Modelos de fibras para análise de peças lineares de betão

Abstract

A presente dissertação teve por objetivo desenvolver uma ferramenta numérica, a que se chamou FiNAl (Fiber Nonlinear Analysis), para análise de estruturas reticuladas constituídas por peças lineares de betão sujeitas a flexão composta reta. A secção pode ter uma forma arbitrária, sendo discretizada em fibras de secção quadrada, a partir de curvas poligonais que definem o seu contorno e o de eventuais partes ocas no seu interior. A extensão é admitida constante na fibra. A lei constitutiva do betão é definida pelo utilizador, sem limitações, sendo o problema matemático resolvido iterativamente através do método de Newton-Raphson. A abordagem implementada no FiNAl permite efetuar análise não-linear geométrica e material.O FiNAl foi desenvolvido utilizando a linguagem de programação de alto nível Octave, destinada ao tratamento de problemas para computação numérica, que apresenta como principal vantagem o facto de ser uma ferramenta OpenSource e de utilização livre. É assinalável a sua simplicidade e eficácia na realização de operações matriciais. O Octave é quase totalmente compatível com a vertente numérica do MatLab.Para validar o FiNAl foi conduzido um programa experimental, no qual foram medidos os deslocamentos de provetes em betão reforçado com fibras. São determinadas experimentalmente as relações tensão-extensão para os tipos de betão considerados nos exemplos de aplicação.Dificuldades inesperadas na realização dos ensaios, não permitiram a demonstração cabal das capacidades do software FiNAl.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

The present dissertation’s aim is to develop a numerical tool, that was called FiNAl (Fiber Nonlinear Analysis), for the analysis of linear concrete elements subjected to composed bending. The section, which may have an arbitrary shape, is discretized into square section fibers from polygonal curves that define the section and possible hollow sections. Fiber’s strain is assumed constant. The constitutive law of concrete can be any, being the mathematical problem solved iteratively by Newton Raphson method. The approach implemented in FiNAl allows to perform geometric and material nonlinear analysis.The FiNAl was developed using Octave high-level programming language for the treatment of numerical computation problems, which presents as main advantage the fact of being an open source, freely used and distributed tool. Its simplicity and effectiveness in performing matrix operations is remarkable. Octave is almost fully compatible with the numerical aspect of MatLab.In order to validate FiNAl, was conducted an experimental program in which reinforced concrete with fibers specimens displacements were measured. The stress-strain relations for the considered concretes in the application examples are experimentally determined.Unexpected difficulties with the experimental tests, did not allow a clear demonstration of software FiNAl capabilities.....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................