| Documento | Mestrado |
| Área | Métodos Numéricos |
| Data da defesa | 09/06/2025 |
| Autor | MELO, Rodrigo Souza de |
| Orientador | CARRAZEDO, Rogério |
| Português | |
| Título | Simulação em elementos finitos de lajes steeldeck, bubbledeck e alveolar empregando técnicas de imersão. |
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Resumo
Com o desenvolvimento da engenharia e a constante busca por modelos construtivos mais
práticos e econômicos, diversas alternativas a lajes convencionais de concreto armado têm
surgido. Dentre elas, destacam-se as lajes steeldeck, bubbledeck e alveolar. Estes modelos
têm em comum a inclusão de diferentes elementos no concreto, sejam estes reforços, que
contribuem para o desempenho contra esforços, ou vazios, que otimizam o consumo de
material e o peso próprio. Partindo desta perspectiva e considerando a importância de
modelagens numéricas para o estudo das estruturas, é proposta uma formulação numérica
em elementos finitos direcionada a estes três tipos de laje, adotando elementos sólidos
para representar a matriz de concreto e utilizando técnicas de imersão para caracterizar
os demais componentes, sejam estes inclusões ou exclusões. A formulação abrange as
não linearidades geométrica e física, esta última sendo representada por um modelo de
dano contínuo modificado para viabilizar a sua aplicação nos exemplos selecionados. Para
implementar a formulação, é desenvolvido um código computacional. A validação da teoria
e do código desenvolvidos é realizada a partir da simulação de experimentos consolidados
na literatura.
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| Palavras-chave | Concreto armado. Lajes steeldeck. Lajes bubbledeck. Lajes alveolares. Modelo de dano para o concreto. Método dos elementos finitos. |
| English | |
| Title | Finite element simulation of steel deck, bubble deck and hollow core slabs applying immersion techniques. |
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Abstract
With the advancement of engineering and the constant chase for more practical and
economical construction systems, various alternatives to conventional reinforced concrete
slabs have been popping up. Among those, steel deck, bubble deck and hollow core slabs
stand out. Those systems have in common the inclusion of elements in the concrete,
such as reinforcements, which contribute to the performance against loads, and voids,
to optimise material usage and self-weight. With this perspective and considering the
importance of numerical modeling to the study of structures, a numeric finite element
formulation directed to these three types of slabs is proposed, adopting solid elements
to represent the concrete matrix and using immersion techniques to characterise the
remaining components, be those inclusions or hollows. The formulation covers geometric
and physical nonlinearities, the latter represented by a continuous damage model that
is modified to make its application in the selected examples viable. To implement the
formulation, a computational code is developed. Validation of the developed theory and
code is performed with the simulation of experiments estabilished in literature.
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| Keywords | Reinforced concrete. Steel deck slabs. Bubble deck slabs. Hollow core slabs. Damage model for concrete. Finite element method. |