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Artigo Produção Nacional

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Análise estrutural unidimensional de viga de concreto armado reforçada com PRFC

2017; Volume: 22; Issue: 2 Linguagem: Português

10.14393/19834071.2013.23250

1983-4071

Luiz Antônio Farani de Souza,

Structural Engineering and Vibration Analysis

Na atualidade, a necessidade de reabilitacao estrutural tem se tornado cada vez mais frequente. Diversos metodos de reabilitacao, desde o advento do concreto, vem sendo desenvolvidos e aplicados. Como alternativa aos metodos tradicionais de reforco surgiram, recentemente, os polimeros reforcados com fibras, usualmente de carbono (PRFC), denominados materiais compositos avancados. As vantagens desse material de reforco em relacao aos tradicionais sao a sua alta resistencia e rigidez especifica, alem de otima resistencia a fadiga e facilidade de aplicacao. O objetivo deste estudo e a modelagem unidimensional, por meio do Metodo dos Elementos Finitos, de vigas biapoiadas de concreto armado sem e com reforco, encontradas na literatura. Os comportamentos mecânicos do concreto e do aco sao descritos por modelos constitutivos baseados na teoria da Mecânica do Dano Continuo, e o PRFC e simulado por um modelo elastico linear. As analises nao lineares sao efetuadas considerando o metodo de Comprimento de Arco com o processo iterativo tipo Newton – Raphson. A partir da comparacao dos resultados numericos com os experimentais, a modelagem proposta apresenta potencialidade na analise de estruturas de concreto armado reforcadas com PRFC devido a sua reduzida complexidade e baixo custo computacional. Palavras-chave: Mecânica do Dano, Concreto, Viga, PRFC. ABSTRACT Currently, the need for structural rehabilitation has become ever more frequent. Several rehabilitation methods have been developed and applied since the concrete genesis. As an alternative to traditional methods, a new conception of advanced composite materials for strengthening structures has emerged recently. These composite materials are usually made of carbon fiber reinforced polymer (CFRP). The advantages of such materials as compared to the traditional ones are their high specific strength and stiffness, high corrosion and fatigue resistance, besides the ease to apply. The aim of this study is the one-dimensional modeling, through the Finite Element Method, of reinforced concrete bi-supported beams with and without reinforcement, found in the literature. The mechanical behaviors of concrete and steel are described by constitutive models based on the Continuum Damage Mechanics theory, and CFRP is simulated by a linear elastic model. The nonlinear analyzes are performed using the Arc Length method with Newton – Raphson iterative procedure. From the comparison between the numerical and experimental results, the proposed modeling has potentiality in the analysis of reinforced concrete structures with CFRP, due to its reduced complexity and low computational cost. Keywords: Damage Mechanics, Concrete, Beam, CFRP.