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Coleção Digital
Título: DESEMPENHO MECÂNICO DE COMPÓSITOS CIMENTÍCIOS DE COMPORTAMENTO STRAIN-HARDENING SUBMETIDOS A CARREGAMENTOS COMBINADOS E DE IMPACTO Autor: TATHIANA CARAM SOUZA DE PAULA FIGUEIREDO
Instituição: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO - PUC-RIO
Colaborador(es):
FLAVIO DE ANDRADE SILVA - ORIENTADOR
Nº do Conteudo: 59166
Catalogação: 24/05/2022 Idioma(s): INGLÊS - ESTADOS UNIDOS
Tipo: TEXTO Subtipo: TESE
Natureza: PUBLICAÇÃO ACADÊMICA
Nota: Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=59166@1
Referência [en]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=59166@2
Referência DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.59166
Resumo:
Título: DESEMPENHO MECÂNICO DE COMPÓSITOS CIMENTÍCIOS DE COMPORTAMENTO STRAIN-HARDENING SUBMETIDOS A CARREGAMENTOS COMBINADOS E DE IMPACTO Autor: TATHIANA CARAM SOUZA DE PAULA FIGUEIREDO
Nº do Conteudo: 59166
Catalogação: 24/05/2022 Idioma(s): INGLÊS - ESTADOS UNIDOS
Tipo: TEXTO Subtipo: TESE
Natureza: PUBLICAÇÃO ACADÊMICA
Nota: Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=59166@1
Referência [en]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=59166@2
Referência DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.59166
Resumo:
O concreto armado (CA) tem sido amplamente utilizado em construções civis
durante quase dois séculos devido a sua versatilidade e relativamente baixo custobenefício
quando comparado com outros sistemas estruturais. É, notoriamente, o
sistema mais adotado na construção de obras estratégicas e de infraestrutura. No
entanto, as construções de CA estão em constante deterioração. Sobretudo nas
últimas décadas, atenção especial vem sendo dada à influência de cenários
dinâmicos nesse tipo de sistema estrutural devido à intrínseca baixa resistência à
tração e fragilidade do concreto, que promovem extensos horizontes de fissuração
na ocorrência desses eventos. A presente investigação dedicou-se à avaliação de
duas variações de compósitos cimentícios de comportamento strain-hardening
(SHCC) como material de reforço para melhorar a resistência ao impacto de
edifícios existentes, em especial membros estruturais com falhas críticas por
cisalhamento. SHCC é uma classe relativamente nova de compósito cimentício
reforçado com fibras, em geral microfibras sintéticas com fração volumétrica média
de 2 %. Estudos recentes já demonstraram que este compósito é capaz de deformarse
substancialmente quando submetido à tração direta (até 6% dependendo da
dosagem) durante o estágio de múltipla-fissuração, enquanto sustenta uma abertura
de fissura de até 100 μm. O SHCC parece especialmente adequado para resistir a
impactos de alta velocidade devido ao número relevante de superfícies que se
formam durante a sua fase de deformação, uma vez que a grande quantidade de
superfícies que são formadas durante o processo de múltipla-fissuração representa
uma perspectiva elevada de dissipação de energia sem reduzir a capacidade de
carregamento. Dois tipos de SHCC de resistência normal foram escolhidos para
serem avaliados nesta investigação. Os compósitos diferenciavam-se principalmente no tipo de fibra de reforço: PVA e UHMWPE. Como os elementos
estruturais incorporados em estruturas estão frequentemente sujeitos a estados
multiaxiais de tensão, para avaliar o potencial de SHCC como material de reforço,
ensaios combinados de torção e tensão foram desenvolvidos. Tais resultados
permitiram o aprofundamento da compreensão do desempenho mecânico dos
SHCC em análise sob cisalhamento, ao mesmo tempo que permitem a combinação
desses esforços com tensões normais de tração. Em seguida, o potencial efetivo do
SHCC no melhoramento da resistência e resiliência de elementos estruturais
existentes a cargas de impacto foi investigado por um extenso programa
experimental que contou com 24 vigas de escala real. Os parâmetros variados
foram: (i) o tipo de SHCC; (ii) a configuração de reforço interno (espécimes com e
sem estribos); (iii) a energia de impacto (que variou entre 2,1 kJ e 6,4 kJ,
correspondendo a velocidades aproximadas de 17 m/s a 30 m/s, respectivamente).
Os resultados foram avaliados em termos da resposta mecânica, padrões de
fissuração, e análise modal. Foi demonstrado que ambos os tipos de SHCC
contribuíram para a melhora da resistência ao impacto das vigas de CA reforçadas,
melhorando expressivamente a resposta dinâmica residual e de estabilidade,
enquanto contribuíram efetivamente para segurança de usuários ao propiciar uma
redução substancial de detritos desprendidos durante os testes. O SHCC reforçado
com fibras de UHMWPE mostrou-se menos sensível à presença ou ausência de
estribos, sugerindo que esse compósito seja o mais adequado para aplicações de
reforço de cisalhamento em cenários dinâmicos onde existe uma deficiência, ou
incerteza, sobre o reforço transversal interno dos membros existentes.
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