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Title in Portuguese: Caracterização mecânica e simulação numérica de concreto de alto desempenho reforçado com fibras metálicas
Author: Costa, Mário Henriques Aragão
Advisor(s): Parente Junior, Evandro
Co-advisor(s): Medeiros Júnior, Marcelo Silva
Keywords: Engenharia de estruturas
Concreto - Medição de desempenho
Método dos elementos finitos
High performance concrete
Nonlinear models
Finite elements
Lee e Fenves model
Mazars model
Issue Date: 30-Aug-2019
Citation: COSTA, M. H. A. Caracterização mecânica e simulação numérica de concreto de alto desempenho reforçado com fibras metálicas.2019. 118 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil)-Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil: Estruturas e Construção Civil, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019.
Abstract in Portuguese: O concreto de alto desempenho (CAD) reforçado com fibras busca suprir as limitações do concreto tradicional, como a baixa resistência à tração e sua ruptura frágil. Trata-se de um material composto por cimento de alta resistência, agregados miúdos, aditivo hiperplastificante e fibras de aço, com baixa relação água-cimento e resistência à compressão superior a 60 MPa. O CAD reforçado com fibras vem sendo aplicado cada vez mais à construção de estruturas em países como os EUA e o Japão. Não há consenso sobre qual modelo constitutivo deve ser utilizado para representar seu comportamento. Com este trabalho, deseja-se preencher a lacuna do conhecimento ao realizar um estudo acerca das características desse material com o intuito de escolher qual modelo melhor representa seu comportamento. Este trabalho tem por finalidade realizar experimentos do CAD com e sem fibras e comparar seus resultados ao concreto convencional por meio de modelos computacionais. São utilizados os modelos elásticos não-lineares do CEB-FIP (1990) para o CAD sem fibras e de Mansur et al. (1999) para o CAD com fibras. Eles parecem representar bem o comportamento do material. Após isso, o mModel e o Modelo de Lee e Fenves (1998) são estudados a fim de representar o comportamento do concreto. Apenas o mModel consegue representar o softening do CAD em aplicações numéricas. No fim, faz-se o benchmarking de Espion (1993) e chega-se à conclusão que o CAD possui uma capacidade de carga bem superior à do concreto convencional.
Abstract: Fiber-reinforced high performance concrete (HPC) was designed to overcome the limitations of traditional concrete such as low tensile strength and brittle fracture. It is a material composed of regular cement, fine aggregates, hyperplasticizer additive and steel fibers, with low water-cement ratio and compressive strength greater than 60 MPa. Fiber-reinforced HPC is increasingly being applied to building structures in countries such as the US and Japan. There is no consensus on which constitutive model should be used to represent its behavior. In this work, we want to fill the knowledge gap by conducting a study about the material characteristics in order to choose which model best represents its behavior. This work aims to perform HPC experiments with and without fibers and compare their results to conventional concrete using computational models. Two nonlinear elastic models were used in this work. The CEB-FIP (1990) was used for the 0% fiber mix and Mansur et al. (1999) was used for the two fiber reinforced HPC mixes. They seem to represent well the behavior of the material. After that, mModel and Lee e Fenves (1998) Model are studied in order to perform the concrete behavior. Only m Model can represent HPC softening in numeric applications. Finally, Espion (1993) benchmark is performed and it is concluded that HPC has a much higher load capacity than conventional concrete.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/46630
metadata.dc.type: Dissertação
Appears in Collections:DECC - Dissertações defendidas na UFC

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