Estudo da distribuição do reforço de lajes de concreto armado com fibras de carbono, usando otimização topológica / Study of the distribution of the reinforcement in reinforced concrete slabs with carbon fibers, using topology optimization

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2010

RESUMO

O objetivo deste trabalho é estudar a distribuição do reforço externo de lajes de concreto armado, utilizando Polímeros Reforçados por Fibras de Carbono (PRFC), através de simulações numéricas e otimização topológica. A otimização topológica entra como uma ferramenta para a determinação da distribuição ótima do reforço. Devido à alta relação resistência/peso específico dos PRFC, pode-se aumentar a resistência e a rigidez de elementos estruturais sem aumento significativo do peso. As simulações foram feitas através do Método dos Elementos Finitos. Diversas configurações geométricas, de contorno e de carregamento foram analisadas. A fissuração do concreto foi considerada nas análises, pois tem influência no comportamento estrutural da laje. Para alguns casos de lajes, o reforço foi dimensionado no Estado Limite Último, permitindo a comparação da técnica convencional de reforço com aquela gerada pela otimização topológica. Foram verificados os ganhos em termos de rigidez e de resistência das peças reforçadas. A comparação com o método convencional mostrou que o uso da otimização topológica pode levar a uma economia de material de reforço, com o mesmo desempenho estrutural.

ASSUNTO(S)

reforço estrutural lajes de concreto materiais compostos fibras de carbono otimização topológica engenharia civil método dos elementos finitos otimização matemática structural reinforcement concrete slabs composite materials carbon fibers topology optimization

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