Nonlinear analysis of concrete structures using GFEM enrichment strategy with a microplane constitutive model

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Artigo de periódico

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Análise não linear de estruturas de concreto usando a estratégia de enriquecimento MEFG com um modelo constitutivo de microplanos

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Resumo

One of the most widespread methods to the nonlinear analysis of structures is the Finite Element Method (FEM). However, there are phenomena whose behavior is not satisfactorily simulated by the standard FEM and this fact has quickened the development of new strategies such as the Generalized Finite Element Method (GFEM), understood as a variation of the FEM. In parallel, nonlinear analysis of concrete structures requires the use of constitutive models that represents the nucleation and propagation of cracks. In this paper it is used an anisotropic constitutive model, based on the microplane theory, which is able to represent the behavior of concrete structures, together with the GFEM approach. These resources are incorporated on the INSANE system (INteractive Structural ANalysis Environment), used in the numerical simulations presented here to demonstrate the feasibility of using the GFEM enrichment strategy, in the nonlinear analysis of concrete structures, with validation made from comparisons with experimental results available in the literature.

Abstract

Um dos métodos numéricos mais difundidos para a análise não linear de estruturas é o Método dos Elementos Finitos (MEF). No entanto, há fenômenos cujo comportamento não é satisfatoriamente representado pela forma convencional do MEF e isso tem estimulado o desenvolvimento de novas estratégias, como o Método dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG), entendido como uma variação no MEF. Em paralelo, a análise não linear de estruturas de concreto exige o uso de modelos constitutivos que representem a nucleação e propagação de trincas. Neste trabalho, é usado um modelo constitutivo anisotrópico, baseado na teoria de microplanos, capaz de representar o comportamento de estruturas de concreto, juntamente com a aproximação MEFG. Tais recursos estão incorporados no sistema INSANE (INteractive Structural ANalysis Environment), usado nas simulações numéricas aqui apresentadas com objetivo de demonstrar a viabilidade do uso da estratégia de enriquecimento do MEFG, na análise não linear de estruturas de concreto, com validação realizada a partir de comparações com resultados experimentais disponíveis na literatura.

Assunto

Engenharia de estruturas, Controle estrutural (Engenharia), Análise funcionar não linear

Palavras-chave

INSANE System, Physically Nonlinear Analysis, Microplane Theory

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https://www.scielo.br/j/riem/a/PhjCpgG9h6MwWhfTtGkfLjS/?lang=en

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