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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/19539
Tipo: Dissertação
Título: Evaluation of damage in reinforced concrete slabs with different reinforcement ratios using damage indicators and numerical modeling
Título(s) alternativo(s): Avaliação de danos em lajes maciças de concreto armado com diferentes taxas de armação mediante indicadores de dano e modelagem numérica
Autor(es): Ferreira, Gabriel Soares
Primeiro Orientador: Pimentel, Roberto Leal
Resumo: A presença de fissuras em uma estrutura é um fato que chama a atenção sobre potenciais problemas de funcionalidade ou perda de capacidade resistente. Lajes de concreto armado têm um padrão diferente de fissura em comparação com as vigas, onde as fissuras tendem a se espalhar na superfície do elemento, não necessariamente atingindo as bordas da laje, com profundidade visível a partir da mesma. A taxa de armadura também é um fator que pode mudar esse padrão. Para avaliar o efeito do dano no padrão de fissuração, nas freqüências naturais e formas modais em lajes de concreto armado, foram testadas duas dessas estruturas com diferentes dimensões e taxas de armadura em ambas as direções, nas quais foram induzidas fissuras por aplicação de carga estática, seguidas por testes modais usando excitação de impacto. Extraindo frequências e modos usando o software StarModal, diferentes índices de danos foram avaliados para comparar ambas as lajes, atentando que o padrão de fissuração foi diferente para ambas as estruturas. Para entender o motivo de um comportamento diferente (estimado como causado por uma mudança no comportamento isotrópico para ortotrópico devido a fissuras), ambas as lajes foram modeladas numericamente utilizando elementos finitos. O modelo considerando a perda da rigidez no elemento finito que continha a fissura e nos elementos vizinhos mostrou-se mais adequado que o modelo onde a rigidez era reduzida em todos os elementos que atingiam o momento de fissuração, seja na comparação em frequência ou por forma modal através do parâmetro MAC. Modelos isotrópicos e ortrotrópicos não apresentaram diferenças significativas entre si, o que traz resultados inconclusivos sobre a transição de comportamento de isotrópico para ortrotrópico como causa do diferente padrão de fissuração. As tangentes nas curvas experimentais carga versus deslocamento no carregamento e descarregamento apresentaram valores relativamente próximos indicando que os modelos, embora elaborados para o estágio de descarregamento, também podem ser aplicados na fase de carregamento.
Abstract: Slabs of reinforced concrete (RC) have a different crack pattern in comparison to beams, where the cracks in bending tend to spread on the surface of the element. The reinforcement ratio is also a factor that can change this pattern. In order to evaluate the effect of damage on cracking pattern, natural frequency and mode shapes in RC slabs, two of such structures with different dimensions and reinforcement ratios in both directions were tested, in which cracks were induced through application of static load, followed by modal tests using impact excitation. Extracting the frequencies and mode shapes using StarModal software, different damage indexes were used to compare both slabs, bearing in mind that differences in the cracking pattern occurred in both structures. To understand the reason for a different behavior, both slabs were modelled numerically using finite elements. The model considering the loss of stiffness in the finite element which have the crack and its nearby elements showed better results than the model in which the stiffness reduction was applied in all elements that reached the cracking moment; the comparison was made through the evaluation of frequencies and modal parameter MAC, which indicate that the cracking affects locally the stiffness of the elements. Isotropic and orthotropic models did not show significant diferences among themselves, what brings inconclusive results about the transition from isotropic to orthotropic behavior as the cause of different cracking pattern. The slopes in loading and unloading stages presented values relatively close to each other, indicating that the models, although adjusted for unloading stage, can also be used for the loading stage.
Palavras-chave: Lajes
Dano
Fissuração
Modelagem
Armadura
Slabs
Damage
Cracking
Modeling
Reinforcement
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Engenharia Civil e Ambiental
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental
Tipo de Acesso: Acesso aberto
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/19539
Data do documento: 26-Ago-2019
Aparece nas coleções:Centro de Tecnologia (CT) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental

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