Análise do comportamento dinâmico não linear de vigas de concreto armado de pontes com distribuição variável de armadura

Abstract

O processo de danificação do concreto depende, dentre diversos fatores, de sua interação com outros materiais. A aplicabilidade do concreto armado é possibilitada pela proximidade entre os coeficientes de dilatação térmica do concreto e do aço, garantindo assim a aderência e evitando o escorregamento entre os materiais. O início da fissuração, contudo, causa a perda desta aderência. O processo de evolução do dano depende não apenas do estado de tensão, mas principalmente do estado de deformação acumulada. Portanto, a distribuição de armadura ao longo de uma viga de ponte tem uma grande influência sobre o processo de danificação do concreto. Considerando o caso de pontes rodoviárias e ferroviárias, os carregamentos dinâmicos originários da passagem de veículos podem amplificar a perda de integridade do concreto e o processo de plastificação do aço. Contudo, as normas relativas ao projeto de pontes desconsideram os efeitos dinâmicos da estrutura, convertendo-os em uma carga estática majorada. Além disso, as normas sugerem a consideração de um comportamento elástico linear dos materiais na análise estrutural. A consideração da mecânica do dano e da plasticidade nas armaduras de aço aumenta a complexidade do modelo, transformando-o em um problema dinâmico não linear e, assim, modificando as respostas da estrutura. Adicionalmente, a consideração de uma distribuição variável de armadura ao longo do comprimento da viga contribui para a análise de modelos mais realistas. Portanto, este trabalho procura avaliar as respostas dinâmicas não lineares de uma ponte de concreto armado, através de sua interação dinâmica com um modelo veicular, em que a distribuição não uniforme de armadura afeta a evolução da danificação. As pontes são modeladas através do método dos elementos finitos, usando o programa ABXDNL 2.7 e rotinas adicionais desenvolvidas através da linguagem computacional C++, de modo a aplicar a distribuição de armaduras. É adotado um modelo constitutivo de dano baseado no modelo de Mazars, adaptado de tal forma que é possível considerar a inversão de esforços mecânicos devido à vibração.