Daniel de Lima Araújo

Stress-strain curves for steel fiber-reinforced concrete in compression

This paper presents a study on the compressive behavior of steel fiber-reinforced concrete. In this study, an analytical model for stress-strain curve for steel fiber-reinforced concrete is derived for concretes with strengths of 40 MPa and 60 MPa at the age of 28 days. Those concretes were reinforced with steel fibers with hooked ends 35 mm long and with aspect ratio of 65. The analytical model was compared with some experimental stress-strain curves and with some models reported in technical literature. Also, the accuracy of the proposed stress-strain curve was evaluated by comparison of the area under stress-strain curve. The results showed good agreement between analytical and experimental data and the benefits of the using of fibers in the compressive behavior of concrete.

Influência da adição de fibras de aço na tensão de aderência de barras de aço retilíneas

A aderencia entre a barra de aco e o concreto permite que haja a compatibilizacao entre os dois materiais, validando o uso do concreto armado como material de construcao. Quanto melhor a aderencia, menores sao as aberturas das fissuras e mais protegida fica a armadura. Assim, busca-se nessa pesquisa investigar a influencia das fibras de aco na aderencia aco-concreto. Para tanto, foram ensaiados trinta e tres corpos de prova, com dimensoes de 200 mm x 300 mm x 150 mm, dos quais foi arrancada uma barra de aco neles concretada. As variaveis analisadas foram o diâmetro da barra (10 mm, 12,5 mm, 16 mm e 20 mm), o comprimento aderente (cinco e dez vezes o diâmetro da barra) e o volume de fibras de aco adicionadas ao concreto (1% e 2%). Foram utilizadas fibras de aco com ganchos nas extremidades, comprimento de 35 mm e relacao de aspecto igual a 65. Dos ensaios de arrancamento foi determinada a forma e a forca de ruptura em cada um dos modelos. Adicionalmente, foram feitas simulacoes computacionais dos ensaios realizados com barra de 10 mm de diâmetro. Tanto os resultados dos ensaios experimentais quanto da modelagem mostraram que as fibras estudadas exercem pequena influencia na tensao de aderencia entre a barra e o concreto. Por outro lado, quando a ruptura da aderencia se da pelo fendilhamento do cobrimento de concreto, a influencia das fibras e significativa.

Influência das fibras de aço e das adições minerais na fissuração de tirantes de concreto armado

Neste trabalho e investigada a influencia das fibras de aco e das adicoes minerais (silica ativa e cinza volante) na fissuracao de tirantes de concreto armado. Fibras de aco com gancho nas extremidades e relacao de aspecto igual a 65 foram usadas nas fracoes volumetricas de 0,75%, 1,00% e 1,50%. Dezesseis tirantes de 800 mm de comprimento e secao transversal quadrada de 150 mm de lado reforcados com uma barra de aco CA-50 de 20 mm de diâmetro foram submetidos a tracao axial para determinacao das aberturas das fissuras. Os resultados mostraram que as fibras reduziram a abertura media de fissuras em ate 75% e que as adicoes minerais melhoraram o comportamento do concreto na fissuracao. As aberturas de fissuras foram comparadas aos valores sugeridos pelas recomendacoes das normas brasileira, americana e europeia, que se mostraram inadequadas para estimar a abertura de fissuras em concretos reforcados com fibras.

Numerical analysis of steel-fiber-reinforced concrete beams using damage mechanics

Resumo This work deals with numerical modeling of the mechanical behavior of steel-fiber-reinforced concrete beams using a constitutive model based on damage mechanics. Initially, the formulation of the damage model is presented. The concrete is assumed to be an initial elastic isotropic medium presenting anisotropy, permanent strains, and bimodularity induced by damage evolution. In order to take into account the contribution of the steel fiber to the mechanical behavior of the media, a homogenization procedure is employed. Finally, numerical analyses of steel-fiber-reinforced concrete beams submitted to bending loading are performed in order to show the good performance of the model and its potential.

Análise comparativa de modelos de cálculo para consolos de concreto

O objetivo deste trabalho e realizar uma analise comparativa de alguns modelos de calculo para consolos de concreto pre-moldado. Para isso, sao analisados os modelos de calculo das normas brasileiras (NBR 9062) e europeia (EUROCODE 2) e de um manual de projeto norte-americano (PCI). Alem disso, sao analisados tres modelos de calculo sugeridos na literatura. Busca-se nessa comparacao identificar os modelos que melhor representam a forca de ruina dos consolos, seja pelo escoamento do tirante ou pelo esmagamento do concreto da biela. Alem disso, busca-se identificar a contribuicao da armadura de costura na resistencia do consolo. Para isso, foi montado um banco de dados a partir de resultados de ensaios de consolos de concreto realizados por diversos pesquisadores presentes na literatura, no qual os modelos em questao foram aplicados. Utilizando-se de ferramentas estatisticas, sao definidos coeficientes de ajustes a serem aplicados aos modelos para uso em projeto e que levam em conta a dispersao de resultados encontrada na analise.

Modelagem computacional de vigas de concreto armado reforçado com fibras de aço submetidas a cisalhamento

A modelagem computacional cada vez mais se torna parte integrante das atividades dos pesquisadores e profissionais da area de engenharia civil. Para isso, o conhecimento do comportamento mecânico dos materiais e de fundamental importância. No caso das estruturas de concreto submetidas a esforcos de cisalhamento, para a correta representacao do seu comportamento e necessaria a determinacao do fator de retencao do cisalhamento. Neste trabalho, procura-se determinar esse fator para concretos reforcados com fibras de aco por meio de ensaios de cisalhamento direto em corpos-de-prova prismaticos associados a modelagem computacional. Foi estudada, em laboratorio, uma matriz de concreto com resistencia a compressao de 50 MPa, a qual foram adicionadas 1,0% e 2,0% de fibras de aco. A relacao tensao versus deslizamento foi determinada experimentalmente, sendo em seguida realizada uma analise inversa dos corpos-de-prova de modo a se determinar o fator de retencao do cisalhamento do concreto reforcado com fibras de aco. Para tanto, foi utilizado o programa comercial de elementos finitos DIANA© 8.1.2. Ao final, o fator de retencao do cisalhamento, bem como a influencia das fibras na fissuracao, foi validado por meio da modelagem de vigas de concreto armado reforcado com fibras de aco submetidas a esforcos de cisalhamento disponiveis na literatura.