Modelagem de modos de falha em vigas de concreto armado usando técnica de fragmentação de malha

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Santos, Andrei Felipe Villa dos [UNESP]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Vigas de CA; Modos de falha; Técnica de fragmentação de malha; Elementos de interface condensados com elevada razão de aspecto; RC beams; Failure modes; Mesh fragmentation technique; Condensed high aspect ratio interface elements
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/311570; https://orcid.org/0009-0003-4880-2774

O comportamento estrutural e os modos de falha em vigas de concreto armado (CA) são de difícil predição devido à interação complexa entre aço e concreto. A modelagem numérica desses materiais, tanto individualmente quanto em interação, é essencial para prever modos de falha, como flexão, cisalhamento, esmagamento e cisalhamento-compressão, além de identificar padrões de fissuras ao longo da história de carregamento. Neste contexto, este trabalho propõe uma nova estratégia numérica em escala macroscópica e bidimensional para analisar esses modos de falha em vigas de CA. Elementos de interface condensados com elevada razão de aspecto de quatro nós são inseridos via Técnica de Fragmentação de Malha entre elementos regulares de concreto, agrupados em pares triangulares de três nós para análise não linear, governados por modelos de dano independentes: tração e cisalhamento. Para modelar a interação aço-concreto, Elementos Finitos de Acoplamento são utilizados para compatibilizar os campos de deslocamento do concreto e do aço, baseados em leis que relacionam tensão de aderência e deslizamento. A metodologia foi inicialmente aplicada a ensaios numéricos de compressão uniaxial para calibrar parâmetros essenciais dos modelos de dano do concreto e, em seguida, testada em vigas de CA com diferentes geometrias e taxas de armadura, mostrando boa concordância com dados experimentais na predição de modos de falha, padrões de fissuras e cargas de pico. A abordagem mostrou-se eficiente, com baixo custo computacional, representando de forma realista os modos de falha, os fatores que os influenciam e suas transições, contribuindo para o conhecimento existente na literatura e podendo estabelecer uma base sólida para futuras investigações na modelagem estrutural de CA.