Autor(es):
Nascimento, David Rodrigues do 
Data: 2014
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10348/3032
Origem: Repositório da UTAD
Assunto(s): Betão reforçado; Comportamento mecânico; 624.016(043); 620.17(043)
Descrição
As fibras de aço no betão têm sido empregues com alguma regularidade para melhorar o desempenho e características mecânicas de materiais “quasi-frágeis”, como é o caso de materiais de base cimentícia. Os betões reforçados com fibras têm vindo a difundir-se e atualmente são aplicados em diversas soluções construtivas como é o caso dos túneis, pavimentos industriais e canais, entre outras estruturas laminares e/ou com um elevado grau de hiperestaticidade.
Este projeto de investigação tem o intuito de contribuir para aumentar o conhecimento atual do betão-auto-compactável reforçado com fibras de aço, BACRFA. Este tipo de betão congrega as vantagens de um betão auto-compactável, sem necessidade de vibração externa, com as fibras de aço as quais aumentam o comportamento pós-fissurado do compósito. No presente trabalho foi estudado o comportamento à tração em flexão para carregamento monotónico e cíclico, tendo para o devido efeito sido realizados diversos ensaios de acordo com a norma EN 14651 (2005).
A investigação experimental foi composta essencialmente por ensaios à flexão em três pontos, para carregamentos cíclicos e monotónicos. Relativamente aos ensaios monotónicos foram realizados 8 ensaios de flexão em três pontos. Enquanto os ensaios cíclicos foram efetuados para distintos níveis de abertura de fissura, designadamente entre 0,2 mm e 0,3 mm, e uma outra série, entre 0,8 e 1 mm, perfazendo ao todo 60 provetes à flexão.
Adicionalmente, foram efetuadas com base no método dos elementos finitos diversas simulações numéricas dos ensaios de flexão em três pontos. Neste âmbito, primeiramente, foi efetuado um estudo paramétrico, no qual foi verificada a influência de diversos parâmetros, por exemplo, o tipo de elemento, refinamento da malha, etc., na resposta numérica do ensaio de flexão. Finalmente, a lei de tração – abertura de fissura do BACRFA foi obtida por análise inversa a partir da modelação dos ensaios de flexão em três pontos. Steel fibers have been employed with some regularity in order to improve the performance and mechanical characteristics of “quasi-brittle” materials as is the case of cementitous materials. The use of fiber reinforced concretes has spread and actually is applied in constructive solutions such as tunnels, industrial flooring, and canals, among other laminar structures and/or with a high hiperestaticity degree.
This research project aims to contribute to increase the current knowledge of self-compacting concrete reinforced with steel fibers, SFRSCC. This type of concrete aggregates the advantages of a self-compacting concrete without need of external vibration energy, and that of the steel fibers, which increase the post-cracking behavior of the composite. In this work the behavior under tensile bending monotonic and cyclic loading was studied, therefore various tests were realized in accordance to that preconized in EN 14651 (2005).
The experimental investigation consisted essentially on three point flexural tests for both monotonic and cyclic loadings. The three point monotonic tests were performed on 8 specimens. While the cyclic tests were performed for different levels of crack opening, namely, between 0,2 e 0,3 mm, and another series between 0,8 mm and 1 mm, being a total of 60 samples.
Additionally, based on the finite element method framework several numerical simulations of the three point bending tests were performed. First of all, a parametric study was carried out, in which it was investigated the influence of distinct parameters, e.g. element type, mesh refinement, etc., on the numerical response of the bending test. Finally, the SFRSCC tensile – crack width law was obtained by inverse analysis based on the numerical modeling of three point bending tests. Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil
