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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Estudo da distribuição do reforço de lajes de concreto armado com fibras de carbono, usando otimização topológica
Other Titles: Study of the distribution of the reinforcement in reinforced concrete slabs with carbon fibers, using topology optimization
metadata.dc.creator: Chaves, Luciano Pereira
metadata.dc.contributor.advisor1: Cunha, Jesiel
metadata.dc.contributor.referee1: Silva, Turibio José da
metadata.dc.contributor.referee2: Delalibera, Rodrigo Gustavo
metadata.dc.description.resumo: O objetivo deste trabalho é estudar a distribuição do reforço externo de lajes de concreto armado, utilizando Polímeros Reforçados por Fibras de Carbono (PRFC), através de simulações numéricas e otimização topológica. A otimização topológica entra como uma ferramenta para a determinação da distribuição ótima do reforço. Devido à alta relação resistência/peso específico dos PRFC, pode-se aumentar a resistência e a rigidez de elementos estruturais sem aumento significativo do peso. As simulações foram feitas através do Método dos Elementos Finitos. Diversas configurações geométricas, de contorno e de carregamento foram analisadas. A fissuração do concreto foi considerada nas análises, pois tem influência no comportamento estrutural da laje. Para alguns casos de lajes, o reforço foi dimensionado no Estado Limite Último, permitindo a comparação da técnica convencional de reforço com aquela gerada pela otimização topológica. Foram verificados os ganhos em termos de rigidez e de resistência das peças reforçadas. A comparação com o método convencional mostrou que o uso da otimização topológica pode levar a uma economia de material de reforço, com o mesmo desempenho estrutural.
Abstract: The objective of this work is to study the external reinforcement of concrete slabs, using Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP), through numerical simulations and topology optimization. The topology optimization enters as a tool for determining the optimal distribution of the reinforcement. Due to the high ratio strength / specific weight of CFRP, we can increase the strength and stiffness of structural elements without significant increase in the weight. The simulations were performed by using Finite Element Method. Several geometric configurations, boundary conditions and loading were analyzed. The cracking of the concrete was considered in the analysis, because this effect influences the structural behavior of the slab. For some cases of concrete slabs, the reinforcement was calculated in the Ultimate Limit State, in order to compare the conventional and optimized distributions. Gains in terms of stiffness and strength of the reinforced piece have been verified. Comparison with conventional method shows that the use of topology optimization can lead to an economy of reinforcement material, with the same structural performance.
Keywords: Reforço estrutural
Lajes de concreto
Materiais compostos
Fibras de carbono
Otimização topológica
Structural reinforcement
Concrete slabs
Composite materials
Carbon fibers
Topology optimization
Método dos elementos finitos
Otimização matemática
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Engenharias
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil
Citation: CHAVES, Luciano Pereira. Study of the distribution of the reinforcement in reinforced concrete slabs with carbon fibers, using topology optimization. 2010. 135 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2010.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14143
Issue Date: 27-Sep-2010
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Civil

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