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Type: DISSERTAÇÃO
Degree Level: Mestrado
Title: A consideração da não-linearidade física no cálculo de flecha em vigas de concreto armado
Title Alternative: The consideration of material nonlinearity on the assessment of deflection in reinforced concrete beams
Author: Bandini, Pedro Alexandre Conde, 1987-
Advisor: Silva, Maria Cecília Amorim Teixeira da, 1955-
Abstract: Resumo: A fim de atender a requisitos de Estados Limites de Serviço, uma estrutura de concreto deve satisfazer critérios, dentre eles o controle de deslocamentos excessivos. As normas de projeto de estruturas de concreto estabelecem limites máximos para flechas em vigas que devem ser verificados em etapa de projeto. Portanto, métodos que estimem os deslocamentos em vigas de concreto armado de maneira satisfatória devem ser utilizados por engenheiros estruturais com o intuito de se projetar estruturas que atendam às condições de segurança e de serviço. No presente trabalho foram desenvolvidos e implementados os procedimentos numéricos FLECHA-0 e FLECHA-T que permitem analisar o comportamento de vigas de seção retangular, bi-apoiadas, de concreto armado submetidas à flexão simples. Os procedimentos consideraram a não-linearidade física para o cálculo de flecha imediata e flecha total, nesta sendo também considerados os efeitos de fluência e retração. Adotou-se a análise da seção transversal em camadas para integração das tensões e obtenção dos esforços internos. A consideração da não-linearidade física foi introduzida através do emprego de modelos constitutivos adequados para concreto e aço, e a colaboração do concreto entre fissuras foi considerada através de modelo de tension-stiffening para o concreto tracionado pós-fissuração em região de tração efetiva. A análise de efeitos diferidos de fluência e retração foi desenvolvida mediante emprego de método para cálculo de curvatura em elementos fletidos. Os procedimentos numéricos foram implementados computacionalmente e foram validados através da comparação com resultados experimentais de vigas ensaiadas à flexão obtidos por outros pesquisadores. Também foram avaliadas as recomendações referentes ao cálculo de flecha em vigas apresentadas pelas normas brasileira e europeia. Devido aos resultados obtidos na análise comparativa a modelos experimentais, procedeu-se uma investigação da influência da taxa de armadura de tração no procedimento para cálculo de flecha imediata em vigas recomendado pela norma brasileira de projeto de estruturas de concreto. Os resultados obtidos pelos procedimentos numéricos desenvolvidos no presente trabalho (FLECHA-0 e FLECHA-T) foram satisfatórios comparados aos experimentais e indicaram que estes podem ser empregados em situações de projeto para verificação de Estado Limite de Serviço de Deformações Excessivas em vigas de concreto armado do grupo I de resistência. A análise da influência da taxa de armadura de tração indicou que pode existir uma limitação ao uso do procedimento recomendado pela norma brasileira para o cálculo de flecha imediata em vigas com taxa de armadura inferior de tração a 0,50%

Abstract: In order to satisfy Serviceability Limits States requirements, a concrete structure must fulfill some criteria; among them is the deflection control. Guidelines for the design of concrete structures set maximum limit to the deflection of beams which ought to be verified at the design stage. Therefore, methods which are able to estimate deflection of reinforced concrete beams satisfactorily should be used by the structural designer in order to design a RC structure that meet safety and serviceability specifications. This work presents the development of numerical procedures called FLECHA-0 and FLECHA-T that allow the assessment of instaneous and long-term (considering creep and shrinkage effects) deflections, respectivly, on reinforced concrete simply supported rectangular beams subjected to bending. A section analysis approach was adopted for the integration of stresses to obtain bending moment and axial load acting on the section and material nonlinearities were introduced by the application of adequate constitutive relations for concrete and steel. The collaboration of concrete in tension between cracks was considered by a tension-stiffening model for post-cracking concrete under tension. The numerical procedures were implemented and their efficiencies were verified by the comparison to experimental results of tested RC beams under bending. Specifications related to the subject, established by the Brazilian and European standards guidelines were also investigated. Due to the results gathered in the comparative analysis to experimental data, an investigation was perfomed to assess the influence of the tension reinforcement ratio on the procedure to estimate instantaneous deflection in beam recommended by the Brazilian concrete structures design standards. The results obtained by the numerical procedures developed in the present work (FLECHA-0 and FLECHA-T) showed to be satisfactory and indicate that such procedures are able to be applied at design situations for the assessment of Deflection Control Serviceability Limit State in reinforced concrete beams of the strength group I. The analysis of the influence of the tension reinforcement ratio indicated that a limitation may exist in the procedure recommended by the Brazilian standards when applied to estimate instantaneous deflection of beams with tension reinforcement ratio lower than 0.50%
Subject: Concreto armado
Vigas
Flexão (Engenharia civil)
Concreto - Deformação - Modelos matemáticos
Análise não-linear
Editor: [s.n.]
Citation: BANDINI, Pedro Alexandre Conde. A consideração da não-linearidade física no cálculo de flecha em vigas de concreto armado. 2015. 150 p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/258037>. Acesso em: 27 ago. 2018.
Date Issue: 2015
Appears in Collections:FEC - Tese e Dissertação

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