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Doctoral Thesis
DOI
Document
Author
Full name
Luciana Tiemi Kataoka de Freitas
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2010
Supervisor
Committee
Bittencourt, Túlio Nogueira (President)
Almeida, Luiz Carlos de
Carvalho, Roberto Chust
Castro, Jaime Tupiassu Pinho de
Pinto, Roberto Caldas de Andrade
Title in Portuguese
Análise da deformabilidade por fluência e retração e sua utilização na monitoração de pilares de concreto.
Keywords in Portuguese
Concreto
Fluência
Monitoração
Pilar
Propriedades mecânicas
Retração
Abstract in Portuguese
Esta pesquisa consiste no estudo da deformabilidade de estruturas de concreto, decorrente da retração e fluência. Este estudo envolve aspectos de caracterização do concreto por meio de ensaios em laboratório de retração, de fluência e de suas propriedades mecânicas (resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral e módulo de elasticidade). Por meio dessa caracterização, foram obtidos parâmetros experimentais de fluência e retração baseados em traços de concreto utilizados em obras que possam ser confrontados àqueles indicados pelas normas vigentes. Além disso, nove protótipos de pilares com duas taxas de armadura foram mantidos sob carga constante em um ambiente controlado de temperatura e umidade relativa durante 91 dias. O principal objetivo deste ensaio foi o estudo da influência da taxa de armadura na redistribuição de esforços do concreto para armadura devido às propriedades de fluência e retração em protótipos de pilares. Para prever esta redistribuição de esforços, foram feitas simulações numéricas utilizando o Método dos Elementos Finitos. As simulações consideraram tanto os modelos de previsão de fluência e retração disponível no programa quanto os resultados provenientes da caracterização laboratorial. Além disso, foram avaliadas outras formulações teóricas que prevêem as deformações ao longo do tempo em pilares. Um dos modelos de fluência que melhor se ajustou ao traço dos pilares foi calibrado e os resultados alimentaram as formulações teóricas. Os resultados teóricos foram confrontados com os observados na monitoração dos protótipos. Neste contexto, a caracterização das propriedades de fluência e retração do concreto e os indicadores estatísticos que apontam os melhores modelos de previsão representam uma contribuição ao conhecimento do comportamento de materiais usados atualmente, de forma a tornar possível o uso de um modelo eficaz em projetos de estruturas em concreto armado para os concretos estudados. Além disso, o estudo da fluência e retração em protótipos de pilares forneceu um melhor entendimento da redistribuição de tensões do concreto para armadura. Finalmente, o ajuste do modelo de fluência demonstrou ser eficaz para previsão das deformações obtidas experimentalmente.
Title in English
Analysis of creep and shrinkage and its utilization in health monitoring of reinforced concrete column.
Keywords in English
Column
Concrete
Creep
Healthy monitoring
Mechanical proprieties
Shrinkage
Abstract in English
This thesis presents the study of the time dependent deformation of concrete structures due to creep and shrinkage. Creep, shrinkage, compressive strength, splitting tensile strength and modulus of elasticity tests were performed in mixtures commonly used in construction. Experimental parameters were obtained from these mechanical characterizations and creep and shrinkage models were evaluated. Nine short reinforced and non reinforced columns were long term loaded and monitored for 91 days. The tests were performed in a temperature and relative humidity controlled ambient. The redistribution of internal stresses from concrete to reinforcement due to creep and shrinkage were investigated. In order to analyze the redistribution of internal stresses Finite Element Method simulations were performed. Creep and shrinkage models and experimental data were considered in simulations. Other formulations were also applied to examine the experimental data from columns. One of the creep models which best fit the experimental data of the column mixture characterization was adjusted and the model results were used in these formulations. Numerical results and experimental data were evaluated. In this context, the characterization of creep and shrinkage of concrete and statistical evaluation of models contribute to know the behaviour of present-day construction materials and makes possible the use of efficiency models. Besides the study of creep and shrinkage in columns enhance the knowledge of internal stresses redistribution. Finally, an updating creep model was successfully applied to concrete experimental data.
 
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Publishing Date
2010-12-08
 
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