In this paper, concrete cracking is investigated in dynamics through finite element modeling. A probabilistic semi-explicit model, previously developed and validated for static loading, is extended for dynamic loading. The model in statics is based on two material mechanical parameters: the tensile strength and the critical strain-energy release rate in mode I, , of the Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM) theory. Concerning the dynamic aspects of the model, the tensile strength rate effect is modeled by an empirical dynamic-to-static strength ratio (Dynamic Increase Factor—DIF) and a similar formulation is proposed for . The structural rate effect is naturally captured when mass and damping are included in the equation of motion. For static and dynamic loading, only macroscopic crack propagation is considered. Some numerical simulations in statics and dynamics are presented in the present paper. The main results related to this work can be summarized as follows: the dispersion of the numerical results related to the load–displacement curves decreases with the loading rate. The crack pattern considerably changes with loading rate (numerically and experimentally); the agreement between the experimental and numerical results (load–displacement curves and crack pattern) indicates the model is promising for engineering applications.
1 December 2019 in Revista de Engenharia Civil IMED
Construções leves em aço são frequentemente utilizadas como uma solução estrutural apropriada permitindo redução do custo da supra e infraestrutura. Nesse contexto, empregam-se Perfis Formados a Frio (PFF) e que, sendo elementos estruturais esbeltos, tornam-se propícios a condições de flambagem. Assim, este estudo desenvolve uma solução de telha autoportante em PFF do tipo viga-calha que apresente o melhor rendimento tanto à flexão (provocada pela ação do vento) quanto à cobertura obtida. Para a análise de estabilidade, utilizou-se o software CUFSM (Constrained and Unconstrained Finite Strip Method) baseado no Método das Faixas Finitas. Além disso, usou-se o Método da Resistência Direta para a determinação da resistência à flexão de projeto. Logo, este artigo apresenta seis análises numéricas a fim de propor um modelo que apresente a melhor relação entre Momento Resistente Efetivo e taxa de cobertura. Finalmente, sugere-se uma solução de telha do tipo viga-calha autoportante que se mostre eficiente na flexão sob vento de sucção e apresente uma taxa de cobertura satisfatória.