Dissertações de Mestrado 2005 – MARCOS VINICIOS PEREIRA SANT’ANA
Resumo
O concreto reforçado com fibras vem sendo utilizado cada vez mais nas últimas quatro décadas em elementos estruturais que requerem uma boa tenacidade. Na literatura técnica, existem muitos trabalhos experimentais que possibilitam uma melhor compreensão do comportamento mecânico deste material. Em termos de modelagem numérica, os inúmeros modelos propostos para simular o comportamento mecânico do concreto reforçado com fibras podem ser divididos em dois grandes grupos. No primeiro grupo, a modelagem é feita considerando o concreto reforçado com fibras como um compósito bifásico, ou seja, através das propriedades dos componentes deste compósito. O segundo grupo considera este material como um material monofásico, sendo modelado por meio de leis constitutivas do conjunto. Estes inúmeros modelos, em função da variedade de parâmetros que afetam o comportamento do concreto reforçado com fibras, utilizam simplificações. Por este motivo, continua sendo necessário o desenvolvimento de novos modelos que possam considerar e representar os parâmetros que influenciam o comportamento deste compósito, como por exemplo: a deterioração da aderência na interface entre os dois materiais, a distribuição e a orientação aleatória das fibras. Neste trabalho, apresenta-se um modelo numérico com o método dos elementos finitos que utiliza três discretizações de representação deste compósito. Nas duas
primeiras, com o objetivo de simular o efeito destes parâmetros acima referidos no comportamento do concreto reforçado com fibra, adota-se uma modelagem que considera este material como um compósito bifásico, o concreto e as fibras e uma interface de espessura infinitesimal entre estas fases. A diferença entre as duas discretizações bifásicas está no tipo de malha adotada para representar a distribuição das fibras e sua aleatoriedade. Na primeira, o concreto é representado por uma malha de elementos quadrilaterais retangulares quadráticos e as fibras por elementos de treliça aleatoriamente distribuídas nas arestas dos elementos quadrilaterais. Na segunda, as fibras estão distribuídas aleatoriamente nas arestas de elementos quadrilaterais não retangulares. O equilíbrio do sistema é equacionado partindo do salto de deslocamento que ocorre na interface entre o concreto e a fibra. Na terceira forma, o concreto reforçado com fibras é considerado como um material monofásico com características definidas de acordo com resultados experimentais. Os resultados numéricos obtidos com as diferentes discretizações são comparados com resultados experimentais disponíveis para avaliar a eficiência do modelo.