Sistemas Administrativos
Escola de Engenharia de São Carlos
SET Simulação em elementos finitos de lajes steeldeck,...
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.
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.
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.
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.
Keywords Reinforced concrete. Steel deck slabs. Bubble deck slabs. Hollow core slabs. Damage model for concrete. Finite element method.