Análise numérica da probabilidade de falha de uma estrutura composta por elementos de pórtico sob efeito de corrosão por carbonatação (2023)
- Authors:
- Autor USP: TEODORO, CHIARA PINHEIRO - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SET
- DOI: 10.11606/D.18.2023.tde-27072023-151427
- Subjects: CONCRETO ARMADO; ANÁLISE NUMÉRICA; CORROSÃO; CARBONATAÇÃO; MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS; PÓRTICOS; SIMULAÇÃO (APRENDIZAGEM)
- Keywords: Elemento de pórtico; Simulação de Monte Carlo; Vida útil
- Language: Português
- Abstract: As estruturas de concreto armado são usadas mundialmente e são projetadas para serem duráveis, estáveis e resistentes. Porém, com a ação de intempéries e com o passar do tempo a estrutura sofre degradação, e uma das principais manifestações patológicas que ela pode apresentar é a corrosão, que pode ser causada por cloretos ou por carbonatação. Como consequência dos produtos de corrosão, a estrutura sofre, no estágio da iniciação, a despassivação da armadura. Posteriormente, na propagação, a estrutura sofre perda da área de aço, destacamento do concreto, fissuração, manchas, perda da capacidade resistente e, por fim, o colapso. Para o cálculo da vida útil da estrutura podem ser utilizadas análises determinísticas, experimentais e probabilísticas. Devido ao vasto número de incertezas intrínsecas ao problema, um estudo probabilístico, através da teoria da confiabilidade, se mostra coerente. No presente trabalho foi calculada a probabilidade de despassivação, de fissuração e de falha de uma estrutura de concreto armado submetida à corrosão por carbonatação ao longo dos anos, através de simulações de Monte Carlo. Para a probabilidade de falha no estado limite de serviço foi utilizado o estado limite de deformação excessiva. O modelo de corrosão adotado e a análise probabilística foram acoplados a um programa de método dos elementos finitos posicional (MEFP) para elemento de pórtico laminado desenvolvido em linguagem FORTRAN. A formulação implementada é Lagrangiana total, eutiliza como graus de liberdade as posições nodais e vetores generalizados que refletem o giro e a variação da altura da seção transversal. Considera-se a não linearidade geométrica, permitindo o cálculo de estruturas com grandes deslocamentos e rotações, utilizando a lei constitutiva de Saint-Venant-Kirchhoff. Para o compósito laminado foi utilizada a teoria FSDT (teoria de primeira ordem em relação ao cisalhamento) acrescido do efeito zigue-zague. Os resultados da análise numérica realizados nos exemplos de validação demonstraram a eficácia da formulação para estruturas bidimensionais sob a aplicação de diferentes tipos de carregamento externo, uma vez que os deslocamentos e rotações obtidos apresentaram concordância com os resultados apresentados na literatura. A danificação do concreto aplicada através do modelo de dano de Mazars junto com os modelos de corrosão escolhidos implementados no modelo numérico de MEFP teve resultado satisfatório quando comparado com a literatura para representar uma viga de concreto armado submetido a forças externas e corrosão por carbonatação. A probabilidade de despassivação e início da fissuração da estrutura em 50 anos foi de 57,38% e 25,72%, respectivamente, para o melhor cenário, e estes resultados tiveram grande influência do cobrimento e teor de CO2. A probabilidade de falha teve grande influência do diâmetro da armadura e da taxa de corrosão, e em 75 anos após a despassivação, a probabilidade de falha para viga de concreto armadoestudada foi de 37,31% e 13,13% para o melhor e pior cenário, respectivamente
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2023
- Data da defesa: 20.04.2023
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo é de acesso aberto
- URL de acesso aberto
- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
-
ABNT
TEODORO, Chiara Pinheiro. Análise numérica da probabilidade de falha de uma estrutura composta por elementos de pórtico sob efeito de corrosão por carbonatação. 2023. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2023. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-27072023-151427/. Acesso em: 06 maio 2024. -
APA
Teodoro, C. P. (2023). Análise numérica da probabilidade de falha de uma estrutura composta por elementos de pórtico sob efeito de corrosão por carbonatação (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-27072023-151427/ -
NLM
Teodoro CP. Análise numérica da probabilidade de falha de uma estrutura composta por elementos de pórtico sob efeito de corrosão por carbonatação [Internet]. 2023 ;[citado 2024 maio 06 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-27072023-151427/ -
Vancouver
Teodoro CP. Análise numérica da probabilidade de falha de uma estrutura composta por elementos de pórtico sob efeito de corrosão por carbonatação [Internet]. 2023 ;[citado 2024 maio 06 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-27072023-151427/
Informações sobre o DOI: 10.11606/D.18.2023.tde-27072023-151427 (Fonte: oaDOI API)
How to cite
A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas
