Modelagem numérica de vigas de concreto armado considerando o efeito de fibras metálicas sobre a ductilidade no ELU: abordagem acoplada via MEF unidimensional e modelo de dano de Mazars

Resumo

O concreto é o material mais utilizado em construções em todo mundo. As características desse material proporcionam grandes vantagens diante dos demais materiais utilizados em função da grande capacidade de assumir diferentes formas arquitetônicas, boa resistência à ação da água e baixo custo relativo. Os projetos estruturais possuem diversas exigências para que a estrutura seja considerada segura. Dentre as exigências para garantia da segurança da estrutura está a ductilidade, que é uma medida de capacidade de deformação da estrutura antes da ruptura. A ductilidade é uma propriedade importante para que a estrutura tenha comportamento mecânico adequado, pois além de permitir grandes deformações antes da ruptura, contribui no processo de redistribuição de esforços. Uma alternativa para melhorar a ductilidade de elementos estruturais está na adição de fibras, que auxiliam no processo de resistência às ações e também na diminuição da propagação de fissuras, conferindo maior durabilidade. O comportamento dos elementos de concreto reforçado com fibras é bastante estudado e diversos modelos constitutivos foram propostos. Entretanto, boa parte possui caráter empírico, o que gera limitações, sendo necessário um modelo analítico que reproduza de forma geral e com fidelidade o comportamento à tração do concreto reforçado com fibras. Esta proposta visa contribuir com a formulação de um modelo constitutivo à tração para o concreto reforçado com fibras, combinando-o a um modelo mecânico baseado no Método dos Elementos Finitos unidimensional com comportamento não linear dos materiais para o estudo da ductilidade de vigas de concreto fibroso. O efeito das fibras será considerado a partir da calibração dos parâmetros internos de um modelo de dano para representar o concreto, tendo como referência o modelo constitutivo à tração desenvolvido. Diferentes combinações de resistência à compressão do concreto, posição relativa da linha neutra e taxa volumétrica de fibras metálicas serão analisadas para a determinação do efeito das fibras sobre a ductilidade de vigas de concreto armado reforçado com fibras metálicas.(AU)