USO DO MÉTODO HOMOGENEIZADO NA MODELAGEM DE VIGAS PAREDES DE CONCRETO ARMADO

Esse trabalho apresenta simulações numéricas de vigas paredes de concreto armado utilizando o Método dos Elementos Finitos (MEF) onde é adotado o método homogeneizado ou “smeared” para discretização de estruturas de concreto armado. O método homogeneizado considera a armadura distribuída uniformemente no concreto, tal procedimento interpreta as regiões entre concreto e aço como um material novo com uma rigidez equivalente, tendo como principal vantagem o processo de discretização da malha, já que não se tem a preocupação de criar elementos distintos de concreto e aço. Os fenômenos como fissuração e seus efeitos na redistribuição de tensões no elemento e na aderência entre a armadura e o concreto são inseridos implicitamente nas relações constitutivas dos materiais. A implementação do método fará uso do “Modified Compression Field Theory” (MCFT) proposto por Vecchio e Collins, uma das teorias que adota o método homogeneizado e uma das que mais se destaca na literatura. Por fim são comparados os resultados obtidos pelos modelos numéricos com resultados experimentais

Micro truss model for designing of concrete strutuctures reiforcede

Neste trabalho apresenta simulações numéricas de estruturas de concreto armado pelo modelo de Micro Treliças. Esse modelo é uma evolução do método das bielas e tirantes, o qual tem por finalidade a discretização do concreto por meio de barras, as quais mostram o comportamento das forças de compressão e tração no interior da peça. Não se considera a aderência entre o concreto e a armadura. Considera-se somente o acoplamento nodal entre os elementos de treliça plana que discretizam o concreto e as armaduras. Através do software Micro-Truss Analyzer são discretizados os modelos e com o software comercial de elementos finitos Abaqus são inseridas modelos constitutivos. Adicionalmente, é possível determinar os caminhos das fissuras como a carga última da peça. Também é possível estimar e localizar a armadura no concreto de tal forma que essa tenha a melhor eficiência possível, aproveitando ao máximo as propriedades do concreto e do aço. Pesquisas de literatura apresentam modelos dicretizados de concreto apenas em geometrias que permitem gerar a micro treliça através de grids regulares. Nesse trabalho, um algoritmo de geração de malha de elementos finitos quadrilaterais com geometrias arbitrarias é usado, e posteriormente, essa malha é modificada para elementos de treliças com a finalidade de representar adequadamente o estado de tensões do meio contínuo. Por fim são comparados os resultados obtidos pelo modelo de micro treliças com resultados experimentais. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACTThis work presents numerical simulations of reinforced concrete structures by Micro Truss model (MTM). This model is a development of strut and tie method, which has the purpose of discretization of the concrete by bars, and shows the behavior of tensile and compressive forces within the model. Dos not consider the adhesion between concrete and reinforcing bars. Considers only the coupling between the nodal plane truss elements that discretizam concrete and reinforcement. Using the Micro-Truss Analyzer (MTA) software, that discretes the models in bars and the commercial software Abaqus that considers constitutive models. Additionally, it is possible to determine the crack paths and the ultimate load. It is also possible to estimate and locate eficientemente steel bars in the concrete, taking full advantages of the properties of concrete and steel. Some researches in literature present same discritezed models of concrete only in geometries with regular grid of micro truss. In this work, an algorithm for generating quadrilateral finite element mesh is used. Implemented in MTA software, it is possible to generate mesh arbitrary geometries. Consequently this mesh is modified to elements of trusses elements in order to adequately represent the tension state of concrete continuous. Finally, results obtained by micro truss model are comparede with experimental data

Experimental and numerical analyses of reinforced concrete deep beams with unconventional geometries

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018.Esta tese apresenta o estudo experimental e numérico do comportamento de Vigas Parede com geometrias não convencionais de concreto armado. Vigas Parede são elementos estruturais de grande importância na engenharia de estruturas, estão presentes em fundações, estruturas offshore e edifícios. São elementos que naturalmente oferecem elevada dificuldade na predição de seu comportamento já que não pode ser adotada a hipótese de Bernoulli de distribuição linear de deformações ao longo de sua seção transversal. Ampliando tal dificuldade em algumas situações, como a acomodação de instalações prediais em edificações, as Vigas Parede são dotadas de aberturas. Nesse sentido, um total de quatro modelos diferentes com geometrias inéditas foram produzidos, a fim de dificultar a predição de seu comportamento através de abordagens convencionais, como o Modelo de Bielas e Tirantes, por exemplo. O estudo numérico ocorreu através de duas abordagens. A primeira, foi realizada com o desenvolvimento de uma nova abordagem numérica, chamado aqui de Modelo de Micro Treliças Adaptativo (MMTA), uma evolução do Modelo de Micro Treliças que idealiza o continuo em elementos de barra. O segundo, decorreu através de uma Modelagem Contínua com uso do programa comercial de Elementos Finitos Abaqus. Mais de 2000 simulações foram executadas com MMTA variando as principais propriedades mecânicas do concreto. Diante dos resultados experimentais, foi possível estabelecer as principais variáveis que mais impactam nos modelos numéricos. Por fim, são comparadas as respostas das duas abordagens numéricas com as experimentais.This thesis presents numerical and experimental studies of the behavior of reinforced concrete deep beams with unconventional geometries. These are elements that naturally offer great diffi- culty in predicting your behavior since it can not be adopted the hypothesis Bernoulli distribution linear deformation along its cross section. Extending this difficulty in some situations, such as the accommodate building services in buildings, the Deep Beams are provided with openings. In this sense, a total of four different models were produced using unpublished geometries in order to difficult to estimate their behavior through conventional approaches, such as strut-and-tie method for example. The numerical study took place through two approaches. The first one was carried out with the development of a new numerical approach, called the Adaptive Micro Truss Model (AMTM), an evolution of the Micro Truss Model that idealizes the continuum in bar elements. The second one was a Continuous Modeling using the Abaqus Finite Elements commercial soft- ware. More than 2000 simulations were performed with AMTM varying the main mechanical properties of the concrete. Given the experimental results, it was possible to establish the main variables that most impact numerical models. Finally, the answers of the two numerical and experimental approaches are compared