calculated with the Brazilian code NBR 6118 (2014) recommendations and the simplified method from CEB-FIP 90 and the experimental results were extracted from tests available in the literature. Finite element simulations are performed using ANSYS Workbench software, using its 3D SOLID 186 elements and the structure symmetry. Analyzes of convergence using 2D PLANE 183 elements are held as well. At the end, it is concluded that FEM analyses are quantitative and qualitative efficient for the estimation of this non-linearity and that the method utilized to obtain the creep coefficients values is sufficiently accurate.
|
556 |
Análise da fluência em vigas de concreto armado simplesmente apoiadas usando o método dos elementos finitos / Creep analysis in reinforced concrete simply supported beams using the finite element methodPoletto, Fernanda Alves Basílio 27 July 2015 (has links)
A fluência é um fenômeno de grande importância no concreto armado. Apesar de ser apontada como a causa de diversas patologias em estruturas, seus efeitos ainda são considerados de forma simplificada pelos projetistas estruturais. Além de estudar o fenômeno em estruturas de concreto armado e sua consideração atual utilizada na análise de estruturas, este trabalho compara as deformações de vigas simplesmente apoiadas de concreto armado, obtidas de forma analítica, e em ensaios experimentais com os resultados de simulações pelo Método dos Elementos Finitos (MEF). Os valores de deformações e deslocamentos calculados de forma analítica foram obtidos a partir de recomendações da Norma Brasileira NBR 6118 (2014) e do Código Modelo Simplificado CEB-FIP (1990), e os resultados experimentais foram extraídos de ensaios disponíveis na literatura. As simulações são realizadas no programa ANSYS Workbench, utilizando o elemento tridimensional SOLID 186 e a simetria das vigas. Posteriormente são realizadas análises de convergência utilizando o elemento bidimensional PLANE 183. Conclui-se ao final que as análises através do MEF são qualitativa e quantitativamente eficazes para estimativa dessa não linearidade e que o método de obtenção dos coeficientes de fluência utilizados é suficientemente preciso. / Reinforced concrete creep is a phenomenon of great importance. Despite being appointed as the main cause of several pathologies, its effects are yet considered in a simplified way by the structural designers. In addition to studying the phenomenon in reinforced concrete structures and its current account used in the structural analysis, this paper compares creep strains at simply supported reinforced concrete beams in analytical and in experimental forms with the finite element method (FEM) simulation results. The strains and deflections obtained through the analytical form were calculated with the Brazilian code NBR 6118 (2014) recommendations and the simplified method from CEB-FIP 90 and the experimental results were extracted from tests available in the literature. Finite element simulations are performed using ANSYS Workbench software, using its 3D SOLID 186 elements and the structure symmetry. Analyzes of convergence using 2D PLANE 183 elements are held as well. At the end, it is concluded that FEM analyses are quantitative and qualitative efficient for the estimation of this non-linearity and that the method utilized to obtain the creep coefficients values is sufficiently accurate.
|
557 |
Aplicação de laminado de polímero reforçado com fibras de carbono (PRFC) inserido em substrato de microconcreto com fibras de aço para reforço à flexão de vigas de concreto armado / Application of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) strips inserted in a steel fiber reinforced concrete layer (NSM - Near Surface Mounted) for flexural strengthening of reinforced concrete beamsArquez, Ana Paula 07 May 2010 (has links)
O reforço de elementos estruturais de concreto armado com uso de polímeros reforçados com fibras de carbono (PRFC) está cada vez mais conhecido, seguro e acessível. Em todo o mundo, a aplicação do PRFC vem sendo estudada sob diversas técnicas. Características como elevada resistência à tração e à corrosão, baixo peso, facilidade e rapidez de aplicação são os principais fatores para essa disseminação. Em particular, a técnica aqui estudada é conhecida como Near Surface Mounted (NSM), que consiste na inserção de laminados de PRFC em entalhes realizados no concreto de cobrimento de elementos de concreto armado. Com dupla área de aderência, ela vem a suprir uma deficiência comum no reforço colado externamente, que é o seu destacamento prematuro. Como nas demais técnicas de reforço à flexão, o material é colado na região do concreto tracionado. Sabe-se que, na prática da intervenção, essa região frequentemente encontra-se danificada por razões diversas, como fissuração causada por ações externas, corrosão da armadura e deterioração do concreto, o que exige a sua prévia reparação. Considerando que a boa qualidade desse reparo é imprescindível à eficiência do reforço, propõe-se uma inovação técnica pela reconstituição da face tracionada da viga com um compósito cimentício de alto desempenho, que sirva como substrato para aplicação do PRFC e elemento de transferência de esforços à estrutura a ser reforçada. Produzido à base de cimento Portland, fibras e microfibras de aço, o compósito tem também potencial para retardar a abertura de fissuras e aumentar a rigidez da viga, melhorando o aproveitamento do reforço. Com apoio da mecânica do fraturamento, foi possível encontrar as taxas de fibras e microfibras de aço a serem adicionadas a uma matriz cimentícia especialmente desenvolvida. Foram realizados ensaios de aderência para estudar o processo de transferência de tensões cisalhantes do laminado para o compósito na zona de ancoragem da viga. Uma vez conhecido o comportamento do sistema, foram ensaiadas vigas de concreto armado de tamanho representativo de estruturas reais, em três diferentes versões de ancoragem do laminado, sendo duas delas com uso do compósito cimentício. Comprovou-se a eficiência da inovação proposta, constatando-se o aumento da rigidez e da capacidade de carga da viga reforçada, com excelente aproveitamento do laminado. Além disso, as fibras e microfibras diminuíram a abertura das fissuras em estágios mais avançados de carregamento, sem que se observasse fissuras horizontais próxima ao reforço, que poderiam indicar destacamento iminente do laminado de PRFC. / Strengthening of reinforced concrete elements with carbon fiber reinforced polymer (CFRP) is increasingly well known, safe and accessible. The application of CFRP has been studied worldwide using various techniques. Features like high tensile strength, corrosion resistance, lightweightness and easy and speedy application are the main factors for dissemination. In particular, the technique here analyzed is known as Near Surface Mounted (NSM), which involves inserting CFRP strips into grooves made on the concrete cover of reinforced concrete elements. With double bonding area, this technique avoids the premature peeling-off that usually takes place in externally bonded CFRP reinforcement. As in others flexural strengthening techniques, the material is bonded in the concrete tension region. It is known in strengthening practice that this region usually requires prior repair. Often it shows up damaged by several reasons such as cracking caused by external actions, reinforcement corrosion and deterioration of the concrete. Whereas the good quality of this repair is essential to strengthening efficiency, an innovative technique is proposed. A high-performance cementitious composite is used as a transition layer for insertion of CFRP strips. The composite is made of Portland cement, steel fibers and microfibers of steel. It also has the potential to delay crack opening and to increase the beam stiffness. Based on fracture mechanics, it was possible to find suitable volume fractions of steel fibers and microfibers to be added to the cementitious matrix. Bonding tests were performed to analyze the shear stress transferring from the CFRP laminate to the beam anchorage zone. Once known the system behavior, real size reinforced concrete beams were tested in three different versions of the anchorage conditions, two of them with use of cementitious composites. The efficiency of the proposed innovation was proved by confirming increased stiffness and load capacity of the strengthened beam. In addition, fibers and microfibers allowed the decrease of the crack opening in later loading steps. No horizontal cracks near to the reinforcement were noticed, which means that CFRP laminate peeling-off was not likely to occur.
|
558 |
Desenvolvimento de modelos numéricos para a análise de estruturas de pavimentos de edifícios / Development of numerical algorithms to the buildings floors structures analysisSanches Júnior, Faustino 10 October 2003 (has links)
Este trabalho fornece uma contribuição à análise estrutural não-linear de pavimentos de edifícios de concreto armado com o emprego do Método dos Elementos Finitos. A deformação por esforço cortante é considerada, portanto as teorias de Timoshenko e de Reissner-Mindlin são empregadas nas formulações dos elementos de barra e de placa, respectivamente. As posições dos elementos de barra e de placa são independentes e, portanto, podem ser definidas em diferentes planos. Em conseqüência do exposto, o efeito de membrana deve ser necessariamente considerado na modelagem do pavimento. Para completar o modelo mecânico, as não-linearidades físicas descrevem o comportamento do concreto e do aço. A deterioração do concreto no cisalhamento é também considerada através de um modelo simplificado que é proposto para a modelagem do cisalhamento em condições de serviço. / This work gives a contribution to the non-linear structural analysis of reinforced concrete buildings floors using the Finite Element Method. The shear strain components are taken into account by adopting the Timoshenko\'s beam theory together with and the Reissner-Mindlin\'s theory for plate bending. Bar and plate element position are independent and therefore can be defined at different planes. As several level are considered when defining the structure membrane effects are necessary considered. In order to complete the mechanical model, physical non-linearities are also assumed to describe concrete and steel behaviours. The deterioration of the concrete material in shear is also taken account. For this purpose, a simplified model is adopted to compute approximately the damaged shear component in the steel direction.
|
559 |
Lateral stability of ultra-high performance fiber-reinforced concrete beams with emphasis in transitory phases / Instabilidade lateral de vigas de concreto de ultra-alto desempenho reforçado com fibras com ênfase em fases transitóriasKrahl, Pablo Augusto 04 July 2018 (has links)
The development of advanced fiber reinforced cement-based materials to provide higher strength, ductility, and durability, as ultra-high performance fiber-reinforced concrete (UHPFRC), enables the design of precast beams with thin sections and reduced self-weight to meet the required flexural performance. However, such slender elements when subjected to transitory phases, and possibly also in permanent stages, are prone to instability failure. So, the present study aims to provide experimental data and analytical solution for UHPFRC beams during the lifting phase, and studies about the other stages. This type of test is rare and was not reported for UHPFRC beams. For testing, the beams were lifted by inclined cables and subjected to a transversal load applied at midspan to induce lateral instability. The displacements of the beams were monitored with total station equipment. Also, a new analytical solution was proposed to predict the failure load of lifted beams and closed-form analytical solutions to predict the rollover load of beams supported by bearing pads and subjected to different loading conditions. Furthermore, there are limited data that characterizes the constitutive behavior of this material. In this context, the present research also focused on providing such laboratory results for UHPFRC with different fiber contents. Besides, analytical models for damage evolution and stress-strain relationship are proposed and applied in numerical simulations. From the results, the UHPFRC beams failed by instability with a load capacity 3.7 times smaller than the flexural load capacity. Furthermore, the analytical solution for lifting predicted the peak load of the experiment with great accuracy. Also, the proposed equations for beams on bearing pads accurately predicted the experimental results available in the literature. The analytical and experimental rollover loads differed by 4.37% and 13.6% for the two studied cases. From material, the stiffness degradation occurred rapidly in UHPFRC under tensile loading while occurred gradually in compression. Also, fiber content influenced toughness and degradation evolution significantly over the loading cycles. Proposed equations were utilized in the Plastic-Damage model of Abaqus that predicted accurately damage growth and cyclic envelopes during all the phases of the tension, compression, and bending tests. The calibrated numerical model also predicted the experimental results with the UHPFRC beams. / O desenvolvimento de materiais avançados à base de cimento reforçado com fibra para fornecer maior resistência, ductilidade e durabilidade, como o concreto de ultra-alto desempenho reforçado com fibras (UHPFRC), permite o projeto de vigas pré-moldadas com seções esbeltas e peso próprio reduzido que atendem desempenho estrutural requerido. No entanto, esses elementos delgados quando submetidos a fases transitórias e também em serviço são propensos a falhar por instabilidade. Então, o presente estudo tem por objetivo apresentar resultados experimentais e soluções analíticas para vigas de UHPFRC durante a fase de içamento e estudos sobre as outras fases. Este tipo de teste é raro e não foi reportado para vigas de UHPFRC. Para o teste, as vigas foram levantadas por cabos inclinados e submetidas a uma carga concentrada transversal aplicada no meio do vão para induzir a instabilidade lateral. Os deslocamentos das vigas foram monitorados com estação total. Além disso, uma nova solução analítica foi proposta para prever a carga de instabilidade das vigas içadas e soluções analíticas para prever a carga de tombamento de vigas suportadas por aparelho de apoio e submetidas a diferentes condições de carregamento. Além disso, existem poucos resultados experimentais que caracterizam o comportamento constitutivo deste material. Neste contexto, a presente pesquisa também se concentrou em fornecer tais resultados experimentais para UHPFRC com diferentes teores de fibras. Além disso, modelos analíticos para evolução de dano e relação tensão-deformação são propostos e aplicados em simulações numéricas. A partir dos resultados, as vigas em içamento falharam por instabilidade com uma capacidade de carga 3,7 vezes menor que a capacidade à flexão. Além disso, a solução analítica para içamento previu carga máxima do experimento com grande precisão. As equações propostas para vigas sobre aparelhos de apoio previram com precisão os resultados experimentais disponíveis na literatura. As cargas de tombamento analíticas e experimental diferiram em 4,37% e 13,6% para os dois casos estudados. Dos resultados do material, a degradação da rigidez ocorreu de maneira rápida no UHPFRC submetido à tração enquanto ocorreu gradualmente na compressão. O teor de fibras influenciou significativamente a tenacidade e a degradação nos ciclos de carregamento. As equações propostas foram utilizadas em um modelo de Dano acoplado à plasticidade que previu com precisão a evolução do dano e as envoltórias cíclicas durante todas as fases dos testes de tração, compressão e flexão. O modelo numérico calibrado também previu os resultados experimentais das vigas de UHPFRC.
|
560 |
Estruturas de edifícios em concreto armado submetidas a ações verticais e horizontais / Reinforced concrete structures of buildings subjected to vertical and horizontal loadsPrado, José Fernão Miranda de Almeida 28 August 1995 (has links)
Nos últimos anos a presença da informática auxiliando os projetos de estruturas de edifícios em concreto armado com múltiplos pavimentos tem atingido grandes proporções. Particularmente em relação à análise das respostas da estrutura frente a solicitações impostas, essa presença possibilita a consideração de modelos estruturais teóricos muito consistentes. Por outro lado, tradicionalmente existem modelos chamados de simplificados que também retratam as respostas da estrutura, porém normalmente com menor grau de aproximação em relação ao comportamento real. Nesse sentido, são apresentadas modelagens de estruturas convencionais de edifícios compreendidas pelos dois aspectos citados, sendo analisados esforços solicitantes e deslocamentos em vigas e pilares frente a ações verticais e horizontais (análise elástico-linear). Notadamente, há uma grande preocupação com o estudo da evolução dos esforços solicitantes nesses elementos ao longo da altura do edifício. Também são abordados os esforços de 2ª ordem global, que aparecem quando atuam simultaneamente as ações verticais e horizontais. Com o intuito de exemplificar e comparar resultados, diferentes modelos estruturais são utilizados na análise do projeto de um edifício em concreto armado com múltiplos pavimentos, construído na cidade de São Carlos-SP, devendo-se destacar a modelagem tridimensional. / In the last years the computation presence auxiliaring the designs of reinforced concrete structures of multistorey buildings has reached great proportions. Particularly concerning the analysis of structural answers due to imputed solicitations, this presence makes possible the consideration of theoretical structural models very consistents. In the other side, traditionally there are models called simplifieds that also describe the structural answers, however normally with less approximation degree concerning the real behavior. In this way, modellings of conventional building structures comprehended by the two cited aspects are presented, being analysed efforts and displacements in beams and columns due to vertical and horizontal loads (elastic-linear analysis). Notably, there is a great preoccupation with the study of the efforts evolution in these elements along the building height. Also are discussed the global 2nd. arder efforts, that appear when the vertical and horizontal loads act simultaneously. In order to exemplify and to compare results, different structural models are utilized in the analysis of the design of a reinforced concrete multistorey building, constructed in São Carlos city, São Paulo state, having to detach the tridimensional modelling.
|
Page generated in 2.9938 seconds