Coleções gerais
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Browsing Coleções gerais by Author "Almeida, João P."
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- Avaliação de Modelos Numéricos com Elementos de Fibra Recorrendo a Ensaios em Mesa SísmicaPublication . Sousa, Romain; Correia, António A.; Almeida, João P.; Pinho, RuiO comportamento sísmico de estruturas de betão armado envolve uma série de fenómenos físicos que, em última análise, são impossíveis de modelar exaustivamente. No presente estudo, a resposta de três estruturas porticadas submetidas a ensaios dinâmicos em mesas sísmicas foi comparada com resultados de análises numéricas considerando diferentes opções de modelação. A interpretação dos resultados associados a cada um dos modelos considerados permite avaliar a importância relativa de cada solução, bem como fornecer indicações relativas ao desenvolvimento de simulações numéricas optimizadas. As conclusões fornecem indicações para engenheiros e investigadores desenvolverem análises não-lineares mais fiáveis com elementos de fibra.
- Blind Prediction Tests as a Benchmark to Improve the Seismic Response of Fibre ModelsPublication . Sousa, Romain; Correia, António A.; Almeida, João P.; Pinho, RuiThe seismic behaviour of reinforced concrete framed structures involves a number of nonlinear material and geometrical phenomena that are impossible to model exhaustively in a single model. Furthermore, past studies showed that the most correct modelling options from the scientific viewpoint are sometimes challenged by experimental results. Over the years, attempts have been made to identify and measure the importance of different modelling options. This work intends to consolidate some of these findings and further extend them in order to progressively bridge the gap between solidly established theoretical principles and shaking table test results. The response of three different structures used in international blind prediction test challenges serves as benchmark to assess the goodness-of-fit of alternative numerical solutions. The interpretation of the results highlights the sensitivity of the response with respect to the modelling choices and provides indications towards the development of optimized numerical analyses.
- A Fibre-Based Frame Element with Explicit Consideration of Bond-Slip EffectsPublication . Sousa, Romain; Correia, António A.; Almeida, João P.; Pinho, RuiReinforced concrete (RC) frames subjected to seismic loading often depict localized member-end deformations due to strain penetration effects between adjacent members, such as beam-column and column-footing joints. Past experimental programs indicate that the bond-slip deformations occurring at the interface between the reinforcement and the surrounding concrete can contribute up to 40% of the lateral deformation of the RC members. The employment of advanced bond-slip models within detailed finite element formulations, capable of simulating continuous domains with highly discretized meshes, has witnessed great advances over the recent years with encouraging results. Nonetheless, this modelling approach is computationally heavy and hence inapplicable for practical seismic (nonlinear) analysis of structures. Alternatively, the use of beam-column elements with lumped or distributed plasticity is a more computationally efficient and engineering-friendly modelling approach. Unfortunately, the elements of this type available in conventional numerical packages did not yet consider an explicit simulation of the interface between the reinforcing bars and the surrounding concrete along their embedment length. The present study aimed at overcoming the foregoing limitation by developing an explicit bond-slip model applicable to general fibre-based beam-column elements. Using a state-of-the-art bond-slip constitutive model, the current paper introduces a zero-length element that computes the localized member-end deformations accounting for the bond-slip response at each reinforcing bar of a given RC section. Along with the material properties and anchorage conditions, the proposed nonlinear model also accounts for cyclic degradation and rebar yielding effects. Validation studies conducted with the proposed numerical formulation reveal a good agreement with past experimental tests, evidencing an important stability and accuracy at the expense of an acceptable additional computational effort.
- Modelação numérica do escorregamento de armaduras em elementos de betão armadoPublication . Sousa, Romain; Correia, António A.; Almeida, João P.; Pinho, RuiEstruturas porticadas de betão armado (BA) sujeitas à ação sísmica apresentam frequentemente deformações localizadas nas extremidades dos seus elementos devidas ao escorregamento das armaduras em relação ao betão, nomeadamente ao longo do seu comprimento de amarração. Apesar de as mesmas poderem representar 40% da deformação lateral total de elementos em BA, a modelação numérica deste comportamento apresenta ainda diversas limitações. O presente artigo introduz uma estratégia de simulação onde, pela primeira vez, um modelo explícito para o escorregamento de armaduras é associado a um elemento de viga, com discretização seccional por fibras, através de um elemento de ligação com comprimento nulo. O elemento proposto adota uma sofisticada relação constitutiva de aderência, representando os efeitos da degradação cíclica ou da cedência das armaduras, entre outros. O modelo é validado através da comparação entre resultados numéricos e experimentais, demonstrando uma eficiência, precisão e estabilidade numérica assinaláveis.
- Shake Table Blind Prediction Tests: Contributions for Improved Fiber-based Frame ModellingPublication . Sousa, Romain; Almeida, João P.; Correia, António A.; Pinho, RuiDistributed plasticity Euler-Bernoulli fiber beams are regularly used by researchers and practitioners to simulate the nonlinear seismic response of reinforced concrete framed structures. This study presents a sensitivity analysis, combining newly proposed and existing goodness-of-fit measures, to identify commonly used engineering modeling options that most critically influence the response accuracy. The dynamic behavior of three distinct structures tested in international blind prediction challenges is considered. Sensitivity parameters include equivalent viscous damping, element formulation, strain penetration effects, and material models. The results are critically discussed in light of theoretical shortcomings of the model assumptions.
- Simulação Numérica da Resposta de Pórticos em Betão Armado com Consideração Explícita do Escorregamento das ArmadurasPublication . Sousa, Romain; Correia, António A.; Almeida, João P.; Pinho, RuiAs estruturas porticadas de betão armado (BA) sujeitas à ação sísmica apresentam frequentemente deformações localizadas nas extremidades dos seus elementos, nomeadamente nas ligações viga-pilar e pilar-fundação. Estas deformações ocorrem devido à degradação da aderência aço-betão, dando origem ao escorregamento das armaduras ao longo do seu comprimento de amarração. Estudos experimentais realizados no passado demonstraram que este efeito pode corresponder a cerca de 40% da deformação lateral de elementos em BA. Apesar da reconhecida importância deste efeito, a maioria dos modelos numéricos correspondentes apresentam diversas limitações. Por um lado, a utilização de modelos tridimensionais refinados é computacionalmente ineficiente, sendo apenas aplicável em estudos muito específicos. Por outro lado, a adoção de elementos de viga com plasticidade concentrada ou distribuída, correspondendo a uma modelação mais eficiente para estruturas porticadas de BA, tende a incorporar os efeitos do escorregamento de armaduras através de formulações demasiado simplificadas, baseadas em relações (essencialmente) empíricas. O presente artigo introduz uma nova estratégia de simulação que tenta combinar as vantagens das duas abordagens acima mencionadas. Pela primeira vez, um modelo explícito para o escorregamento de armaduras é aliado a um elemento de viga, com discretização seccional por fibras, através de um elemento de ligação com comprimento nulo (“zero-length”). O elemento proposto faz uso de um modelo constitutivo de aderência sofisticado e capaz de representar diferentes efeitos, tais como: a degradação cíclica, a cedência das armaduras e o nível de confinamento, entre outros.