Vitor de Souza Colimodio

Título

Modelos Numéricos para Fluência Básica do Concreto: Revisitando a Cadeia de Kelvin


Orientador(es)

Eduardo de Moraes Rego Fairbairn


Resumo

Assim como a relaxação e a retração, a fluência é um fenômeno diferido que pode acontecer no concreto. Sua estimativa é muito importante para evitar a fissuração nas primeiras idades e estimar perdas de protensão, por exemplo. Em função da umidade do concreto, a fluência é decomposta em duas parcelas: básica (sem troca de umidade com o meio externo) e na secagem. Não existe consenso sobre as origens físicas da fluência do concreto, nem sobre a relação entre fluência do concreto na compressão e na tração. Além disso, não foram encontrados na literatura dados experimentais conclusivos sobre recuperação e irreversibilidade de fluência. Existem diversos modelos para representar e prever a fluência básica do concreto. Os modelos mais completos, porém, são, geralmente, de difícil compreensão e seus parâmetros são de complicada obtenção. Apesar das incertezas e dificuldades citadas, primeiramente, aplicou-se, no âmbito desta dissertação, um modelo de fluência básica da literatura, baseado em cadeias de Kelvin- Voigt associadas em série a um amortecedor, com parâmetros variáveis, não sendo obtida reprodução satisfatória de resultados experimentais. Em seguida, propõe-se um modelo para cálculo das deformações de fluência básica, baseado em cadeias de Kelvin- Voigt, com parâmetros fixos facilmente ajustáveis, considerando os efeitos da hidratação, da temperatura e de irreversibilidade de fluência. Com este modelo, ajustando os devidos parâmetros, conseguiu-se reproduzir resultados experimentais satisfatoriamente e simular diferentes ensaios, obtendo resultados cuja tendência parece coerente com o que se pode deduzir dos poucos resultados encontrados na literatura.


Abstract

As well as relaxation and shrinkage, creep is a delayed phenomenon that may occur in concrete. Its evaluation is very important to, e. g., prevent cracking at early ages and estimate prestress losses. Depending on the concrete humidity, creep is decomposed into two parts: basic creep (no moisture exchange with the environment) and drying creep. There is no consensus about the physical origins of concrete creep and about the relationship between concrete creep in compression and in tension. Besides, conclusive experimental data about creep recovery and irrecoverable creep have not been found in the literature. There are several models to represent and forecast concrete basic creep. The most complete models, however, are often very complex and have its parameters difficult to be obtained. Despite the uncertainties and difficulties discussed above, it was firstly applied, within the framework of this dissertation, a basic creep model found in the literature. This model is based on Kelvin-Voigt chains associated in series with a dashpot with variable parameters. However, it was not obtained a satisfactory reproduction of experimental results. Therefore, a model has been proposed for the calculation of basic creep strains, based on Kelvin-Voigt chains, with easily adjustable fixed parameters, taking into account the effects of hydration, temperature and irrecoverable creep. The fitting of the model parameters made possible a satisfactory reproduction of experimental results and simulations of different tests. The trend of the results seems consistent with what can be deduced from the few results found in the literature.


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