An efficient mechanical-probabilistic approach for the collapse modelling of RC structures

AUTOR(ES)
FONTE

Rev. IBRACON Estrut. Mater.

DATA DE PUBLICAÇÃO

20/05/2019

RESUMO

Resumo As estruturas em concreto armado são largamente utilizadas ao redor do mundo. Entretanto, a modelagem de seu complexo comportamento mecânico por formulações numéricas eficientes tem sido marginalmente apresentada na literatura. As formulações eficientes possibilitam a precisa e realista representação dos fenômenos mecânicos envolvidos e são computacionalmente eficientes para a análise de estruturas complexas. Nesse estudo, uma versão aprimorada do modelo de dano concentrado é acoplada ao método de simulação de Monte Carlo para a representação do comportamento mecano-probabilístico de estruturas em concreto armado. Nesse modelo, a fissuração do concreto e o escoamento da armadura são representados com precisão. Além disso, essa formulação de dano possibilita a modelagem precisa de complexos cenários de falha, os quais são baseados na variável de dano. Não obstante, esse modelo acoplado possibilita a determinação da modelagem do colapso levando em consideração as incertezas, a qual é a principal contribuição desse estudo. Uma viga simplesmente apoiada e um pórtico bidimensional, ambos em concreto armado, são analisados no contexto probabilístico. Resultados realistas são obtidos para a determinação do caminho de falha mais provável, assim como para suas alterações em função das condições de carregamento e incertezas associadas às propriedades materiais.Abstract The reinforced concrete (RC) structures are widely utilized around the world. However, the modelling of its complex mechanical behaviour by efficient numerical approaches has been presented marginally in the literature. The efficient approaches enable the accurate and the realistic representation of the mechanical phenomena involved and are computationally efficient for analysing complex structures. In the present study, the improved version of the lumped damage model is coupled to the Monte Carlo simulation method to represent the mechanical-probabilistic behaviour of RC structures. In such model, the concrete cracking and reinforcements’ yield are represented accurately. Moreover, this damage approach enables the accurate modelling of failure scenarios, which are based on the damage variable. Furthermore, this coupled model enables the determination of the collapse modelling accounting for uncertainties, which is the main contribution of the present study. One simple supported RC beam and one 2D RC frame are analysed in the probabilistic context. The accurate results are obtained for the probabilistic collapse path as well as its changes as a function of the loading conditions and material properties uncertainties.

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