Modelagem numérica não-linear do concreto armado considerando a perda de aderência da armadura

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Marques, Adrielle Nascimento
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: adhesion loss; bond slipping; concreto armado; elementos de interface; escorregamento da armadura; interface elements; Lagrange multipliers; MEF posicional; multiplicadores de Lagrange; perda da aderência; positional FEM; reinforced concrete
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-27072023-150630/

O trabalho conjunto do aço e do concreto se faz por transmissão de esforços internos de um material para o outro, na interface aço/concreto. A depender da magnitude das transferências desses esforços, podem se desenvolver deslocamentos relativos entre os materiais, caracterizados pela perda da aderência. Dessa forma, para se obter um modelo numérico representativo, os efeitos da interação entre o aço e o concreto devem ser introduzidos por uma relação constitutiva não-linear para a aderência. Neste trabalho são apresentados os aspectos dessa interação, incluindo os efeitos da perda de aderência que ocorrem na interface, e a descrição de um modelo numérico que permite simular a perda da ligação entre a armadura e o concreto. Esse modelo é baseado no Método dos Elementos Finitos Posicional, no qual as não-linearidades geométricas são consideradas e o equilíbrio estático é obtido através do Princípio da Energia Mecânica Estacionária, considerando a descrição Lagrangiana total. Para resolver o sistema não-linear, é utilizado o procedimento incremental-iterativo de Newton-Raphson. A imersão da fibra (armadura) na matriz (concreto) é realizada por meio de relações cinemáticas nodais, permitindo a independência das malhas. A não linearidade física do concreto é considerada pelo modelo de dano de Mazars, e para a armadura é considerada uma relação constitutiva elastoplástica. A ruptura da ligação é simulada por meio dos multiplicadores de Lagrange e um elemento de ligação adimensional é utilizado para representar o deslocamento relativo da matriz e da fibra (escorregamento) após a ruptura. Os resultados são comparados com ensaios experimentais e analíticos presentes na literatura, mostrando que o método proposto é representativo e preciso na análise do comportamento de elementos estruturais de concreto armado.