Análise da confiabilidade de vigas de concreto armado com plástico reforçado por fibras

Autor: Sidnea Eliane Campos Ribeiro
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2009
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMGUniversidade Federal de Minas GeraisUFMG.
Druh dokumentu: Doctoral Thesis
Popis: Recent years have seen a growing interest for high performance materials such as concrete and high strength composite materials, among others. This interest aims to obtain higher resistance and greater durability, and therefore potential gains to the costs over the life of the structure. A major problem associated with the durability of reinforced concrete is the corrosion of reinforcement steel. Thus the plastic reinforced by fiber (FRP) provides a promising prospect for use as reinforcement for reinforced concrete. Although the use of FRP as structural reinforcement can show great promise in terms of durability, the particular characteristics of this material have led to new challenges in the design of structural components in reinforced concrete with FRP (FRP-RC). Some design recommendations have been developed; they have in common the fact of being based on existing recommendations for traditional steel reinforced concrete (RC). In the design of RC beams, failure is dictated by the yielding of steel, resulting in a ductile failure. In the case of FRP-RC beams, involving two fragile materials, a fragile failure is inevitable. Thus, a change in the RC beam design paradigm (underreinforced beams) is necessary. Therefore, due to increased use of FRP and also the differences between the two materials (steel and FRP), the reliability of FRP-RC beams shall be evaluated. Most of the suggestions proposed for the design of FRP-RC beams is based on a deterministic point of view. However, since most of the variables involved in the project (mechanical properties, geometric characteristics, loads, etc.) is random, in this work, methods of structural reliability, i.e., probabilistic methods are used to assess the reliability of FRPRC beams. Monte Carlo simulation is used in the computation of the probability of failure of 81 FRP-RC beams designed according to ACI-440 (2006). The effect of
Os últimos anos têm assistido a um interesse crescente em relação a materiais de alto desempenho, tais como o concreto de alta resistência e materiais compósitos, dentre outros. Este interesse visa à obtenção de resistências mais elevadas e maior durabilidade, e consequentemente possíveis ganhos em relação aos custos ao longo da vida útil da estrutura. Um dos grandes problemas associados à durabilidade do concreto armado é a corrosão das armaduras de aço. Desta maneira o plástico reforçado por fibras (PRF) apresenta uma perspectiva promissora para utilização como armadura para o concreto armado. Embora a utilização do PRF como armadura estrutural possa apresentar grandes promessas em termos de durabilidade, as características particulares deste material têm conduzido a novos desafios em relação ao projeto de componentes estruturais em concreto armado com PRF (CA-PRF). Algumas recomendações para projeto já foram desenvolvidas, tendo em comum o fato de serem baseadas em normas de projeto para vigas em concreto armado com aço (CA). No projeto de vigas de CA, a falha é ditada pelo escoamento do aço, daí resultando em uma falha dúctil. Já o projeto de vigas de CA-PRF envolve dois materiais de comportamento frágil; assim uma falha frágil é inevitável. Assim, uma mudança no paradigma anterior faz-se necessário. Portanto, devido à crescente utilização do PRF e também às diferenças apresentadas entre os dois materiais (aço e PRF), a confiabilidade de vigas em CA-PRF deve ser avaliada. A maior parte das sugestões propostas para o projeto de vigas em CA-PRF tem sido feita a partir de um ponto de vista determinístico. Entretanto, dado que a maioria das variáveis envolvidas no projeto (propriedades mecânicas, características geométricas, cargas, etc.) é aleatória, neste trabalho métodos de confiabilidade estrutural, isto é, métodos probabilísticos são empregados para avaliação da confiabilidade de vigas em CA-PRF. Neste trabalho a simulação de Monte Carlo é utilizada na determinação da probabilidade de falha de oitenta e uma vigas em CA-PRF. O efeito de diversos parâmetros nos níveis de confiabilidade implícitos em normas técnicas é discutido.
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