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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Redução de vida útil a fadiga em pontes de concreto armado
Title Alternative: Reduction of fatigue life in reinforced concrete bridges
Author: Prado, Paulo Bruno Bevilaqua, 1989-
Advisor: Siqueira, Gustavo Henrique, 1980-
Abstract: Resumo: As pontes são estruturas sujeitas a cargas permanentes e a cargas móveis. As ações de origem dinâmicas podem levar a estrutura a falhas ou até mesmo ao comprometimento estrutural em função da fadiga dos materiais. Diante disso, a presente pesquisa teve como objetivo analisar a influência do fenômeno da fadiga na redução de vida útil em pontes em concreto armado. A redução de vida útil de uma estrutura representativa foi obtida com base em um modelo matemático capaz de prever o número de ciclos necessários para ruptura por fadiga do material, tendo como variável de entrada a amplitude total de deformação verificada nas armaduras longitudinais nas longarinas da estrutura no estágio atual de funcionamento. Para isso, uma estrutura representativa foi projetada, tendo como características geométricas o padrão comumente encontrado em estruturas da década de 70 e adotando-se como carregamento móvel o trem-tipo TB-36. Feito isto, um modelo tridimensional da ponte foi gerado em um programa computacional de elementos finitos. No intuito de se simular o dano que tal estrutura sofreu com o tempo, foram introduzidas penalizações nas propriedades dos elementos estruturais, sendo elas, redução do módulo de elasticidade do concreto, perda de aderência entre concreto e aço e consideração da corrosão das armaduras longitudinais. Deste modo, foi possível determinar a redução de vida útil à fadiga considerando a estrutura solicitada conforme configuração de carregamento do trem-tipo TB-36 em comparação com resultados ao solicita-la com o TB-45. Para esta mesma estrutura, também foi verificada a vida útil à fadiga considerando a solicitação oriunda de um veículo real representativo da frota brasileira e diferentes cenários de penalizações nas propriedades dos elementos estruturais, após 50 anos de operação da ponte. Os resultados indicam que a estrutura estudada possui uma grande reserva de capacidade à fadiga frente aos diferentes cenários analisados, apresentando baixo risco de ocorrência de falha à fadiga em seus elementos estruturais durante sua vida útil de projeto

Abstract: Bridges are structures subject to permanent loads and moving loads. Dynamic loads can lead to failure or even structural collapse due to material fatigue. Therefore, the present research aimed to analyze the influence of the phenomenon of fatigue on the reduction of useful life in reinforced concrete bridges. The reduction of the useful life of a representative structure was obtained based on a mathematical model able to predict the number of cycles required for material fatigue rupture, having as the input variable the total strain amplitude verified in the longitudinal reinforcement in the current stage of operation. For this purpose, a representative structure was designed, having as geometric characteristics the pattern commonly found in structures from the 70s and using the standard vehicle-load TB-36 ton as the moving load. After this, a three-dimensional model of the bridge was generated using a commercial finite element software. To simulate the damage over time in this structure, degradations were introduced in the mechanical properties for the structural elements, such as reduction on the concrete Young modulus, bond-slip effects between concrete and longitudinal steel reinforcement, and the consideration of corrosion scenarios on the longitudinal steel bars. Therefore, it was possible to determine the reduction in fatigue useful life considering the structure submitted to the standard vehicle-load TB-36 in comparison with the results using the standard vehicle-load TB-45. For the same model, the impact on fatigue useful life considering the loads from a real vehicle, representative of the Brazilian truck fleet, and different degradation scenarios for the mechanical properties in the structural elements, after 50 years of operation for this bridge model, was also verified. The results indicate that the structural model studied has a large reserve of fatigue capacity considering the different scenarios analyzed, with a low risk of fatigue failure in structural elements during this design life
Subject: Pontes
Concreto armado
Pontes - Projetos e construção
Fadiga
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: PRADO, Paulo Bruno Bevilaqua. Redução de vida útil a fadiga em pontes de concreto armado . 2020. 1 recurso online ( 141 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Campinas, SP.
Date Issue: 2020
Appears in Collections:FEC - Tese e Dissertação

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