EE – PPG - Programas de Pós-Graduação
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- ItemConfiabilidade de vigas de concreto armado com barras de polímeros reforçados por fibras(2020) Abreu Filho, Eduardo dos Santos; Real, Mauro de VasconcellosA indústria da construção civil brasileira possui um papel fundamental no desenvolvimento econômico e tecnológico do país. Cada vez mais, busca-se matéria-prima de alto desempenho, maior resistência e durabilidade. As barras de polímero reforçado por fibras (FRP - Fiber-Reinforced Polymers) está entre os materiais que apresentam uma perspectiva promissora, sendo usado como armadura para o concreto, em substituição às armaduras de aço. Ressalta-se que a utilização do FRP, principalmente em ambientes marítimos, onde o aço tende a sofrer corrosão, cresceu bastante nos últimos anos. Além de anticorrosivas, as barras de FRP possuem baixo peso específico e ausência da interferência eletromagnética, que são características importantes. Contudo, o grande desafio é o baixo módulo de elasticidade e a ruptura frágil, pois no projeto de vigas de concreto armado com barras de FRP, ocorre a soma de dois materiais de comportamento frágil, diferente das vigas armadas com barras de aço, onde a falha é dimensionada pelo escoamento do aço, caracterizado por uma falha dúctil. Nesse sentido, este estudo tem como objetivo o dimensionamento e avaliação da confiabilidade do uso das armaduras de FRP em vigas de concreto armado, como substituto ao tradicional aço a fim de identificar suas vantagens e desvantagens. Para tanto, considerou-se o desempenho de vigas sob carregamentos pesados em ambientes agressivos de zonas portuárias, verificando a influência da variação de parâmetros de projeto sobre a segurança da estrutura. Foi realizada uma ampla revisão bibliográfica sobre o projeto de vigas de concreto armado com barras de FRP. O dimensionamento foi realizado para vigas armadas com barras de fibra de carbono e de vidro, de acordo com o ACI 440.1R (2015) e com barras de aço de acordo com a ABNT NBR 6118 (2014), comparando a capacidade do momento resistente das vigas. As variáveis envolvidas, como as propriedades mecânicas das barras, a capacidade resistente do concreto e os carregamentos, foram geradas aleatoriamente e empregadas em métodos probabilísticos para avaliação da confiabilidade estrutural. Foi utilizado o Método de Confiabilidade de Primeira Ordem (FORM) para a determinação do índice de confiabilidade e a consequente probabilidade de falha, utilizando a linguagem Python, de vinte e sete vigas no Estado-Limite último de flexão e validado pelo Método de Monte Carlo. A confiabilidade das vigas em concreto armado com barras de FRP, dimensionadas de acordo com o ACI 440.1R (2015), resultou superior às vigas de concreto armado dimensionadas de acordo com a ABNT NBR 6118 (2014), com barras de aço. Os resultados mostraram-se coerentes e verificou-se, de uma forma geral, a solução em armaduras em FRP é viável na utilização na construção civil, desde que sejam observados os cuidados necessários em relação às propriedades deste material.
- ItemConfiabilidade de lajes maciças de concreto armado em estruturas portuárias(2017) Prata, Victória Sanmartin; Real, Mauro de VasconcellosO presente trabalho tem como objetivo a avaliação da confiabilidade estrutural de lajes portuárias maciças de concreto armado dimensionadas de acordo com a norma brasileira NBR- 6118:2014. Todas as lajes são simplesmente apoiadas nos quatro lados e submetidas a um carregamento uniformemente distribuído. Os esforços solicitantes nas lajes devido a carregamentos característicos de zonas portuárias, ou seja, extremamente elevados, foram calculados a partir de tabelas baseadas na Teoria de Flexão de Placas, a qual segue os princípios da Teoria da Elasticidade. Após revisão bibliográfica, definiu-se o momento de plastificação para as lajes, através da Teoria das Linhas de Ruptura. O momento de ruína estrutural foi definido a partir de uma análise da capacidade resistente estrutural para a flexão simples no estado limite último. Um modelo para cálculo da carga última das lajes foi definido igualando-se o momento de plastificação ao momento de ruína estrutural. Utilizando o método de simulações de Monte Carlo foram calculados índices de confiabilidade para diferentes cenários estruturais, através da variação de parâmetros de projeto, tais como: resistência característica à compressão do concreto, relação entre vãos e espessura total das lajes, relação entre carregamentos permanente e variável e nível total de carga solicitante. A calibração deste estudo se deu utilizando-se o método de Confiabilidade de Primeira Ordem (FORM – First Order Reliability Method). A partir dos resultados obtidos, foram realizados estudos paramétricos visando a avaliação do efeito causado na confiabilidade estrutural perante à variação dos parâmetros citados. Em função destes resultados, observou-se que um aumento na resistência característica à compressão do concreto, entre concretos com resistência à compressão de valores até 50 MPa, provocou uma queda quase imperceptível nos índices de confiabilidade, enquanto entre concretos com resistência característica à compressão de valores acima de 50 MPa a queda foi mais significativa. Ao aumentar a relação entre os vãos e a espessura total das lajes, o índice de confiabilidade aumentou, tendo comportamento semelhante ao apresentado devido a um aumento na solicitação total. Por fim, variando-se as proporções entre carregamento variável e carregamento permanente, observou-se que a predominância do carregamento variável provoca quedas nos índices de confiabilidade.
- ItemConfiabilidade de vigas de concreto armado em estruturas portuárias no estado limite último de flexão(2016) Minasi, André Tremper; Real, Mauro de VasconcellosEste trabalho tem por objetivo estudar a confiabilidade estrutural nos projetos de vigas portuárias de concreto armado levando em consideração as prescrições da NBR 6118:2014. Será considerado o desempenho de vigas sob carregamentos pesados em ambientes agressivos de zonas portuárias, verificando a influência da variação de parâmetros de projeto sobre a segurança da estrutura. A verificação da confiabilidade estrutural dos projetos se dará através da avaliação da probabilidade de falha segundo o Método de Confiabilidade de Primeira Ordem (FORM – First Order Reliability Method), o qual será aplicado para a verificação do estado limite-último de flexão para as vigas dimensionadas e com redução na área efetiva de aço da armadura de tração devido à corrosão. Após uma revisão bibliográfica sobre estruturas portuárias, projetos de vigas em concreto armado segundo a NBR 6118:2014 e confiabilidade estrutural, foi realizado um estudo sobre a capacidade resistente de vigas de concreto armado e os métodos de análise de confiabilidade com ênfase no Método de Confiabilidade de Primeira Ordem (FORM – First Order Reliability Method). Foram realizados estudos paramétricos para avaliar a confiabilidade das vigas de acordo com a variação da resistência característica à compressão do concreto, carregamento permanente, carregamento variável e taxa de armadura tracionada. Os resultados se mostram coerentes, tendo o índice de confiabilidade apresentado grande variação para relações de carregamento variável elevada e redução da taxa de armadura tracionada, concluindo com a necessidade de revisar os coeficientes de segurança propostos pela norma brasileira para cargas variáveis.