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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/69629| Type: | Dissertação |
| Title: | Modelagem numérica de pilares curtos de concreto confinados com PRFC solicitados por força de compressão concêntrica e excêntrica |
| Authors: | Santos, Matheus de Santana |
| Advisor: | Araújo, Tereza Denyse Pereira de |
| Co-advisor: | Medeiros Júnior, Marcelo Silva |
| Keywords: | Modelagem numérica;Polímeros;Método dos elementos finitos;Estrutura de concreto |
| Issue Date: | 3-Jun-2022 |
| Citation: | SANTOS, M. de S. Modelagem numérica de pilares curtos de concreto confinados com PRFC solicitados por força de compressão concêntrica e excêntrica. 2022. 117 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Estrutura e Construção Civil) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, 2022. |
| Abstract in Brazilian Portuguese: | O uso de Polímeros Reforçados com Fibras de Carbono (PRFC) no reforço e reparo de estruturas de concreto armado data de aproximadamente três décadas. Dentre os fatores que consolidaram a aplicação deste material na construção civil podem se destacar suas excelentes propriedades mecânicas, seu baixo peso específico e sua alta resistência à corrosão. Atualmente, o PRFC vem sendo bastante aplicado no reforço de pilares de edifícios, pontes e viadutos como forma de aumentar a capacidade resistente e de deformação dessas estruturas. Desse modo, a pesquisa desenvolvida neste trabalho teve como objetivo realizar a modelagem numérica de pilares submetidos a carregamentos concêntricos e excêntricos reforçados com PRFC, através do Método dos Elementos Finitos (MEF), utilizando o software comercial ABAQUS. Foi abordada a técnica de reforço com PRFC externamente aderido à superfície do concreto, conhecida como Externally Bonded (EB). As simulações foram desenvolvidas considerando a não linearidade física do concreto, através do modelo constitutivo denominado Concrete Damaged Plasticity (CDP), e a não linearidade física das armaduras. Os modelos numéricos foram validados através de amostras experimentais retiradas dos trabalhos de Carrazedo (2005) e Maaddawy et al. (2010), cujos resultados numéricos apresentaram boa compatibilidade em termos de força e deslocamento. A eficiência do reforço com PRFC foi comprovada mesmo com a presença da excentricidade. No entanto, o ganho médio na capacidade resistente e ductilidade diminui com o aumento da excentricidade. Além disso, foi realizada uma análise paramétrica para avaliar a influência do formato da seção transversal dos pilares na eficácia do confinamento com PRFC para modelos testados sob várias condições de cargas excêntricas. Com base nesses resultados, constatou-se que os dados obtidos não expressaram uma tendência consistente sob o efeito da forma da seção transversal no ganho de carga, mas desmonstraram que o aumento da excentricidade diminui a resistência e melhora a capacidade de deslocamento. |
| Abstract: | The use of Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP) in the strengthening and repair of reinforced concrete structures dates back approximately three decades. Among the factors that have consolidated the application of this material in civil construction are its excellent mechanical properties, its low specific weight, and its high resistance to corrosion. Currently, CFRP has been widely applied to reinforce columns of buildings, bridges, and viaducts as a way to increase the strength and deformation capacity of these structures. The research developed in this paper aimed to perform the numerical modeling of columns subject to concentric and eccentric loading reinforced with CFRP, through the Finite Element Method (FEM), using the commercial software ABAQUS. The reinforcement technique with CFRP externally bonded to the concrete surface, known as External Bonded (EB), was addressed. The simulations were developed considering the physical nonlinearity of concrete, through the constitutive model named Concrete Damaged Plasticity (CDP), and the physical nonlinearity of reinforcement. The numerical models were validated using experimental samples taken from the works of Carrazedo (2005) and Maaddawy et al. (2010), whose numerical results showed good compatibility in terms of force and displacement. The efficiency of the CFRP reinforcement was proven even with the presence of eccentricity. However, the average gain in strength capacity and ductility under eccentric loading was higher for the lower eccentricity level. In addition, a parametric analysis was performed to evaluate the influence of column cross-section shape on the effectiveness of CFRP confinement for models tested under various eccentric load conditions. Based on these results, it was found that the data obtained did not express a consistent trend under the effect of cross-section shape on load gain, but demonstrated that increasing eccentricity decreases strength and improves displacement capacity. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/69629 |
| Appears in Collections: | DECC - Dissertações defendidas na UFC |
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