Modelagem computacional de vigas de concreto armado reforçado com fibras de aço submetidas a cisalhamento

Resumos

Computational modeling has become a common activity to Civil Engineering researchers and professionals. Therefore, the knowledge about the mechanical behavior of materials is very important. To correctly model the mechanical behavior of concrete structures subjected to shear stress, it is necessary to determine the shear retention factor that accounts for the friction between the two surfaces of a crack. The objective of this study is to show how the shear retention factor of steel fiber reinforced concrete can be obtained from direct shear tests associated to computational modeling. A concrete matrix with compressive strength of 60 MPa, to which 1% and 2% content of steel fibers were added, was used for the shear tests. The stress-slip relationship was obtained from these tests, and the shear retention factor of the steel fiber reinforced concrete was determined from inverse analysis using the Finite Element Method software DIANA© 8.1.2. Finally, the shear retention factor and the influence of steel fibers on the cracks were validated from the computational modeling of steel fiber reinforced concrete beams subjected to shear available in the literature.

Shear; Steel Fiber Reinforced Concrete; Computational Modeling

Modelagem computacional de vigas de concreto armado reforçado com fibras de aço submetidas a cisalhamento

D. L. Araújo^I; L. C. Carmo^II; F. G. T. Nunes^III; R. D. Toledo Filho^IV

^IProfessor Doutor, Programa de Pós-Graduaçao em Geotecnia e Construção Civil, Escola de Engenharia Civil, Universidade Federal de Goiás,[e-mail], [e-mail], Praça Universitária, s/n, Setor Universitário, 74605-220, Goiânia, GO

^IIMestre, Escola de Engenharia Civil, Universidade Federal de Goiás, [e-mail],[e-mail], Praça Universitária, s/n, Setor Universitário, 74605-220, Goiânia, GO

^IIIMestre, Escola de Engenharia Civil, Universidade Federal de Goiás, [e-mail],[e-mail], Praça Universitária, s/n, Setor Universitário, 74605-220, Goiânia, GO

^IVProfessor Doutor, COPPE/UFRJ, [e-mail],[e-mail], Caixa Postal 21945-970, Rio de Janeiro, RJ

RESUMO

A modelagem computacional cada vez mais se torna parte integrante das atividades dos pesquisadores e profissionais da área de engenharia civil. Para isso, o conhecimento do comportamento mecânico dos materiais é de fundamental importância. No caso das estruturas de concreto submetidas a esforços de cisalhamento, para a correta representação do seu comportamento é necessária a determinação do fator de retenção do cisalhamento. Neste trabalho, procura-se determinar esse fator para concretos reforçados com fibras de aço por meio de ensaios de cisalhamento direto em corpos-de-prova prismáticos associados à modelagem computacional. Foi estudada, em laboratório, uma matriz de concreto com resistência à compressão de 50 MPa, à qual foram adicionadas 1,0% e 2,0% de fibras de aço. A relação tensão versus deslizamento foi determinada experimentalmente, sendo em seguida realizada uma análise inversa dos corpos-de-prova de modo a se determinar o fator de retenção do cisalhamento do concreto reforçado com fibras de aço. Para tanto, foi utilizado o programa comercial de elementos finitos DIANA© 8.1.2. Ao final, o fator de retenção do cisalhamento, bem como a influência das fibras na fissuração, foi validado por meio da modelagem de vigas de concreto armado reforçado com fibras de aço submetidas a esforços de cisalhamento disponíveis na literatura.

Palavras-chave: Cisalhamento, Concreto Reforçado com Fibras de Aço, Modelagem computacional.

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Received: 28 Feb 2009

Accepted: 12 May 2009

Available Online: 30 Mar 2010

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  17 Set 2014
• Data do Fascículo
  Mar 2010

Histórico

• Recebido
  28 Fev 2009
• Aceito
  12 Maio 2009