Título: | DESEMPENHO MECÂNICO DE COMPÓSITOS CIMENTÍCIOS DE COMPORTAMENTO STRAIN-HARDENING SUBMETIDOS A CARREGAMENTOS COMBINADOS E DE IMPACTO | ||||||||||||
Autor: |
TATHIANA CARAM SOUZA DE PAULA FIGUEIREDO |
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Colaborador(es): |
FLAVIO DE ANDRADE SILVA - Orientador |
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Catalogação: | 24/MAI/2022 | Língua(s): | INGLÊS - ESTADOS UNIDOS |
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Tipo: | TEXTO | Subtipo: | TESE | ||||||||||
Notas: |
[pt] 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. [en] All data contained in the documents are the sole responsibility of the authors. The data used in the descriptions of the documents are in conformity with the systems of the administration of PUC-Rio. |
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Referência(s): |
[pt] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/ETDs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=59166&idi=1 [en] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/ETDs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=59166&idi=2 |
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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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