Papers by Alberto Ribeiro
No presente trabalho é descrita a metodologia desenvolvida para a determinação dos parâmetros de ... more No presente trabalho é descrita a metodologia desenvolvida para a determinação dos parâmetros de fractura do betão reforçado com fibras de aço, designadamente, a forma da relação tensão-abertura de fenda e a energia subjacente ao processo de fendilhação deste compósito. Para tal recorreu-se a resultados experimentais obtidos em ensaios de flexão efectuados segundo as recomendações do TC 162-TDF da RILEM e foram desenvolvidos dois modelos numéricos, um com base num modelo de secção e o outro utilizando elementos finitos de interface para modelar a progressão da fenda.
No presente trabalho apresenta-se a estratégia numérica desenvolvida para a determinação das prop... more No presente trabalho apresenta-se a estratégia numérica desenvolvida para a determinação das propriedades de fractura do betão auto-compactável reforçado com fibras de aço de distintas idades. Para tal foram utilizados resultados obtidos num programa experimental e um software de análise não linear material baseado nas técnicas dos elementos finitos, sendo a fendilhação simulada por intermédio de um modelo de fendas discretas. No âmbito de um projecto de investigação foi desenvolvido um betão auto-compactável reforçado com fibras de aço, BACRFA, para aplicação em painéis aligeirados pré-fabricados. Neste tipo de aplicação é necessário proceder ao desmolde, transporte e armazenagem de peças de elevado porte, com o menor tempo de cura possível, de forma a economizar custos de produção. Para que tal possa ser efectuado sem que ocorram fendas de abertura superior ao admissível, é necessário conhecer o comportamento em tracção, principalmente após fendilhação, do BACRFA em distintas idades. Com este propósito, foram efectuados ensaios de compressão e de flexão com provetes de BACRFA às 12 horas, 24 horas, 3 dias, 7 dias e 28 dias. Utilizando os resultados obtidos nos ensaios de flexão e procedendo a análise inversa com um software de análise não linear material baseado nas técnicas dos elementos finitos, determinaram-se os parâmetros de fractura do BACRFA para as diferentes idades. A composição do BACRFA está indicada em outro trabalho [1], tendo sido obtida por intermédio do método desenvolvido por Pereira et al. . Para avaliar a influência da idade no
Nos últimos dois anos têm sido efectuados ensaios de flexão, segundo as recomendações do grupo de... more Nos últimos dois anos têm sido efectuados ensaios de flexão, segundo as recomendações do grupo de trabalho TC 162-TDF da RILEM, para caracterizar o comportamento à flexão do betão reforçado com fibras de aço (BRFA). Os resultados obtidos foram utilizados, em conjunto com um modelo numérico desenvolvido, por forma a avaliar o desempenho das leis constitutivas recomendadas pelo referido grupo. Foi dado especial ênfase à modelação do comportamento do BRFA fendilhado, quer por intermédio de lei tensão-extensão (σ-ε), que por meio de lei tensão abertura de fenda (σ-w). A investigação numérica efectuada é descrita e os principais resultados obtidos são apresentados e comentados. Num número significativo de aplicações, a participação de fibras de aço na composição do betão tem-se revelado oportuna do ponto de vista técnico e económico, dado ser possível conceber soluções mais económicas e de segurança estrutural mais elevada. No entanto, a utilização de betão reforçado com fibras de aço (BRFA) em aplicações estruturais tem sido reduzida, dado que os principais benefícios proporcionados pela adição de fibras ao betão têm sido avaliados por distintos procedimentos, sendo propostos diversos parâmetros e formulações, que na maior parte dos casos atribuem diferentes graus de desempenho à propriedade que pretendem representar (ASTM C1018-89, 1991; JSCE-SF4, 1984; ACI 544.1R-96, 1997; RILEM 2000a). Além disto, esses benefícios não têm sido formulados no quadro de recomendações de projecto de elevada divulgação, pelo que os projectistas sentem fundamentadas dificuldades no dimensionamento de estruturas de BRFA. Para tentar alterar este estado, a RILEM designou o grupo de trabalho TC 162-TDF que tem vindo a publicar documentos no âmbito da caracterização experimental, da análise e do dimensionamento de estruturas de BRFA. Em 2000 este grupo de trabalho publicou (RILEM 2000b) um documento onde é sugerido um modelo para análise e dimensionamento de estruturas de BRFA, em que a principal alteração aos modelos tradicionais resume-se na consideração da resistência à tracção do BRFA, após a sua fendilhação. Para tal propõem uma lei tensãoextensão definida com base em parâmetros que, por sua vez, reproduzem a capacidade de absorção de energia, ou a tensão residual do BRFA para determinadas flechas. Mais recentemente (RILEM 2002a), o mesmo grupo de trabalho sugere a utilização da mecânica da fractura não linear (Karihaloo, 1995) para simular o comportamento fendilhado deste compósito. No presente trabalho foi desenvolvido um modelo numérico com o objectivo de se aferir o grau de rigor da simulação permitida pelas leis propostas pelo TC 162-TDF. Para tal utilizaram-se os resultados obtidos numa extensa campanha de ensaios experimentais (Alexandre e Barros, 2002), efectuados segundo as recomendações deste comité (RILEM
Recently, RILEM TC 162-TDF Committee has proposed a specimen configuration, test procedures and f... more Recently, RILEM TC 162-TDF Committee has proposed a specimen configuration, test procedures and flexural tensile strength parameters to characterize the post-cracking behaviour of the steel fibre reinforced concrete (SFRC). The approach proposed by RILEM is still yet under discussion, mainly, the ability of the flexural tensile strength parameters to simulate the post-cracking behaviour of the SFRC on the verifications to the ultimate and serviceability limit states. Taking the recommendations of the RILEM, the influence of the fibre content, the concrete age, and the percentage of cement replaced by fly ash on the bending behaviour of the SFRC was analysed in the present work. The influence of the fibre distribution on the fracture surface of the specimens was also considered. The experimental campaign was carried out with a cost competitive SFRC developed for industrial pavements. Bending tests with concrete specimens reinforced with conventional bars and steel fibres were also performed for developing a reinforcement system adjusted for panels of industrial pavements heavily loaded. The results obtained are presented and analysed.
In Portugal, steel fibres are the most used for concrete reinforcement, and flooring and tunnelli... more In Portugal, steel fibres are the most used for concrete reinforcement, and flooring and tunnelling are the main applications of fibre reinforced concrete (FRC). In last years the prefabrication industry is showing more interest in collaborating in FRC research projects. The research carried out in consortium by University of Minho (UM) and two private companies for the development of self-compacting steel fibre reinforced concrete (SCSFRC) is an example of this new strategy. This research has the following main tasks: conceive a rational mix design method; evaluate the most relevant material properties and the structural behaviour of laminar elements; develop numerical tools. This paper intends to show the research strategy adopted in the SCSFRC project, since it is a typical example of the methodology followed by the UM research group, the most active in Portugal, in the FRC domain.
Materials and Structures, 2005
Recently, RILEM TC 162-TDF has proposed equivalent, f eq , and residual, f R , flexural tensile s... more Recently, RILEM TC 162-TDF has proposed equivalent, f eq , and residual, f R , flexural tensile strength parameters to characterize and simulate the post-cracking behaviour of steel fibre reinforced concrete (SFRC) structures. In the current work, more than two hundred flexural tests are carried out according to the RILEM TC 162-TDF recommendations and the corresponding values of f eq and f R parameters are evaluated. In series of specimens reinforced with fibres of a distinct length/diameter ratio, similar values of f eq and f R parameters were obtained in these series. Although a strong correlation between f eq and f R was determined, a larger scatter of f R values was observed thereby revealing f eq to be more appropriate for design purposes. A numerical strategy involving a cross sectional layered model and an inverse analysis was developed to evaluate the post-cracking stress-strain and the stress-crack opening diagrams for the tested SFRC. This strategy was also used to determine a relation between the post-cracking strain, pcr , and the crack opening displacement, w, (pcr = w/L p) which is useful for evaluating the crack opening when numerical strategies based on a stress-strain approach are used. The obtained L p values range from half the specimen cross section height to half the distance between the tip of the notch and the top of the cross section.
In the middle of the eighties it was intended to build a one family dwelling at a North Portugues... more In the middle of the eighties it was intended to build a one family dwelling at a North Portuguese Region, but a much bigger edification was constructed, without any design elements. At the end of the nineties this construction was acquired, and another architectonic and functional configuration was designed for this space. Since there were not any elements available for the existent construction, it was carried out several strategies for its geometrical, structural and material characterization. These elements gave the indispensable information for analysing the structural stability of the building, which revealed to be necessary to strengthen foundations, beams and columns. The procedures for characterizing the construction, the structural stability analysis and the strengthening strategies are described in the work.
Self-compacting concrete (SCC) can be defined as concrete that is able to flow in the interior of... more Self-compacting concrete (SCC) can be defined as concrete that is able to flow in the interior of the formwork, passing through the reinforcement and filling it in a natural manner, being consolidated under the action of its own weight. Adding the benefits of SCC to those resulting from the addition of discrete fibres to cement based materials, a high performance material, designated by steel fibre reinforced self-compacting concrete (SFRSCC), is obtained. In the present work the strategy followed to design SFRSCC is described, as well as, the experimental research carried out to characterize its flexural and compression behaviour. A special effort is done to assess the post-cracking behaviour, carrying out three point notched beam tests. The equivalent and the residual flexural tensile strength parameters, proposed by RILEM TC 162-TDF to characterize the toughness of steel fibre reinforced concrete (SFRC), are determined. To evaluate the stress-crack opening diagram of the designed SFRSCC, an inverse analysis is performed fitting the obtained experimental force-deflection curves.
In the middle of the eighties it was intended to build a one family dwelling at a North Portugues... more In the middle of the eighties it was intended to build a one family dwelling at a North Portuguese Region, but a much bigger edification was constructed, without any design elements. At the end of the nineties this construction was acquired, and another architectonic and functional configuration was designed for this space. Since there were not any elements available for the existent construction, it was carried out several strategies for its geometrical, structural and material characterization. These elements gave the indispensable information for analysing the structural stability of the building, which revealed to be necessary to strengthen foundations, beams and columns. The procedures for characterizing the construction, the structural stability analysis and the strengthening strategies are described in the work.
Resumo: No presente trabalho descreve-se um modelo que permite determinar a relação momento-curva... more Resumo: No presente trabalho descreve-se um modelo que permite determinar a relação momento-curvatura de uma secção que pode ser constituída por distintos tipos de materiais. A qualidade do desempenho deste modelo depende da capacidade das leis constitutivas implementadas no modelo de simular o comportamento real desses materiais. Por esse motivo, o código computacional foi desenvolvido por forma a ser relativamente simples a implementação de novas leis constitutivas. Este modelo pode ser acoplado a outras ferramentas de cálculo por forma a ser possível traçar a resposta força-flecha de diversos sistemas estruturais. Este programa computacional dispõe de um módulo de préprocessamento de dados por forma a facilitar a interacção entre o utilizador e o modelo de cálculo. O desempenho do modelo é avaliado no presente trabalho.
Fibras de aço no reforço ao corte de vigas de betão armado
... tensile strength Page 3. Joaquim Barros, Alberto Ribeiro, Vítor Cunha e Alexandre Antunes 7.3... more ... tensile strength Page 3. Joaquim Barros, Alberto Ribeiro, Vítor Cunha e Alexandre Antunes 7.3 1. INTRODUÇÃO A aplicação ... de ensaios Page 4. Joaquim Barros, Alberto Ribeiro, Vítor Cunha e Alexandre Antunes 7.4 efectuados no ...
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