Análise termo-visco-plástica de estruturas de betão pelo método dos elementos finitos

Abstract

Analisam-se dois modelos de análise não linear de estruturas planas, o modelo elasto-plástico e o modelo elasto-visco-plástico, formulados da forma mais geral com uma lei de plasticidade não associada. O sistema de equações resultante da formulação por Elementos Finitos pode ser não simétrico, desenvolvendo-se em ambos os casos métodos para a sua simetrização. Aplica-se o modelo elasto-visco-plástico ao estudo do comportamento do betão, associando-lhe um método de resolução do problema térmico em regime transitório, incluindo a geração de calor devida à hidratação e com a possiblilidade das propriedades térmicas serem função da temperatura. Abordam-se os modelos previsíveis para o comportamento reológico do betão com base na bibliografia e códigos existentes, optando-se, neste trabalho, pela utilização dos modelos compostos por elementos de Kelvin e de Maxwell. A aproximação das funções de fluência e de relaxamento por séries de Dirichlet conduz respectivamente às cadeias de kelvin e de Maxwell e pode ser aplicada a qualquer tipo de função. Estes modelos apresentam variação das suas propriedades elásticas ao longo do tempo, aproximando por isso o envelhecimento do betão. Utilizando-se conjuntamente com o algoritmo de resolução do problema térmico fazendo-se uma análise termo-visco-elástica de estruturas de betão. Este modelo é aplicado no estudo da barragem do Alto Rabagão durante um périodo de cinco anos. A temperatura altera as deformações de fluência do betão, introduzindo-se também os seus efeitos no modelo Maxwell.