Publicação
Advanced tools for design and analysis of fiber reinforced concrete structures
| Resumo: | A presente tese foca-se no desenvolvimento de ferramentas numéricas para a análise e dimensionamento de elementos estruturais em betão reforçado com fibras (BRF). Neste trabalho são abordadas as mais recentes regras e recomendações de projeto expostas nos regulamentos em vigor sendo, quando necessário, complementadas com modelos mais avançados resultantes de trabalhos de investigação sobre estruturas de BRF. Com base nas atuais regras de projeto foi desenvolvido um programa de cálculo automático dedicado à análise da secção transversal de elementos estruturais de BRF, com e sem armaduras convencionais de reforço, sujeitos a esforços axial, corte e flexão, de forma a realizar as verificações de segurança relativamente aos estados limite últimos e de serviço. Foi realizada, também, uma avaliação do desempenho dos modelos de resistência ao corte propostos no fib Model Code 2010 para elementos em BRF, através da comparação da capacidade preditiva dos modelos com os resultados experimentais de uma base de dados de ensaios de corte. A presente tese abrange, do mesmo modo, o desenvolvimento de uma ferramenta numérica para a análise de elementos estruturais de BRF que conjuga o efeito da orientação e segregação das fibras nos elementos estruturais de BRF, e a resistência ao arranque das fibras. A capacidade preditiva do novo modelo foi verificada através da simulação de vigas entalhadas de betão reforçado com fibras de aço submetidas ao ensaio de flexão de 3-pontos. Adicionalmente, foram abordados alguns aspetos particulares de elementos estruturais em BRF. Neste âmbito, um novo modelo de simulação da resposta viscoelástica em fluência de materiais de matriz cimentícia, desde as idades jovens, foi desenvolvido e implementado num programa baseado no método de elementos finitos – FEMIX – tendo sido acoplado aos modelos termo-mecânicos já aí implementados. Adicionalmente, foi desenvolvido um novo modelo constitutivo especialmente dedicado à simulação da interface entre lajes de BRF apoiadas no solo e as camadas granulares da fundação da laje, com o intuito de captar os mecanismos relevantes que induzem dano neste tipo de estruturas de BRF. |
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| Autores principais: | Valente, Tiago Daniel dos Santos |
| Assunto: | Betão reforçado com fibras projeto simulação numérica modelos constitutivos programa de cálculo Fiber reinforced concrete design numerical simulation constitutive models software Engenharia e Tecnologia::Engenharia Civil |
| Ano: | 2019 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | tese de doutoramento |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | português |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | A presente tese foca-se no desenvolvimento de ferramentas numéricas para a análise e dimensionamento de elementos estruturais em betão reforçado com fibras (BRF). Neste trabalho são abordadas as mais recentes regras e recomendações de projeto expostas nos regulamentos em vigor sendo, quando necessário, complementadas com modelos mais avançados resultantes de trabalhos de investigação sobre estruturas de BRF. Com base nas atuais regras de projeto foi desenvolvido um programa de cálculo automático dedicado à análise da secção transversal de elementos estruturais de BRF, com e sem armaduras convencionais de reforço, sujeitos a esforços axial, corte e flexão, de forma a realizar as verificações de segurança relativamente aos estados limite últimos e de serviço. Foi realizada, também, uma avaliação do desempenho dos modelos de resistência ao corte propostos no fib Model Code 2010 para elementos em BRF, através da comparação da capacidade preditiva dos modelos com os resultados experimentais de uma base de dados de ensaios de corte. A presente tese abrange, do mesmo modo, o desenvolvimento de uma ferramenta numérica para a análise de elementos estruturais de BRF que conjuga o efeito da orientação e segregação das fibras nos elementos estruturais de BRF, e a resistência ao arranque das fibras. A capacidade preditiva do novo modelo foi verificada através da simulação de vigas entalhadas de betão reforçado com fibras de aço submetidas ao ensaio de flexão de 3-pontos. Adicionalmente, foram abordados alguns aspetos particulares de elementos estruturais em BRF. Neste âmbito, um novo modelo de simulação da resposta viscoelástica em fluência de materiais de matriz cimentícia, desde as idades jovens, foi desenvolvido e implementado num programa baseado no método de elementos finitos – FEMIX – tendo sido acoplado aos modelos termo-mecânicos já aí implementados. Adicionalmente, foi desenvolvido um novo modelo constitutivo especialmente dedicado à simulação da interface entre lajes de BRF apoiadas no solo e as camadas granulares da fundação da laje, com o intuito de captar os mecanismos relevantes que induzem dano neste tipo de estruturas de BRF. |
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