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Tipo: Dissertação
Título: Análise computacional do dano em estruturas de concreto submetidas a altas temperaturas
Autor(es): Dal-Sasso, Matheus Fernandes
Primeiro Orientador: Farage, Michèle Cristina Resende
Co-orientador: Bastos, Flávia de Souza
Membro da banca: Borges , Carlos Cristiano Hasenclever
Membro da banca: Azeredo , Givanildo Alves de
Resumo: O concreto é uma mistura hábil de componentes comuns da superfície terrestre, o que, associado ao fato de não requerer mão de obra altamente qualificada para sua produção e ao seu bom desempenho térmico e mecânico, o torna o material construtivo mais utilizado pelo homem. Nesse contexto, o desenvolvimento urbano e a consequente evolução da construção civil proporcionaram uma crescente sofisticação das estruturas de concreto, implicando em solicitações de uso cada vez mais severas, como é o caso da submissão a gradientes térmicos, que pode fazer parte da condição de uso da estrutura, e estar prevista em projeto, ou ocorrer de forma acidental através de incêndios. Sendo assim, é necessário desenvolver modelos realistas, capazes de prever com confiabilidade, o comportamento dessas estruturas. Porém, esse não é um processo simples, uma vez que esse material apresenta uma microestrutura altamente complexa e heterogênea, o que aliado aos mecanismos de fissuração, resulta no seu comportamento não linear. Visando contribuir com este cenário, foi analisado computacionalmente o comportamento termomecânico de estruturas de concreto submetidas a altas temperaturas, empregando um conjunto de dados experimentais fornecidos pela Universidade Cergy-Pontoise, na França. Para isso, foram gerados corpos de prova sintéticos bidimensionais e tridimensionais, a partir dos quais foram feitas simulações utilizando o programa comercial de elementos finitos Abaqus e seu recurso de subrotinas. Através da implementação do modelo de dano de Mazars (1984), foi avaliada a evolução do dano, comparando os resultados das geometrias consideradas, constatando-se a congruência entre as mesmas. Para tal, foram utilizados problemas inversos para obtenção de parâmetros e propriedades desconhecidas, e foram desenvolvidos três modelos, sendo um elástico, um térmico e um termomecânico. Posteriormente, foi realizado o estudo da influência dos parâmetros do modelo de dano de Mazars (1984) na evolução do módulo de Young. Por fim, foi avaliado o impacto da granulometria e do volume relativo dos agregados no processo de danificação do concreto. Os resultados obtidos atestaram a eficácia da metodologia proposta.
Abstract: Concrete is a handy mixture of typical components of the earth’s surface. It is associated with the fact that it does not require highly qualified labor for its production and good thermal and mechanical performance, making it the most used construction material. In this context, urban development and the consequent evolution of civil construction provided an increasing sophistication of concrete structures, implying increasingly severe requests for use, as in the case of submission to thermal gradients, which may be part of the condition of use of the structure, and be planned in design, or occur accidentally through fires. Therefore, it is necessary to develop realistic models capable of reliably predicting these structures’ behavior. However, this is not a simple process. Once the microstructure of this material is highly complex and heterogeneous, what is associated with the cracking mechanisms, results in its non-linear behavior. Aiming to contribute to this scenario, the thermomechanical behavior of concrete structures submitted to high temperatures was analyzed computationally, using a set of experimental data provided by the Cergy-Pontoise University in France. For this, two-dimensional and three-dimensional synthetic specimens were generated, from which simulations were made using the commercial finite element program Abaqus and its subroutine resource. Through the implementation of the Mazars (1984) damage model, the damage evolution was evaluated, comparing the results of the considered geometries, verifying the congruence between them. For this purpose, inverse problems were used to obtain unknown parameters and properties, and three models were developed, one elastic, one thermal and one thermomechanical. Subsequently, the study of the influence of the parameters of the damage model Mazars (1984) on the evolution of Young’s modulus was carried out. Finally, the impact of the granulometry and the relative volume of the aggregates on the concrete damage process was evaluated. The results obtained attest to the effectiveness of the proposed methodology.
Palavras-chave: Dano
Termomecânico
Concreto
Damage
Thermomechanical
Concrete
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Sigla da Instituição: UFJF
Departamento: Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil (PEC)
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Licenças Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
DOI: https://doi.org/10.34019/ufjf/di/2021/00170
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/13197
Data do documento: 30-Jul-2021
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Civil (Dissertações)



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