Numerical assessment of concrete flexural members reinforced by FRP rebars. (2020)
- Authors:
- Autor USP: BARBOSA, FELIPE AUGUSTO DA SILVA - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PEF
- Subjects: MATERIAIS COMPÓSITOS POLIMÉRICOS; CONCRETO ARMADO; CONCRETO PROTENDIDO; DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: A armadura não metálica de PRF - Polímeros Reforçados por Fibras - constitui uma alternativa ao aço do concreto armado convencional, uma vez que é resistente à corrosão, apresenta baixo peso específico e alta capacidade de carga. Seu uso tem se mostrado eficiente em paredes marinhas, unidades de ressonância magnética, garagens e pontes. Diferentemente do aço convencional, a armadura de PRF não escoa, exibindo comportamento elástico-linear até a ruptura. Além disso, apresenta baixa rigidez e rompe por fluência quando sujeitas a elevadas cargas permanentes. Diante disso, esta pesquisa avaliou as etapas de dimensionamento e, através de análises numéricas, investigou o comportamento dos concretos armado e protendido com barras e cordoalhas de PRF, comparando-os com os concretos em aço convencional. Além disso, com base em parâmetros fornecidos por normas e ensaios, foram analisados os efeitos diferidos no tempo em uma viga armada com diferentes taxas de armadura de PRFV (vidro), para a qual estimaram-se os momentos resistentes, deflexões, abertura de fissuras e relações momento-curvatura, considerando-se a reposta imediata e períodos de cinco a cem anos. A fim de compreender o uso do PRF na protensão, foram modeladas três barras prismáticas e três vigas biapoiadas para as quais se avaliaram a relação normal-deformação e momento-curvatura, respectivamente, além da fissuração, comparando-os com os mesmos elementos protendidos em aço. Por fim, com base nas condições de equilíbrio e compatibilidade bem como nas hipóteses de Navier, foram desenvolvidas as formulações para o dimensionamento de vigas com seção retangular e T ou L. Estas formulações foram implementadas em um código, resultando em um programa computacional para cálculo da quantidade de armadura de PRF considerando diferentes classes deconcreto. Para os casos em estudo, os resultados indicaram que o estado limite de ruptura à fluência geralmente governa o dimensionamento de seções armadas em PFRV e PRFA (aramida), acarretando em seções super-armadas. Em contrapartida, o uso de PRFA e PRFC (carbono) na protensão mostrou-se vantajoso em relação ao aço convencional, com elevados momentos resistentes, fissuração menos intensa e sem necessidade de super-armar as seções. Em relação ao comportamento a longo prazo, as mudanças nas propriedades constitutivas do concreto resultaram no aumento da capacidade resistente das seções e alteração do modo de falha. Além disso, as deflexões e abertura de fissuras cresceram em maior proporção nos primeiros cinco anos, estabilizando-se por volta dos setenta.
- Imprenta:
- Data da defesa: 17.04.2020
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ABNT
BARBOSA, Felipe Augusto da Silva. Numerical assessment of concrete flexural members reinforced by FRP rebars. 2020. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2020. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-14012021-123256/. Acesso em: 11 jun. 2024. -
APA
Barbosa, F. A. da S. (2020). Numerical assessment of concrete flexural members reinforced by FRP rebars. (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-14012021-123256/ -
NLM
Barbosa FA da S. Numerical assessment of concrete flexural members reinforced by FRP rebars. [Internet]. 2020 ;[citado 2024 jun. 11 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-14012021-123256/ -
Vancouver
Barbosa FA da S. Numerical assessment of concrete flexural members reinforced by FRP rebars. [Internet]. 2020 ;[citado 2024 jun. 11 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-14012021-123256/
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