ABSTRACT Wood is a material used for various purposes since ancient times and is mainly used in civil and rural construction and industry. Due to the predatory exploitation of known trees, it is necessary to characterize new species for use in urban and rural structures as alternatives of species commonly used. This study aimed to determine the physical and mechanical properties of Guarucaia wood (Peltophorum vogelianum Benth.) based on the Brazilian standard ABNT NBR 7190 (1997) and estimate the strength and stiffness as a function of apparent density using the analysis of variance and also estimate stiffness as a function of its strength. The mechanical properties of P. vogelianum were considered compatible for structural use when compared with others used for the same purpose, being classified in the class C50 of dicotyledon species and evidencing the possibility of its use for structural purposes. According to the results of the poor quality in the fit of regression models in the statistical analysis, the strength and stiffness could not be estimated as a function of apparent density nor stiffness properties as a function of their respective strengths.

Resumo Um dos métodos numéricos mais difundidos para a análise não linear de estruturas é o Método dos Elementos Finitos (MEF). No entanto, há fenômenos cujo comportamento não é satisfatoriamente representado pela forma convencional do MEF e isso tem estimulado o desenvolvimento de novas estratégias, como o Método dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG), entendido como uma variação no MEF. Em paralelo, a análise não linear de estruturas de concreto exige o uso de modelos constitutivos que representem a nucleação e propagação de trincas. Neste trabalho, é usado um modelo constitutivo anisotrópico, baseado na teoria de microplanos, capaz de representar o comportamento de estruturas de concreto, juntamente com a aproximação MEFG. Tais recursos estão incorporados no sistema INSANE (INteractive Structural ANalysis Environment), usado nas simulações numéricas aqui apresentadas com objetivo de demonstrar a viabilidade do uso da estratégia de enriquecimento do MEFG, na análise não linear de estruturas de concreto, com validação realizada a partir de comparações com resultados experimentais disponíveis na literatura.

Abstract One of the most widespread methods to the nonlinear analysis of structures is the Finite Element Method (FEM). However, there are phenomena whose behavior is not satisfactorily simulated by the standard FEM and this fact has quickened the development of new strategies such as the Generalized Finite Element Method (GFEM), understood as a variation of the FEM. In parallel, nonlinear analysis of concrete structures requires the use of constitutive models that represents the nucleation and propagation of cracks. In this paper it is used an anisotropic constitutive model, based on the microplane theory, which is able to represent the behavior of concrete structures, together with the GFEM approach. These resources are incorporated on the INSANE system (INteractive Structural ANalysis Environment), used in the numerical simulations presented here to demonstrate the feasibility of using the GFEM enrichment strategy, in the nonlinear analysis of concrete structures, with validation made from comparisons with experimental results available in the literature.

Resumo A modelagem de estruturas de concreto armado tem tido um crescente progresso na Mecânica Computacional, de modo que os fenômenos complexos, tais como fissuração e esmagamento, fluência, escoamento da armadura, perda da aderência aço-concreto, podem ser modelados de forma razoavelmente realista, usando um conjunto apropriado de recursos numéricos e computacionais. Entre as diversas opções, os baseados no Método dos Elementos Finitos (MEF) permitem simulações complexas de análises de estruturas de concreto armado, incluindo a interação de diferentes efeitos não lineares. Este artigo lida com a análise não linear em elementos finitos, da perda de aderência entre a armadura de aço e o concreto, levando em consideração um estudo experimental anteriormente realizado. A análise via MEF apresentada usa uma combinação de recursos onde o comportamento do concreto é descrito pelo Modelo Constitutivo de Microplanos, e um Modelo de Armadura Embutida é usado para representar o aço inserido no concreto e levar em conta o efeito da perda de aderência. Os modelos do MEF foram criados usando o sistema computacional INSANE (Interactive Structural Analysis Environment), software de código aberto que possui um conjunto de ferramentas para análise não linear de estruturas em concreto armado. As correlações entre os resultados numérico-experimentais e os vários parâmetros validam a combinação de recursos proposta e identificam o significado de vários efeitos sobre a resposta.

Abstract The modeling of reinforced concrete structures has taken advantage of the increasing progress on Computational Mechanics, in such way that complex phenomena, such as cracking and crushing, creep, reinforcement yielding, steel-concrete bond loss, can be modeled in a reasonable realistic way, using the proper set of numerical and computational resources. Among several options, the ones based on the Finite Element Method (FEM) allow complex analysis simulations of reinforced concrete structures, including the interaction of different nonlinear effects. This paper deals with the nonlinear finite element analysis of the bond-slip between reinforcing steel and concrete, taking into account an experimental study previously performed. The FEM analysis presented uses a combination of resources where the material behavior of concrete is described by the Microplane Constitutive Model, and an embedded reinforcement model is used to represent steel inside the concrete and take into account the effect of bond-slip. The FEM models were created using the INSANE (INteractive Structural ANalysis Environment) computational system, open source software that has a set of FEM tools for nonlinear analysis of reinforced concrete structures. The correlations between numerical-experimentals results and several parameters validate the proposed combination of resources and identifies the significance of various effects on the response.