Análise comparativa entre modelos de dano aplicáveis a estruturas de concreto com uso do MEF-Posicional

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Nascimento Filho, Sergiomar Israel do
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Computacional mechanics; Concrete; Concreto; Damage Mechanics; Finite Elements Method; Mecânica computacional; Mecânica do Dano; Método dos Elementos Finitos
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-11112022-162714/

A Mecânica do Dano Contínuo se apresenta como uma importante ferramenta na previsão de respostas não-lineares dos materiais frágeis e quase-frágeis submetidos a carregamentos, através do estudo do comportamento das estruturas a partir do estado de microfissuração observado em média escala. O presente trabalho se propõe a comparar o desempenho dos modelos de dano de Mazars (1984) e Kurumatani et al. (2016) aplicados a estruturas de concreto, no que diz respeito à sensibilidade de seus parâmetros e ao grau de discretização da malha. São analisadas estruturas planas bidimensionais com o uso do Método dos Elementos Finitos Posicional (MEF-Posicional), que levam em consideração naturalmente os efeitos de Não-Linearidade Geométrica (NLG). Para o concreto, são utilizados elementos de chapa de interpolação cúbica e para o aço são utilizados elementos de treliça. A aderência entre os dois materiais é simulada através do método de embutimento fibra-matriz, que possui como vantagem não acrescentar graus de liberdade ao problema. Foram simulados seis exemplos no total: dois para validar os elementos de chapa e de treliça com a formulação do MEF-Posicional, e quatro exemplos de vigas em concreto armado em que as análises e comparações dos modelos de dano são realizadas. A partir das análises, foi possível concluir que o modelo de Mazars (1984) apresentou melhor desempenho dentre os exemplos utilizados, e que o modelo de Kurumatani et al. (2016) possui a vantagem de utilizar parâmetros de interpretação física direta, no entanto possui o parâmetro de comprimento característico dependente da malha de elementos finitos.