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Tipo: Dissertação
Título: Avaliação numérica não linear do efeito da modelagem da interface Concreto-PRFC em pilares curtos de concreto
Autor(es): Filgueira, Daniel Lucas
Orientador: Araújo, Tereza Denyse Pereira de
Palavras-chave: Concreto;PRFC;Concrete damaged plasticity;Superfície coesiva;Elementos de interface
Data do documento: 2018
Citação: FILGUEIRA, Daniel Lucas. Avaliação numérica não linear do efeito da modelagem da interface Concreto-PRFC em pilares curtos de concreto. 2018. 114f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Estruturas e Construção Civil ) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia Estrutural e Construção Civil. Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil: Estruturas e Construção Civil, Fortaleza, 2018.
Resumo: Diversas patologias podem ocorrer nas estruturas de concreto, oriundas do envelhecimento natural do material, ação de agentes externos agressivos ou baixo controle de qualidade. Uma das formas de reforçar os pilares é através do encamisamento com fibras de carbono. Essa técnica tem como vantagens, o fácil manuseio e aplicação, além de as fibras de carbono possuírem baixo peso específico, elevada resistência à tração, alto módulo de elasticidade e boa resistência aos agentes químicos em geral. Em seções transversais circulares, a pressão de confinamento proveniente da fibra é distribuída uniformemente no pilar, enquanto que em seções retangulares, há concentração de tensões nos cantos, necessitando que os mesmos sejam arredondados. Como não há normatização oficial no Brasil, muitos profissionais não utilizam a técnica por falta de conhecimento ou insegurança. Geralmente, o reforço é dimensionado apenas através da experiência do profissional ou uso de manuais de fabricantes. Neste trabalho, avalia-se numericamente o comportamento de pilares de concreto reforçados com fibras de carbono (PRFC), levando em consideração a interação de contato entre o concreto e a camada de PRFC. Este contato é modelado de três maneiras diferentes que são:contato perfeito, superfície coesiva e elementos de interface. Neste trabalho, o concreto é representado pelo Concrete Damaged Plasticity (CDP), que é um modelo de não linearidade física,ondeé retratado uma combinação da teoria da plasticidade e do dano, e o PRFC é representado por um comportamento linear isotrópico, validando este modelo através de exemplos numéricos e experimentais na literatura. Os modelos são validados através de ensaios experimentais encontrados na literatura, obtendo uma boa concordância. Com base nas análises realizadas, constatou-se que o encamisamento de pilares curtas com PRFC é uma boa forma de aumentar sua resistência a compressão. No estudo do contato entre o concreto e o PRFC, constatou-se que o contato perfeito e a superficie coesiva são uns bons tipos de elementos de contato, entretanto, os elementos de interface não apresentaram bons resultados nas análises de compressão excêntricas de pilares prismáticos, sendo assim, sugerido a utilização da superfície coesiva caso se pretenda estudar a degradação do contato.
Abstract: Several pathologies can occur in concrete structures, resulting from the natural aging of the material, the action of aggressive external agents or low quality control. One of the ways to reinforce the pillars is through carbon fiber jacketed. This technique has the advantages of easy handling and application, as well as low carbon specific fibers, high tensile strength, high modulus of elasticity and good resistance to chemical agents in general. In circular cross sections, the confinement pressure from the fiber is evenly distributed in the pillar, whereas in rectangular sections, there is concentration of stresses in the corners, requiring that they be rounded. As there is no official standardization in Brazil, many professionals do not use the technique due to lack of knowledge or insecurity. Generally, the reinforcement is scaled only through the professional's experience or use of manufacturers manuals. In this work, the behavior of carbon fiber reinforced concrete pillars (PRFC) is evaluated numerically, taking into account the contact interaction between the concrete and the PRFC layer. This contact is modeled in three different ways that are: perfect contact, cohesive surface and interface elements. In this work, concrete is represented by Concrete Damaged Plasticity (CDP), which is a model of physical nonlinearity, where a combination of the theory of plasticity and damage is represented, and the PRFC is represented by a linear isotropic behavior, validating this model through numerical and experimental examples in the literature. The models are validated through experimental tests found in the literature, obtaining a good agreement. Based on the analyzes performed, it was found that the jacket of short columns with PRFC is a good way to increase its compressive strength. In the study of the contact between the concrete and the PRFC, it was verified that the perfect contact and the cohesive surface are good types of contact elements, however, the interface elements did not present good results in the eccentric compression analyzes of prismatic pillars, therefore, the use of the cohesive surface is suggested if one intends to study the degradation of contact.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/56187
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