Documento | Mestrado |
Área | Estruturas de Concreto e Alvenaria |
Data da defesa | 30/04/1999 |
Autor | EKANE, Ewang Bruce |
Orientador | EL DEBS, Mounir Khalil |
Português | |
Título | Estudo da fissuração em concreto armado com fibras e armadura convencional |
Resumo
Devido à fragilidade do concreto, o controle e combate da fissuração são de
importância fundamental em estruturas de concreto armado. Uma maneira de melhorar
as propriedades do concreto à tração é pelo emprego de fibras. A presente pesquisa é
uma tentativa de fornecer diretrizes para o dimensionamento de estruturas de concreto
armado com fibras, e armadura convencional sob condições de serviço. Apresenta-se
inicialmente, um estudo do comportamento do material à tração. Um modelo
probabilístico/micro-mecânico fundamentado na mecânica de fratura, e capaz de
prever o comportamento pós-fissuração do compósito é apresentado. O modelo prevê
a relação tensão-abertura de fissura do compósito levando em conta os seguintes
micro-mecanismos: travejamento de agregado e fibras, a ruptura das fibras, os efeitos
de: atrito local (snubbing effect), esmagamento da matriz, Cook-Gordon, e da
pré-tração das fibras. Em nível estrutural, dois modelos macro-mecânicos são
apresentados. O primeiro modelo tem premissa na teoria clássica de fissura, e o
segundo na mecânica de dado. O primeiro modelo é ajustado para aplicação na
previsão de espaçamento e aberturas de fissura em estruturas de concreto armado
com fibras discretas e aleatoriamente dispostas. É demostrado que o modelo
micro-mecânico pode alimentar perfeitamente o modelo macro-mecânico. Ensaios de
tração com elementos de placas de argamassa com fibras armada com tela ou fios
foram realizados. Os resultados teóricos previstos pelo modelo foram comparados com
os obtidos do programa experimental, e mostram uma boa concordância, comprovando
a validade do modelo apresentado.
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Palavras-chave | Abertura de fissura. Concreto armado com fibras. Ensaios de tração. Espaçamento de fissura. Fissuração (fratura). Micro-mecanismos. Modelo macro-mecânico. Modelo micro-mecânico. Relação tensão-abertura de fissura |
English | |
Title | Not available |
Abstract
Due to the brittleness of concrete, the control and prevention of cracking in
reinforced concrete structures are of prime importance. One way of improving the
tensile properties of concrete is by the addition of fibres. The present research is a trial
to provide guidelines for the design of fibre reinforced concrete structures under service
loads. First of all, a study of the tensile behaviour of the composite material is
presented. A probabilistic/fracture mechanics based micromechanical model, capable
of predicting the poscracking behaviour of the material is presented. The model predicts
the tensile stress-crack width relationship, accounting for the following
micromechanisms: fibre and aggregate bridging, fibre rupture, local snubbing, matrix
spalling, the Cook-Gordon interface effect, and fibre prestressing. At the structural
level, two macromechanical models are presented. One is founded on the classical
theory of cracking, while the other, a shear lag model, is founded on the continuum
damage mechanics. The first model is adjusted for application to the prevision of crack
width and crack spacing in fibre reinforced concrete structures with short discrete and
randomly dispersed fibres. It is shown that the micromechanical model fits very well in
the macrostructural model. Tensile tests with mortar specimens reinforced with
continuous steel wires or meshes and PVA or polypropylene fibres were carried out.
The theoretical results predicted by the model were compared with results obtained
from the experimental program, and show very good agreement, confirming the validity
of the theoretical model.
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Keywords | Crack spacing. Crack width. Cracking (fracturing). Fibre reinforced concrete. Macromechanical model. Micromecanical model. Micromechanisms. Model. Tensile stress-crack width relationship. Tensile tests |