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Título: Análise não linear via elementos finitos de vigas de concreto com protensão não aderente
Título(s) alternativo(s): Análise não linear de vigas de concreto com protensão não aderente via elementos finitos
Título em inglês: Finite element nonlinear analysis of prestressed concrete beams with unbonded tendons
Autor(es): Moreira, Leandro Soares
Orientador(es): Sousa Junior, João Batista Marques de
Coorientador(es): Parente Júnior, Evandro
Palavras-chave: Engenharia estrutural
Concreto protendido
Método dos elementos finitos
Data do documento: 27-Mai-2016
Citação: MOREIRA, L. S. (2016)
Resumo: Esse trabalho visa apresentar um modelo de elementos finitos para análise não linear física e geométrica de vigas de concreto com protensão não aderente interna e externa. A teoria de vigas de Euler-Navier-Bernoulli foi utilizada para o desenvolvimento da formulação do elemento finito de pórtico plano. A não linearidade geométrica foi considerada através da formulação Lagrangiana Total. O cabo de protensão foi modelado através de elementos de treliça, a partir da discretização do cabo em trechos retos. O Método das Fatias foi utilizado para integração dos esforços internos e da matriz de rigidez tangente na seção transversal, e a integração ao longo do elemento foi feita pela quadratura de Gauss. A Lei constitutiva adotada para o concreto na compressão foi a do Eurocode 2 (2004) e Zupan e Saje (2005), embora outras curvas tenham sido implementadas para efeito de comparação. O aço da armadura passiva foi modelado como elasto-plástico perfeito, com endurecimento linear. O modelo adotado para o aço de protensão foi o de Menegotto e Pinto (1973). As perdas por atrito da cordoalha com a bainha foram desprezadas, devido à presença de graxa entre os dois materiais. Ao final, a qualidade da formulação para a simulação de vigas protendidas com cabos não-aderentes é avaliada através da comparação com resultados experimentais, para cargas de curta duração.
Abstract: This work aims to present a finite element model for nonlinear material and geometric analysis of prestressed concrete beams with internal and external unbonded tendons. The beam theory of Euler-Bernoulli-Navier was used for the development of the plane frame finite element formulation. The geometric nonlinearity was found over the total Lagrangian formulation. The tendons was modeled using truss elements from the cable discretization in straight sections. The layer method was used for integration of the internal forces and the tangent stiffness matrix in cross section, and integration over the element was made by the Gaussian quadrature. The constitutive law adopted for concrete in compression was the Eurocode 2 (2004) and Zupan e Saje (2005), although other curves have been implemented for comparison. The reinforcement steel was modeled as perfect elastic-plastic with linear hardening. The model adopted for the prestressing steel was the Menegotto and Pinto (1973) model. The frictional losses of the chordae with the sheath were discarded due to the presence of grease between the two materials. At the end, the quality of the formulation for the simulation of prestressed beams with unbonded tendons is evaluated by comparison with experimental results for short-term loads.
Descrição: MOREIRA, L. S. Análise não linear via elementos finitos de vigas de concreto com protensão não aderente. 2016. 135 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Estruturas e Construção Civil) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/18959
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