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(Referência obtida automaticamente do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores.)

Numerical approach about the effect of the corrosion on the mechanical capacity of the reinforced concrete beams considering material nonlinear models

Título (Português): Abordagem numérica sobre o efeito da corrosão de armaduras na capacidade mecânica de vigas em concreto armado ao longo do tempo considerando modelos não lineares dos materiais
Texto completo
Autor(es):
G. P. PELLIZZER ; E. D. LEONEL ; C. G. NOGUEIRA
Número total de Autores: 3
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: Rev. IBRACON Estrut. Mater.; v. 11, n. 1, p. -, Fev. 2018.
Resumo

Abstract Every structure is subjected to the effects of time and environment on which they are located. The consideration of these effects and their consequences in design phase is called nowadays as durability analysis of the structural system. The corrosion of the reinforcement steel through the chloride penetration inside the concrete is the main cause of the lifetime deterioration of the reinforced concrete structures. As a direct consequence, the corrosion affects the resistant capacity of the structural elements as the process evolves over time. Therefore, the appropriate prediction of the structural lifetime depends directly of the prevision capacity of those effects over the behavior of the structural systems. In this work, a mechanical model that combines the corrosion effects over the reinforcement and the concrete and steel material nonlinear responses is proposed to predict the resistant loss of reinforced concrete beams over the time. The steel and concrete nonlinear behavior was modeled by model based on unidimensional plasticity theory and damage mechanics, respectively. The Fick’s laws and empirical methods based on the Faraday’s laws were used to represent chloride penetration inside concrete and reinforced degradation, respectively. A simplified process was adopted to simulate the corrosion beginning in different times over the structure. The results showed that the rate of loss resistant capacity of the analyzed beam is higher in the first years after the beginning of corrosion and tend to stabilized in subsequent years. Furthermore, the structural behavior is very sensitive regarding the considered corrosive effects in the analyses. (AU)

Resumo

Resumo Toda estrutura está sujeita aos efeitos do tempo e ambiente na qual estão inseridas. A consideração desses efeitos e suas consequências na fase de projeto é o que se chama atualmente de análise da durabilidade do sistema estrutural. A corrosão do aço das armaduras através da penetração de cloretos no concreto é a principal causa de deterioração ao longo do tempo em estruturas de concreto armado. Como consequência direta, a corrosão afeta a capacidade resistente dos elementos estruturais à medida que o processo evolui no tempo. Portanto, a previsão adequada da vida útil estrutural depende diretamente da capacidade de previsão desses efeitos sobre o comportamento dos sistemas estruturais. Neste trabalho, um modelo mecânico que combina os efeitos da corrosão de armaduras e as respostas não linear dos materiais aço e concreto é proposto com o objetivo de prever a perda de resistência de vigas em concreto armado ao longo do tempo. O comportamento dos materiais aço e concreto foram simulados por modelos baseados na teoria da plasticidade unidimensional e mecânica do dano, respectivamente. As leis de Fick e métodos empíricos fundamentados nas leis de Faraday foram utilizados para representar a entrada de cloretos e degradação das armaduras, respectivamente. Um processo simplificado foi adotado para a simulação do início da corrosão em tempos diferentes ao longo da estrutura. Os resultados mostraram que a taxa de perda de capacidade resistente da viga analisada é maior nos primeiros anos após o início da corrosão e tendem a se estabilizar nos anos posteriores. Além disso, o comportamento estrutural é muito sensível em relação aos efeitos corrosivos considerados nas análises. (AU)

Processo FAPESP: 14/18928-2 - Modelos numéricos baseados no método dos elementos de contorno e método Level Set aplicados à otimização topológica de domínios anisotrópicos não homogêneos
Beneficiário:Edson Denner Leonel
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Regular