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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-4904-1407
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Análise numérica em laje de concreto armado em uma direção - influência da taxa de armadura longitudinal na resistência à força cortante
Alternate title (s): Numerical analysis in reinforced concrete slab in one direction - influence of the longitudinal reinforcement rate on the resistance the shear force
Author: Silva, Silvio Quirino da
First Advisor: Delalibera, Rodrigo Gustavo
First member of the Committee: Santos, Antônio Carlos dos
Second member of the Committee: Almeida Filho, Fernando Menezes de
Summary: A literatura aborda alguns fatores que influenciam a resistência à força cortante, como a resistência à compressão do concreto, a taxa de armadura longitudinal, a altura da seção do elemento e entre outros. Focando em lajes maciças de concreto armado em uma direção e sem armadura transversal submetida à força cortante, este trabalho teve como propósito realizar uma análise numérica do comportamento desse elemento, verificando a influência que a taxa de armadura longitudinal exerce sobre o ganho de resistência à força cortante. Diante disso, foi necessário a utilização de dados experimentais para aferição do modelo numérico, ou seja, para obter um modelo representativo ao experimental. Considerando esses aspectos, foram realizadas simulações com variação dos fatores já exposto que afetam a resistência à força cortante. Desta forma, foram obtidas as curvas de força x deslocamento, as tensões de cisalhamento e o panorama de fissuração das lajes. Além dessa análise numérica realizada por meio do programa ANSYS® Workbench, foi aplicado uma análise estatística de Planejamento Experimental Fatorial com Análise de Variância por meio do programa Minitab®, verificando qual o fator afetou de forma mais significativa a tensão de cisalhamento, variável de resposta extraída da simulação numérica e considerando um nível de significância de 5%. Os resultados demostraram que a taxa de aço da armadura longitudinal influenciou na obtenção da força última e no deslocamento, contudo, o fator que mais impactou na tensão de cisalhamento, foi a altura da laje. Além disso, quando há interação da altura com a resistência à compressão do concreto, obtém melhor rendimento na capacidade resistente desse elemento, no entanto, é importante lembrar que a taxa de armadura longitudinal teve sua contribuição na transferência das tensões de cisalhamento, sendo um fator que também afeta a resistência à força cortante, mas de forma não predominante. Já, o panorama de fissuração, inicia-se na região da aplicação do deslocamento com direções diagonais, consequentemente apresentando-se a seção da laje que está no Estádio I, II e III, no momento da sua ruptura. Por fim, foi possível determinar que a altura da seção transversal da laje foi o fator relevante, em relação aos demais, sendo esse parâmetro responsável pela maior influência ou contribuição no ganho de resistência nos mecanismos complementares. Já as amaduras na borda superior da laje, foi um fator menos relevante, que demostrou não ser útil na capacidade resistente nesse elemento.
Abstract: The literature addresses some factors that influence the shear strength, such as the compressive strength of concrete, the longitudinal reinforcement rate, the height of the element section and others. Focusing on solid slabs of reinforced concrete in one direction and without transverse reinforcement subjected to shear force, this work aims to perform a numerical analysis of the behavior of this element, verifying the influence that the rate of longitudinal reinforcement exerts on the gain of resistance to shear force. Therefore, it was necessary to use experimental data to assess the numerical model, that is, to obtain a model representative of the experimental one. Considering these aspects, simulations were performed with variation of the factors already exposed that affect the resistance to shear force. In this way, the force x displacement curves, the shear stresses and the cracking panorama of the slabs were obtained. In addition to this numerical analysis performed using the ANSYS® Workbench program, a statistical analysis of Factorial Experimental Design with Analysis of Variance was applied using the Minitab® program, verifying which factor most significantly affected the shear stress, the response variable extracted from the numerical simulation and considering a significance level of 5%. The results showed that the steel rate of the longitudinal reinforcement influenced the obtaining of the ultimate force and displacement, however, the factor that most impacted the shear stress was the height of the slab. In addition, when the height interacts with the compressive strength of the concrete, it obtains a better yield in the resistant capacity of this element, however, it is important to remember that the longitudinal reinforcement rate had its contribution in the transfer of shear stresses, being a factor which also affects shear strength, but not predominantly. The cracking panorama, on the other hand, begins in the region of application of the displacement with diagonal directions, consequently presenting the section of the slab that is in Stages I, II and III, at the moment of its rupture. Finally, it was possible to determine that the height of the cross section of the slab was the relevant factor, in relation to the others, being this parameter responsible for the greatest influence or contribution in the gain of resistance in the complementary mechanisms. On the other hand, the ripening at the upper edge of the slab was a less relevant factor, which proved not to be useful in the resistance capacity of this element.
Keywords: Simulação Numérica
Laje Maciça
Força Cortante
Taxa de Armadura
Numerical Simulation
Massive Slab
Shear Force
Rate of Reinforcement
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS::ESTRUTURAS DE CONCRETO
Subject: Engenharia civil
Concreto armado - Produtos - Análise numérica
Lajes de concreto - Análise numérica
Engenharia civil - Métodos de simulação
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil
Quote: SILVA, Silvio Quirino da. Análise numérica em laje de concreto armado em uma direção - influência da taxa de armadura longitudinal na resistência à força cortante. 2022. 245 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.480
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.480
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/36076
Date of defense: 22-Aug-2022
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Civil

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