CONTRIBUIÇÃO AO DIMENSIONAMENTO DE PÓRTICOS DE CONCRETO REFORÇADO COM FIBRAS DE AÇO A PARTIR DE ANÁLISE NUMÉRICA
concreto reforçado com fibras de aço; dimensionamento; pórtico; modelagem numérica; método dos elementos finitos.
As fibras são conhecidas por melhorarem o desempenho do concreto no comportamento pós-
fissuração, particularmente em termos de propriedades mecânicas, como resistência à tração,
capacidade à flexão e tenacidade. O efeito de ponte de transferência de tensões das fibras de
aço e o confinamento provocado por elas, alteram a redistribuição de momentos nos pórticos.
Nesse contexto, este trabalho objetiva contribuir com o dimensionamento de pórticos de
concreto reforçado com fibras de aço (CRFA) a partir de análise numérica, por meio da
aplicação da ABNT NBR 16935 (2021). A representação do modelo constitutivo do CRFA é
feita por meio do modelo de dano plástico Concrete Damaged Plasticity (CDP), um modelo
que é capaz de reproduzir o comportamento não linear do compósito. Para garantir a
aplicabilidade do modelo, realiza-se uma validação numérica, reproduzindo no ABAQUS os
ensaios de vigas e pórticos testados experimentalmente. Inicialmente, a validação numérica
foi realizada a partir da simulação das vigas de CRFA testadas experimentalmente por
Conforti et al. (2018) e Buttignol et al. (2017). Em seguida, foi realizada a simulação dos
pórticos de concreto armado testados experimentalmente por Cranston (1965) e por Li et al.
(2022). Posteriormente, os mesmos pórticos foram analisados com a adição de fibras de aço.
Por fim, foram analisados numericamente pilares de concreto armado e de CRFA submetidos
à compressão centrada e compressão excêntrica. De modo geral, os resultados numéricos
indicam uma boa correlação com os resultados experimentais, validando a metodologia
proposta neste trabalho. Nos pórticos de CRFA, as fibras de aço aumentaram a rigidez da
ligação viga-pilar, o que levou a uma mudança na redistribuição de momentos. Os nós de
pórtico de CRFA passaram a resistir a um momento fletor maior, e com uma rotação menor,
em comparação com o pórtico de concreto armado. A adição das fibras de aço também
permitiu a redução da armadura longitudinal da viga e melhorou o desempenho do pilar,
principalmente em relação aos esforços de tração. No entanto, a adição das fibras não resultou
em aumento da capacidade de carga e ductilidade dos pilares. Já em relação ao
comportamento ao cisalhamento das vigas, para os dois volumes de fibras estudados, foi
confirmada a possibilidade de substituição parcial ou integral da armadura transversal.
Também foi evidenciada a importância do uso de uma armadura mínima de flexão nas vigas
de CRFA, apesar da ABNT NBR 16935 (2021) permitir a substituição total da armadura
convencional.