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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11740| Título: | Estudo da contribuição do concreto à tração no aumento da rigidez de vigas em concreto armado: efeito de tension-stiffening |
| Título(s) alternativo(s): | Study of the contribution of tensile concrete in increasing the stiffness of reinforced concrete beams: tension-stiffening effect |
| Autor(es): | Frigo, Gabriel |
| Orientador(es): | Souza, Edson Florentino de |
| Palavras-chave: | Concreto armado Vigas de concreto Engenharia civil Reinforced concrete Concrete beams Civil engineering |
| Data do documento: | 5-Dez-2019 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Guarapuava |
| Citação: | FRIGO, Gabriel. Estudo da contribuição do concreto à tração no aumento da rigidez de vigas em concreto armado: efeito de tension-stiffening. 2019. 202 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Guarapuava, 2019. |
| Resumo: | Tratando-se de elementos em concreto armado, no tramo pós-fissuração, o concreto intacto entre as fissuras continua a suportar tensões de tração devido à transferência das forças de aderência entre barras de armadura e o concreto de embutimento, fenômeno este conhecido como tension-stiffening (TS). Com a busca por uma modelagem mais precisa do comportamento de elementos em concreto armado, desde os anos 70, diversos modelos para descrever esse efeito foram propostos, sendo abordado pela NBR 6118 (ABNT, 2014), no dimensionamento do estado-limite de serviço, através da equação de inércia equivalente de Branson. Um dos parâmetros de difícil determinação é a contribuição do concreto intacto entre as fissuras no aumento da rigidez de peças em concreto armado, neste sentido, para uma análise desta característica e de modelos alternativos à equação de Branson, com maior precisão para o efeito de TS, o presente trabalho desenvolveu um estudo referente a contribuição do concreto à tração no aumento da rigidez de vigas em concreto armado. Implementou-se três modelos para a consideração do efeito: o de Collins e Mitchell (1987), Bentz (2005) e o de Stramandinoli e La Rovere (2008), onde comparou-se os resultados de cada modelo com aqueles obtidos sem a consideração do efeito. Considerou-se seções transversais com bases de 15cm e 25cm, alturas de 50cm e 70cm, classes C30 e C70 de resistência do concreto, diâmetros da armadura longitudinal de 12,5mm e 20mm, para diferentes arranjos de armadura, no qual totalizou-se 38 modelos de vigas calculadas. Os resultados obtidos mostraram que o efeito de tension-stiffening proporciona um considerável acréscimo na rigidez do elemento, onde destaca-se o aumento obtido no intervalo de deformações antes do início do patamar de escoamento do aço. Pode-se averiguar que o efeito de TS se apresenta de forma mais significativa para os casos com a menor taxa de armadura em relação à área do concreto de embutimento. Analisou-se ainda, no âmbito de dimensionamento da armadura de flexão (sem a consideração do concreto à tração), a diferença de resultados obtidos em função de duas equações distintas para o concreto quando submetido à compressão: o diagrama retangular simplificado e a integração do diagrama de parábola-retângulo, onde os resultados obtidos apresentam uma variação pequena de valores, com diferenças ínfimas no dimensionamento da área de aço da armadura longitudinal. |
| Abstract: | In the case of reinforced concrete elements, in the post-cracking section, the intact concrete between the cracks continues to carrie tensile stresses due to the transfer of bond forces between reinforcing bars and the surrounding concrete, this phenomenon is called “tension-stiffening” (TS). With the search for a more accurate modeling of the behavior of reinforced concrete elements, since the 70s, several models to describe this effect have been proposed, being approached in NBR 6118 (ABNT, 2014), in the design of serviceability state, through the equivalent inertia equation of Branson. A difficult parameter to determinate is the contribution of intact concrete between cracks in increasing the stiffness of reinforced concrete beams, in this sense, for an analysis of this characteristic and of alternative models to the Branson equation, with greater precision for the TS effect, the present work developed a study concerning the contribution of tensile concrete in increasing the stiffness of reinforced concrete beams. Three models were implemented for the consideration of the effect: Collins and Mitchell (1987), Bentz (2005) and Stramandinoli and La Rovere (2008), comparing the results of each model with those obtained without considering the model. It was considered cross sections with bases of 15cm and 25cm, heights of 50cm and 70cm, classes C30 and C70 of concrete strength, diameters of longitudinal reinforcement of 12.5mm and 20mm for different reinforcement arrangements, with a total of 38 beam models calculated. The results showed that the tension-stiffening effect provides a considerable increase in the stiffness of the elements, which emphasizes the range of deformations before the start of the steel yielding level. It was verified that the TS effect is more significant for the cases with the lowest reinforcement rate in relation to the area effectively bonded to the bars. It was also analyzed, in the dimensioning of the flexural reinforcement (without considering the tensile concrete), the difference of results obtained as a function of two distinct equations for the concrete when subjected to compression: the simplified rectangular diagram and the integration of the concrete parabola-rectangle diagram, where the results present a small variation of values, with very small differences in the dimensioning of the steel area of the longitudinal reinforcement. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11740 |
| Aparece nas coleções: | GP - Engenharia Civil |
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