Análise de modelos computacionais para avaliação do comportamento mecânico do concreto fissurado

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Ferreira, Eduarda Marques
• Orientador(a): Barbosa, Flávio de Souza
• Banca de defesa: Farage, Michèle Cristina Resende , Pitangueira, Roque Luiz da Silva
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil (PEC)
• Departamento: Faculdade de Engenharia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Método dos elementos finitos; Modelo de fissuração distribuída; Modelo de fissuração discreta; Finite element method; Smeared crack model; Discrete crack model
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
• Link de acesso: https://doi.org/10.34019/ufjf/di/2021/00148; https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/13163

A utilização de métodos numéricos, como o método dos elementos finitos, permite o desenvolvimento de modelos capazes de simular o comportamento mecânico do concreto levando-se em conta seu comportamento fisicamente não linear, permitindo análises mais realistas acerca do material. Um dos principais fenômenos responsáveis pela não linearidade física do concreto é a fissuração, que ocorre mesmo em baixos níveis de carregamento, devido à sua baixa resistência à tração quando comparada à compressão. Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo apresentar e avaliar dois modelos computacionais para simular o comportamento estático de estruturas de concreto durante o processo de fissuração e realizar uma comparação entre eles. O primeiro modelo analisado considera a fissuração distribuída e é baseado no monitoramento da deterioração das propriedades físicas do material. O processo de fissuração é descrito pela degradação das tensões com o aumento das deformações, por meio de diferentes relações tensão-deformação extraídas da literatura que representam o comportamento geral do concreto em tração ou compressão. A formulação do modelo é baseada na inversão da flexibilidade com o emprego de uma matriz constitutiva secante local que leva em conta o módulo de elasticidade do material sem dano e danificado. O segundo modelo avaliado considera a fissuração descrita de forma discreta e baseia-se no emprego de elementos de interface inseridos na malha quando o nível de tensões nos elementos contínuos atinge um limite preestabelecido. Ambos os modelos analisados foram implementados usando-se elementos isoparamétricos para elasticidade plana e uma subrotina incremental-iterativa com métodos de controle de carga e deslocamentos. Os modelos de fissuração implementados foram validados através da comparação dos resultados calculados com aqueles obtidos por outros modelos da literatura, mostrando boa concordância.