[pt] O concreto de ultra alto desempenho (UHPC) reforçado com fibras é um material que foi
desenvolvido nas últimas décadas para atender à necessidade de estruturas modernas por
um material mais resistente e durável. Suas características altamente não lineares tanto
na tração quanto na compressão levam a um comportamento complexo. Além disso, a
distribuição não homogênea das fibras e a alta resistência à tração, quando comparada ao
concreto convencional, resultam em menor ductilidade para vigas de UHPC. A análise de
elementos finitos mostra ser uma ferramenta adequada para representar a resposta de
elementos estruturais de UHPC, mas a calibragem do modelo deve ser aplicada
corretamente e técnicas de modelagem coerentes devem ser usadas para representar
corretamente os tramos pós-pico de curvas força-deslocamento para vigas de UHPC
submetidas a testes de flexão de quatro pontos. Foi realizada uma extensa caracterização
do material tanto em tração quanto em compressão. Testes axiais monotônicos foram
conduzidos para obter curvas tensão-deformação na compressão e tensão-abertura de
fissura na tração. Testes cíclicos foram realizados para determinar a evolução do dano
experimental em compressão e na tração. Esses dados serviram como referência para
calibrar modelos uniaxiais e modelos de evolução de dano de acordo com expressões
analíticas disponíveis na literatura. Modelos heterogêneos simulando a dispersão do
material nas propriedades mecânicas do UHPC ao longo do volume das vigas foram
utilizados para obter uma seção transversal que apresentasse resistência otimizada,
mantendo a ductilidade desejada. Finalmente, cinco vigas foram testadas, com diferentes
formas e porcentagens de reforço, e estratégias de modelagem foram comparadas aos
dados experimentais das vigas. / [en] Ultra-high performance concrete is a material which has been developed in the last
decades to fulfill modern structures need for a more resistant and durable material. Its
highly nonlinear characteristics in both tension and compression leads to a complex
behavior. In addition to that, the inhomogeneous distribution of the fibers and the high
tensile strength when compared to conventional concrete result in reduced ductility for
UHPC beams. Finite element analysis is shown to be an adequate tool to represent UHPC
structural element s response but the model calibration must be correctly applied and
coherent modeling techniques must be used to correctly model the post-peak branches of
load-displacement curves for UHPC beams subjected to four-point load bending tests. An
extensive material characterization in both tension and compression was conducted.
Monotonic axial tests were conducted to obtain stress-strain curves in compression and
stress-crack opening in tension and cyclic tests were made to determine the experimental
damage evolution in compression and in tension. These data served as input to calibrate
uniaxial models and damage evolution models according to analytical expressions
available in the literature. Heterogeneous models simulating the material dispersion of
the mechanical properties of the UHPC over structural beams were used to obtain a cross-section that presented optimized resistance while maintaining target ductility. Finally,
five beams were tested, with different shapes and reinforcement ratios and the modeling
strategies were benchmarked to the beams experimental data.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:68593 |
| Date | 11 November 2024 |
| Creators | PAULO HENRIQUE MARANGONI FEGHALI |
| Contributors | FLAVIO DE ANDRADE SILVA, FLAVIO DE ANDRADE SILVA, FLAVIO DE ANDRADE SILVA, FLAVIO DE ANDRADE SILVA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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