CONGRESSO NACIONAL DA PREFABRICAÇÃO EM BETÃO
APLICAÇÕES DE BETÃO
REFORÇADO COM FIBRAS DE AÇO
- TUBOS DE SANEAMENTO Albert de la Fuente
Filipe Laranjeira
[email protected]
[email protected]
Antonio Aguado
Climent Molins
[email protected]
[email protected]
UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE CATALUNYA
Departamento de Engenharia da Construção
Barcelona - Espanha
Lisboa, 6 e 7 de Março de 2008
Centro de Congressos, LNEC
CONGRESSO NACIONAL DA PREFABRICAÇÃO EM BETÃO
OBJECTIVOS GERAIS:
Comprovar a exequibilidade em produzir tubos de saneamento de
BRFA com os sistemas de fabrico habituais.
Definir o campo de aplicação das fibras de aço em função de:
- Classe de resistência
- Diâmetro
Calibrar um novo modelo numérico de comportamento estrutural
dos tubos de saneamento.
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ENSAIO DE TRÊS ARESTAS (ETA):
Célula
de carga
Elemento de madeira
para repartição de cargas
z
x
y
2 apoios contínuos
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1º TRABALHO EXPERIMENTAL:
Tubo Diâmetro Espessura
Fibras
Asint
[mm]
1
1000
120
20
---
2
1000
120
20
---
3
1000
120
20
4
1800
175
5
1800
175
ASTM
Asext
[kg/m3] [cm2/ml] [cm2/ml]
[mm]
ETA (11 dias)
1ª fissura Rotura 1ª fissura 0.3mm Rotura
67
100
67
83
96
67
100
60
85
89
---
-------
67
100
60
83
89
---
16,7
10,0
180
270
158
190
281
30
16,7
---
180
270
150
163
188
CONCLUSÕES:
As ext
As int
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CARGAS [ kN / ml ]
Incumprimento requisitos:
1ª fissura
Rotura
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1º TRABALHO EXPERIMENTAL:
Tubo Diâmetro Espessura
Fibras
Asint
CARGAS [ kN / ml ]
[kg/m3] [cm2/ml] [cm2/ml]
[mm]
[mm]
1
1000
120
20
---
2
1000
120
20
---
3
1000
120
20
4
1800
175
5
1800
175
ASTM
Asext
ETA (11 dias)
1ª fissura Rotura 1ª fissura 0.3mm Rotura
67
100
67
83
96
67
100
60
85
89
---
-------
67
100
60
83
89
---
16,7
10,0
180
270
158
190
281
30
16,7
---
180
270
150
163
188
AVERIGUAR CAUSAS DOS RESULTADOS OBTIDOS:
Idade de carga
21 dias
Dosagem de fibras
40 kg/m3
Armadura interna vs. Armadura externa
Armadura externa
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2º TRABALHO EXPERIMENTAL:
Tubo Diâmetro Espessura
Fibras
As int.
CARGAS [ kN / ml ]
[kg/m3] [cm2/ml] [cm2/ml]
[mm]
[mm]
6
1000
120
20
---
7
1000
120
40
8
1800
120
30
ASTM
As ext.
ETA (21 dias)
1ª fissura Rotura 1ª fissura 0.3mm Rotura
67
100
67
88
100
---
-----
67
100
67
92
114
---
16,7
180
270
58
79
277
CONCLUSÕES:
Influência da idade do betão
Influência da dosagem de fibras
Prot (kN/ml)
Pmáx
Pmax0
Diâmetros 1800mm substituição parcial
0
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45
ρlim
ρ (kg/m3)
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SIMULAÇÃO NUMÉRICA DO ETA:
OBJECTIVOS:
Definir campo de aplicação das fibras
de aço como reforço estrutural
Clase ASTM
V
IV
III
Intermédias
Rígidas
Flexíveis
II
I
D (mm)
1.000
Optimizar o processo de dimensionamento
Lisboa, 6 e 7 de Março de 2008
1.800
MATERIAIS
- Resistência
- Densidades
GEOMETRIA
- Espessuras
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SIMULAÇÃO NUMÉRICA DO ETA:
A
bn
bi
j
αi
i
Dm/2
Mchave
X2
b1
z
B
Mbase
α1
o
X1
x
y
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SIMULAÇÃO NUMÉRICA DO ETA:
BRFA COMPRESSÃO
BRFA TRACÇÃO
ARMADURA TRACÇÃO
Diagrama constitutivo del hormigón a compresión
600
90
80
400
70
200
Tensión (MPa)
60
50
0
40
-200
30
20
-400
10
0
fck 30 MPa
fck 80 MPa
0
0.5
1
1.5
2
2.5
Deformación
3
3.5
4
-600
-0.01 -0.008 -0.006 -0.004 -0.002
4.5
-3
x 10
0
0.002 0.004 0.006 0.008
Diagrama Momento-Curvatura sección transversal
5
4
3
Momento (KNm)
2
1
0
-1
-2
-3
-4
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-5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
Curvatura (1/m)
0.2
0.3
0.4
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0.01
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COMPARAÇÃO DE RESULTADOS:
CARGAS [ kN / ml ]
TUBO
1º fissura
Fissura 0.3mm
Rotura
Experimental
Modelo
Experimental
Modelo
Experimental
Modelo
1/2/3
62
63
83
86
91
93
4
158
82
190
196
281
371
5
150
80
163
159
188
177
6
67
67
88
91
100
101
7
67
67
92
93
114
114
8
58
79
79
79
277
334
Lisboa, 6 e 7 de Março de 2008
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COMPARAÇÃO DE RESULTADOS:
Lisboa, 6 e 7 de Março de 2008
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CONCLUSÕES GERAIS:
É possível produzir tubos de saneamento com BRFA
com os sistemas de fabricação standard.
O modelo de simulação do comportamento estrutural
permite aproximar de forma razoável os resultados
experimentais.
Lisboa, 6 e 7 de Março de 2008
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CONCLUSÕES GERAIS:
Clase ASTM
V
FIBRAS DE AÇO
+
ARMADURA
IV
III
II
FIBRAS
DE AÇO
ARMADURA
I
D (mm)
600
1200
É possível a substituição total de armadura passiva por fibras de aço
Pode eliminar-se a armadura exterior e reduzir a densidade de
armadura interior em substituição de fibras de aço.
Não é possível eliminar totalmente nenhuma das armaduras
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ÍNDICE DO DOCUMENTO ESCRITO
CD do Congresso
INTRODUÇÃO
ENSAIO DE TRÊS ARESTAS (ETA)
TRABALHOS EXPERIMENTAIS EM TUBOS DE SANEAMENTO
- Primeira campanha
- Segunda campanha
- Conclusões
Lisboa, 6 e 7 de Março de 2008
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ÍNDICE DO DOCUMENTO ESCRITO
CD do Congresso
MODELO NUMÉRICO PARA SIMULAÇÃO DO ETA
- Introdução
- Objectivos
- Modelo de análise seccional
- Modelo de análise estrutural
- Comparação de resultados numéricos e experimentais
CONCLUSÕES
Obrigado pela sua atenção!
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