Desenvolvimento de modelos mecânicos, de confiabilidade e de otimização para aplicação em estruturas de concreto armado

Abstract

2010 Tese apresentada ao Departamento de Engenharia de Estruturas da EESC-USP como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Doutor em Engenharia de Estruturas. DEDICATÓRIA Dedico este trabalho à minha amada esposa Camila por estar presente o tempo todo e aos meus paisJoão Roberto e Angela Maria por tudo... AGRADECIMENTOSAgradeço a Deus por seu incrível amor de Pai, ao Senhor Jesus Cristo pelo sacrifício de vida eterna que me rendeu a salvação e ao Espírito Santo por ser mestre na arte de ensinar e consolar. Sem sua presença Senhor, jamais eu teria chegado até aqui.Ao professor e orientador Wilson Sergio Venturini que foi sempre solícito na orientação, acreditou em mim e me ajudou demais em todos os sentidos. Obrigado por tudo "chefe".Agradeço à minha querida esposa Camila pelo seu apoio sempre enérgico, sincero e por se dispor a largar toda sua vida aqui para me acompanhar até a França. Tudo em prol da ciência. Amo você.Aos meus pais João Roberto e Angela Maria que sempre me ensinaram o caminho certo, com amor, carinho e dedicação. Sua ajuda e presença foram indispensáveis. Amo vocês.Também aos meus irmãos Leonardo e Camila pelas conversas, incentivos, preocupações e momentos maravilhosos. Estarei sempre perto. Amo vocês.Ao meu primo Rafael pelo grande auxílio na elaboração dos textos em inglês dos artigos e da tese. Valeu! Não posso deixar de lembrar de minhas queridas avós Ivone e Maria da Glória.Sempre me incentivaram a continuar firme na pesquisa, pelos cafés com bolo de fubá, tortas e carinhos e mimos de vovós. Também amo vocês.Aos meus sogros Carlos Camilo e Eva Aparecida pelo interesse e acolhida em sua casa nos vários dias de trabalho. Também os amo.À minha comunidade Leão de Judá por orar por mim e estar sempre presente. Sei que a amizade em Cristo será para sempre. Em especial ao Fabiano e Mateus pela grande amizade, orações, grupos e churrascos. Aos professores Alaa Chateauneuf e Philippe Bressolette por me receberem naFrança durante o estágio de 1 ano e por serem sempre muito atenciosos e dispostos a compartilhar seu conhecimento e experiência para o bom desenvolvimento do trabalho e pela estada em terras européias.Ao professor André Teófilo Beck pelo exame de qualificação, pelas diversas conversas enriquecedoras sobre confiabilidade estrutural e pela amizade conquistada.Ao professor José Luiz Antunes de Oliveira e Souza por participar do exame de qualificação e por suas considerações que melhoraram a pesquisa.Aos professores Humberto Breves Coda e José Samuel Giongo pelos "papos" sobre pesquisa e pelo grande incentivo.Agradeço aos companheiros de departamento pelo convívio sempre agradável e tranquilo. Em especial, aos amigos Edson Leonel, Walter Oliveira, Eduardo Toledo, Fernando Menezes e Edmar Borges pelas conversas, risadas e idéias compartilhadas.Aos colegas do Polytech'Clermont Ferrand na França e em especial à Priscila, Wallace, Edson, Tânia e Regina (todos Brasil) pela grande força que nos deram, Jinane (Líbano), Hassan e Omar (Tunísia), Miguel (Chile), Kien (Vietnã), Emílio ...

Ductility Analysis of RC Beams Considering the Concrete Confinement Effect Produced by the Shear Reinforcement: a Numerical Approach

“…Before this, only the undamaged concrete and the aggregate interlock for low values of damage support all the shear stresses. Based on this behavior, it was adopted here the alternative model proposed by Nogueira (2010), which considers the presence of the transversal reinforcement by its geometrical rate along the beam and its contribution only after the damage process begins. In this way, the shear reinforcement contribution is linked with the damage model sharing the same criterion to starts its effects.…”

Material and geometric nonlinear analysis of reinforced concrete frame structures considering the influence of shear strength complementary mechanisms

“…Most of those developments were considered in 2D FEM formulations with elastoplastic constitutive laws for concrete and steel. In these formulations, the reinforcement bars are taken into account by 1D finite elements embedded in the concrete plane elements and distributed along the longitudinal and transversal directions, as shown in the works of Bhatt and Kader [6], Martín-Perez and Pantazopoulou [23], He and Kwan [16], El-Ariss [11], Oliver et al [27], Frantzeskakis and Theillout [13], Soltani et al [31], Maitra et al [22], Belletti et al [5], Ince et al [17] and Nogueira [26].…”

Resistência ao cisalhamento em vigas de concreto armado sem armadura transversal reforçadas com fibras de aço

“…Vários modelos já foram propostos na tentativa de explicar e prever o comportamento do engrenamento dos agregados. Nogueira (2010) A contribuição do engrenamento dos agregados para a resistência ao cisalhamento de vigas também é significantemente dependente da forma, tamanho e resistência do agregado graúdo e (YANG; ASHOUR, 2011). Na superfície da fissura, a força de cisalhamento externa é transferida somente em parte pelo engrenamento dos agregados.…”

“…Nos resultados destes ensaios foi visto que a tensão nas bielas era cerca de 10 % superior e a tensão na armadura transversal era menor que a prevista pelo modelo clássico, o que conduzia a execução de uma armadura transversal exagerada. Esse fato ocorreu porque a inclinação das fissuras (e, portanto, das bielas) é inferior à 45º, diferentemente do fixado pela teoria clássica As bielas são mais rígidas que os montantes ou diagonais tracionados e absorvem uma parcela maior do esforço cortante que àquela determinada pela treliça clássica;  A taxa de armadura longitudinal influi no esforço da armadura transversal.Na teoria de treliça generalizada, além das tensões na armadura transversal serem menores que as obtidas com o esquema de treliça clássica, existe uma parcela da força cortante que não é absorvida pelo banzo comprimido nem pela armadura transversal e sim por mecanismos secundários complementares à treliça como o engrenamento dos agregados ao longo das fissuras, efeito de pino da armadura longitudinal e o efeito de arco(NOGUEIRA, 2010). capacidade de resistência ao cisalhamento de uma viga de concreto armado pode ser dividida em duas parcelas, uma resistida pelo concreto e seus mecanismos auxiliares, parcela V c e outra resistida pela armadura transversal, parcela V sw .De acordo com o ACI-ASCE Comitte 426 Shear Strength of Reinforced Concrete Members…”