Análise numérica em elementos finitos para laje de concreto protendido utilizando modelos constitutivos não lineares
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
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Primeiro orientador
Membros da banca
João Mário Andrade Pinto
Jose Marcio Fonseca Calixto
Jose Marcio Fonseca Calixto
Resumo
O estudo foi motivado pela necessidade de exploração e aprofundamento de pesquisas relacionadas à análise não linear de concreto protendido, não só pela escassez de trabalhos sobre o tema, mas também pela importância do papel que esse material desempenha na engenharia de estruturas atualmente. Foi realizada uma análise numérica para uma laje alveolar pré-moldada de concreto protendido utilizando modelos constitutivos não lineares para o aço e para o concreto, levando-se em consideração os efeitos da fluência e retração do concreto, bem como da relaxação do aço. Além disso, foram verificadas as diferenças nas deformações obtidas em ensaios experimentais e no modelo computacional desenvolvido na plataforma comercial SAP 2000®. De forma a tornar possível a comparação, todos os dados medidos no ensaio experimental foram inseridos no modelo, permitindo a análise não linear de laje alveolar de concreto protendido no programa computacional. Os resultados são expostos e discutidos, por meio de tabelas e gráficos comparativos, nos quais é possível observar as diferenças encontradas entre o teste experimental e o modelo. Elevadas discrepâncias foram verificadas no início e no final da simulação, provavelmente devido à dificuldade de medição do ensaio, e devido à presença de fissuras e danos na estrutura no final. Por outro lado, a simulação do modelo capturou de forma aproximada a tendência de aumento do deslocamento ao longo do tempo verificada no comportamento experimental da laje dentro do período da idade de 36 até ao início da idade de 58 dias. Propõe-se que novos estudos sejam realizados no sentido de ampliar as condições de comparação em análises não lineares de concreto protendido.
Abstract
This study was motivated by the need for exploration and further development on research related to nonlinear analysis of prestressed concrete, not only by the lack of studies on the subject, but also by the importance that this material plays in structural engineering nowadays. A numerical analysis was performed with alveolar slab of prestressed concrete using nonlinear constitutive models for steel and concrete, taking into account the effects of creep and shrinkage of the concrete and the relaxation of the steel. In addition, differences were verified in the strains obtained from experimental tests and computational model developed in the commercial platform SAP 2000®. In order to make the comparison possible, all the data measured in the experimental assay were entered into the model, allowing the nonlinear analysis of prestressed cellular concrete slab in the computer program. The results are shown and discussed, through tables and comparative graphs in which it is possible to see the differences between the experimental test and the model. High discrepancies were verified at the beginning and the end of the simulation, probably due to the difficulty of measuring the displacements and due to the presence of cracks and damage in the end structure. On the other hand, the simulation model captured the trend of increase in displacement over time observed in the experimental slab behavior within the period of age of 36 to onset age of 58 days. It is proposed that further studies be undertaken to expand the comparison conditions in nonlinear analysis of prestressed concrete.
Assunto
Lajes de concreto, Engenharia de estruturas, Concreto protendido, Método dos elementos finitos
Palavras-chave
Análise não linear, Concreto protendido, Modelo, Elementos finitos, Protensão