USO DE INTERFACE COESIVA EM SIMULAÇÕES NUMÉRICAS DE VIGAS REFORÇADAS AO CISALHAMENTO COM PRFC
Resumo
A pesquisa teve como objetivo avaliar os esforços que atuam na interface adesiva e no reforço de uma viga em concreto armado reforçada ao cisalhamento com compósito de fibra de carbono (PRFC), por meio de simulações numéricas. Além disso, tem o intuito de prever o descolamento desta interface. Para isso foram realizadas simulações computacionais no
software ABAQUS, baseadas em testes experimentais de Obaidat, Heyden e Dahlblom (2010). Na interface do reforço, foi adotado elementos coesivos para representar o adesivo químico. O tratamento dos dados foi por meio de gráficos carga x deslocamento e imagens que ilustram os
outputs do programa, como tensões, danos e deformações plásticas. Os resultados apresentaram boa concordância com os reais, o que proporcionou conclusões pertinentes as análises. Os danos no elemento coesivo foram semelhantes aos da região de descolamento experimental, o que comprova a eficiência do modelo adotado. Suas análises se mostraram complexas e exigiram grandes estudos sobre mecânica do dano e modelos numéricos. Estas contaram com a facilidade de se variar diversos parâmetros, o que proporciona estudos mais refinados e complexos. Foi possível avaliar e prever as regiões de perca de aderência, o que pode contribuir para que trabalhos futuros desenvolvam técnicas que evitem o descolamento prematuro de vigas reforçadas ao cisalhamento.
Downloads
Referências
AMERICAN CONCRETE INSTITUTE - ACI 440.2R-08. Guide for the Design and
Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures.
Farmington Hills, MI, USA, 2008.
AMERICAN CONCRETE INSTITUTE - ACI 318-14. Building Code Requirements for
Structural Concrete. Farmington Hills, MI, USA, 2014.
BARBERO, E. J. Finite element analysis of composite materials using Abaqus (2013). 2 ed.
New York: CRC Press, 2013.
BENZEGGAGH, M.L.; KENANE, M. Measurement of Mixed-mode Delamination Fracture
Toughness of Unidirectional glass/epoxy Composites with Mixed-mode Bending Apparatus.
Composites Science and Technology, v. 56, p. 439-449, 1996.
CAMANHO, P. P.; DÁVILA, C. G. Mixed-Mode Decohesion Finite Elements for the
Simulation of Delamination in Composite Materials. Nasa/Tm-2002-211737, p. 42, 2002.
CHI, Y. et al. Finite element modeling of steel-polypropylene hybrid fiber reinforced concrete
using modified concrete damaged plasticity. Engineering Structures, v. 148, p. 23–35, 2017.
COELHO, A. M. G. Finite Element Guidelines for Simulation of Delamination Dominated
Failures in Composite Materials Validated by Case Studies. Archives of Computational
Methods in Engineering, v. 23, n. 2, p. 363–388, 2016.
COLALILLO, M. A.; SHEIKH, S. A. Behavior of shear-critical reinforced concrete beams
strengthened with fiber-reinforced polymer-Experimentation. ACI Structural Journal, v. 111,
n. 6, p. 1373–1384, 2014.
DEMIN, W.; FUKANG, H. Investigation for plastic damage constitutive models of the concrete
material. Procedia Engineering, v. 210, p. 71–78, 2017.
GUO, Z. Principles of reinforced concrete. Pequim: Butterworth-Heinemann, 2014.
KEZMANE, A.; BOUKAIS, S.; HAMIZI, M. Numerical simulation of squat reinforced
concrete wall strengthened by FRP composite material. Frontiers of Structural and Civil
Engineering, v. 10, n. 4, p. 445–455, 2016.
LEE, J.; FENVES, G. L. Plastic-damage model for cyclic loading of concrete structures.
Journal of Engineering Mechanics, v. 124, n. 8, p. 892–900, 1998.
LUBLINER, J.; OLIVER, J.; OLLER, S.; OÑATE, E. A plastic-damage model for concrete.
International Journal of Solids and Structures, v. 25, n. 3, p. 299–326, 1989.
OBAIDAT, Y. T.; HEYDEN, S.; DAHLBLOM, O. Nonlinear FE modelling of shear behaviour
in RC beam retrofitted with CFRP. Computational Modelling of Concrete Structures, v. 17,
n. 5, p. 671–677, 2010.
PIGGOT, M. Load Bearing Fibre Composites. 2 ed. Toronto: Kluwer Academic Publishers,
PANIGRAHI, A. K.; BISWAL, K. C.; BARIK, M. R. Strengthening of shear deficient RC Tbeams with externally bonded GFRP sheets. Construction and Building Materials, v. 57, p.
–91, 2014.
SAMWAYS, M. C. Análise numérica de juntas adesivadas pelo Método dos Elementos
Finitos considerando o início e a evolução do dano. Dissertação de Mestrado, Pontifícia
Universidade Católica do Paraná, Curitiba. p. 165, 2013.
SIMULIA ABAQUS. ABAQUS 6.14: Analysis User’s Guide. Vol. 1, 2, 3, 4 e 5. Dassault
Systèmes Simulia Corp, Providence, RI, USA, 2014.
YE, L. P.; LU, X. Z.; CHEN, J. F. Design proposals for the debonding strengths of FRP
strengthened RC beams in the Chinese design code. Proceedings of International Symposium
on Bond Behaviour of FRP in Structures, January, p. 45–54, 2005.
YU, F. et al. Experimental study on high pre-cracked RC beams shear-strengthened with CFRP
strips. Composite Structures, v. 225, May, p. 111163, 2019.
Os autores podem manter os direitos autorais pelo seu trabalho, mas repassam direitos de primeira publicação à revista. A revista poderá usar o trabalho para fins não-comerciais, incluindo direito de enviar o trabalho em bases de dados de Acesso Livre.
