Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://hdl.handle.net/11422/23183
Tipo: Tese
Título: Experimentally based mechanical model of sandwich pipes with a strain-hardening cementitious composite core
Autor(es)/Inventor(es): Cheng, Huarong
Orientador: Estefen, Segen Farid
Coorientador: Pinheiro, Bianca de Carvalho
Resumo: A tese visa construir um modelo mecânico completo para os Dutos Sanduíche (SPs), o qual consiste, principalmente, do modelo plástico de danos no concreto (CDP) para o anular do SHCC e o modelo real de comportamento intercamada. A tese propõe um modelo particular CDP para o anular SHCC em três partes. Para a evolução do dano, dois modelos de variáveis do dano, sob tração e compressão, são propostos baseados nos dados experimentais uniaxiais disponíveis e na teoria da energia da fratura. Para o critério de escoamento, os parâmetros para o modelo de Lubliner são fornecidos de acordo com os dados experimentais dos testes compressivos uniaxiais e biaxiais. Para a regra de escoamento plástico, o angulo de dilatação do concreto é deduzido de testes compressivos triaxiais combinados com a regra de escoamento plástico de Drucker-Prager. Posteriormente, a tese analisa o real comportamento entre camadas, utilizando os testes de deslizamento entre camadas (push-out) e de tensão residual (self-stress), e um modelo numérico do deslizamento (camada bond-slip) é proposto. O modelo de elementos finitos do comportamento entre camadas é modelado em três partes: modelo coesivo de base superficial para o comportamento camadas interligadas e livres, modelo de fricção de Coulomb para o comportamento de fricção na direção tangencial, e o modelo de contato da pressão de fechamento na direção normal. Finalmente, para verificar o modelo completo dos SPs, os resultados das simulações numéricas de colapso e flexão são correlacionados a testes experimentais em escala real, apresentando boa concordância. Um estudo paramétrico foi então realizado para investigar a influência de parâmetros geométricos e ovalização inicial na resistência última à flexão.
Resumo: The thesis aims to build a comprehensive mechanical model for Sandwich pipes (SPs), which mainly consists of the concrete damage plasticity (CDP) model for the SHCC core and the actual interlayer behavior model. The thesis proposes a particular CDP model for the SHCC core based both on experimental data and on the continuum damage mechanics (CDM) theory. The fundamentals of the CDP model can be divided into three major issues, namely, damage evolution, yield criterion, and plastic flow rule. For the damage evolution, two models of damage variables, under tension and compression, respectively are built based on uniaxial experimental data available and the fracture energy theory. For the yield criterion, the parameters for the Lubliner model are fitted according to available experimental data from uniaxial and biaxial compressive tests. For the plastic flow rule, the dilation angle is deduced from the results of triaxial compressive tests combined with the Drucker-Prager type plastic flow rule. Then, the thesis investigates the actual interlayers behavior through push-out and self-stress tests, and a bond-slip layer numerical model is proposed. The finite element model of the actual interlayer behavior is modeled in three parts as the surface-based cohesive model for the bond-debonded behavior, the Coulomb friction model for the frictional behavior in the tangential direction, and the pressure over closure contact model in the normal direction. Finally, to verify the whole mechanical model of SPs, the results from collapse and bending numerical simulations are correlated to full-scale tests, presenting good agreement. A parametric study is then performed to investigate the influence of geometric parameters and initial ovality on the ultimate bending strength.
Palavras-chave: Modelo mecânico
Tubos sanduíche
Compósito cimentício de endurecimento
Assunto CNPq: Engenharia Oceânica
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica
Unidade produtora: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Editora: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Data de publicação: Dez-2020
País de publicação: Brasil
Idioma da publicação: eng
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:Engenharia Oceânica

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