Implementação de modelo elastoplástico com dano para a previsão do comportamento deformacional não linear de estruturas de concreto armado

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Rojas Barrueta, Humberto Abraham
• Orientador(a): Tamayo, Jorge Luis Palomino
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Estruturas de concreto armado : Deformação; Dano estrutural; Elementos finitos
• Palavras-chave em Inglês: Reinforced concrete; Plasticity; Damage; Finite elements
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/313220

Essa dissertação aborda a complexidade do comportamento não linear de estruturas de concreto armado por meio da implementação numérica de um modelo constitutivo elastoplástico com dano chamado de CDPM2 proposto em Grassl et al. (2013). Uma das vantagens desse modelo em relação às abordagens tradicionais é a sua capacidade de representar efeitos cíclicos, que é a condição de carregamento que mais se aproxima de um caso real. Em um primeiro modelo (CDPM1) manifestou-se essa limitação. Nesta nova versão, as expressões analíticas associadas à formulação matemática do modelo são verificadas e detalhadas, sempre com um olhar crítico a fim de conferir a adequação na representação do comportamento do material. Um ponto importante no modelo CDPM2 é que se introduz uma formulação matemática que independe da malha do método dos elementos finitos, a partir da energia de fratura, que é o fator que ativa o efeito de dano no material. O material, em sua etapa inelástica, está exposto a diferentes efeitos, os quais são representados numericamente por meio de algoritmos que caracterizam os efeitos de plasticidade e dano, utilizando dois parâmetros de dano em tração e compressão. As rotinas computacionais foram desenvolvidas num módulo de programação especifico dentro de um código computacional de elementos finitos existente desenvolvido por Tamayo (2015). O processo de validação consistiu em testar este modelo em diferentes cenários, não sendo suficiente apenas um caso uniaxial para avaliar sua eficiência. Além disso, o referido modelo foi avaliado em casos biaxiais e processos cíclicos, obtendo bons resultados. Foi muito importante realizar testes preliminares para identificar a incidência de cada parâmetro na resposta do material; dessa forma, cada um deles foi devidamente calibrado. Finalmente, diversos exemplos de aplicação com resultados experimentais são apresentados, a fim de conferir o correto funcionamento dos algoritmos implementados.