https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/21421| File | Description | Size | Format | |
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| yanavieiramarquesoliveira.pdf | PDF/A | 9.32 MB | Adobe PDF | View/Open |
| Type: | Trabalho de Conclusão de Curso |
| Title: | Análise numérica não linear de punção em lajes lisas com armadura de cisalhamento |
| Author: | Oliveira, Yana Vieira Marques |
| First Advisor: | Palhares, Rodolfo de Azevedo |
| Referee Member: | Ribeiro, Paula de Oliveira |
| Referee Member: | Nalon, Gustavo Henrique |
| Resumo: | As lajes lisas de concreto armado são amplamente empregadas na construção civil devido às suas vantagens arquitetônicas, executivas e econômicas. Entretanto, a ligação laje-pilar é suscetível à ruptura por punção, um modo de falha frágil e relevante para a segurança estrutural. Este trabalho teve como objetivo desenvolver e calibrar, por meio do Método dos Elementos Finitos (MEF) e do software Abaqus, um modelo numérico tridimensional capaz de simular o comportamento à punção de uma laje lisa de concreto armado com armadura de cisalhamento e, a partir dessa calibração, realizar uma análise paramétrica de variáveis que influenciam a resistência à punção. Adotou-se como referência a laje experimental FS-08, com 2500 mm × 2500 mm em planta, 180 mm de espessura, pilar interno quadrado de 300 mm e estribos fechados como armadura de punção. O concreto foi representado pelo modelo Concrete Damaged Plasticity (CDP) e as armaduras por elementos de treliça. A calibração baseou-se em análises de sensibilidade quanto ao tipo de elemento finito, ao tamanho da malha, ao ângulo de dilatância, à viscosidade, à energia de fratura e aos modelos constitutivos do concreto e do aço, resultando em um modelo com elementos C3D8R, malha otimizada e ângulo de dilatância de 35°. A primeira redução de carga ocorreu em aproximadamente 590 kN, valor próximo à carga experimental de 607,8 kN, com mecanismo de ruptura compatível com a punção. A principal limitação foi a não reprodução da queda brusca de carga no trecho pós-pico, uma vez que o modelo manteve capacidade resistente residual. Em seguida, análises paramétricas avaliaram a influência da resistência à compressão do concreto (20 a 50 MPa), da altura da laje (160 a 270 mm), da taxa de armadura de flexão (diâmetros de 10 a 20 mm) e da geometria do pilar (quadrado e circular). Conclui-se que o modelo representou adequadamente o comportamento global da ligação laje-pilar até a região da ruptura, podendo ser utilizado como ferramenta complementar à investigação experimental de lajes lisas com armadura de punção. |
| Abstract: | Reinforced concrete flat slabs are widely used in civil construction due to their architectural, constructive and economic advantages. However, the slab-column connection is susceptible to punching shear failure, a brittle failure mode relevant to structural safety. This work aimed to develop and calibrate, using the Finite Element Method (FEM) and the Abaqus software, a threedimensional numerical model capable of simulating the punching behavior of a reinforced concrete flat slab with shear reinforcement and, based on this calibration, to carry out a parametric analysis of variables that influence punching resistance. The experimental slab FS-08 was adopted as reference, measuring 2500 mm × 2500 mm in plan, 180 mm thick, with an internal 300 mm square column and closed stirrups as punching reinforcement. Concrete was represented by the Concrete Damaged Plasticity (CDP) model and the reinforcement by truss elements. Calibration was based on sensitivity analyses of the finite element type, mesh size, dilation angle, viscosity, fracture energy and the constitutive models of concrete and steel, resulting in a model with C3D8R elements, optimized mesh and a 35° dilation angle. The first load reduction occurred at approximately 590 kN, close to the experimental load of 607.8 kN, with a failure mechanism consistent with punching. The main limitation was the inability to reproduce the abrupt post-peak load drop, since the model retained residual load capacity. Parametric analyses then assessed the influence of concrete compressive strength (20 to 50 MPa), slab depth (160 to 270 mm), flexural reinforcement ratio (bar diameters from 10 to 20 mm) and column geometry (square and circular). It is concluded that the model adequately represented the global behavior of the slab-column connection up to the failure region and can be used as a complementary tool to the experimental investigation of flat slabs with punching reinforcement. |
| Keywords: | Punção Modelagem numérica Lajes lisas Armadura de punção Abaqus MEF Punching shear Numerical modeling Flat slabs Shear reinforcement Abaqus MEF |
| CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
| Language: | por |
| Country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
| Institution Initials: | UFJF |
| Department: | Faculdade de Engenharia |
| Access Type: | Acesso Aberto Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil |
| Creative Commons License: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
| URI: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/21421 |
| Issue Date: | 9-Jul-2026 |
| Appears in Collections: | Engenharia Civil - TCC Graduação |
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