Confiabilidade estrutural e simulação numérica de vigas de Madeira Lamelada Colada (MLC) reforçadas com fibra sintética
DOI:
https://doi.org/10.18265/1517-0306a2021id5799Palavras-chave:
Madeira lamelada colada, Reforço estrutural, Elementos finitos, Confiabilidade estruturalResumo
As vigas de Madeira Lamelada Colada (MLC) têm sido amplamente empregadas em estruturas que exigem o uso de vãos e formas não convencionais. Em casos que são requeridos elementos estruturais com maior resistência e/ou rigidez, o uso de reforço estrutural pode ser necessário para que os elementos atendam aos requisitos de projeto. Entretanto, as normas brasileiras não contemplam um método para análise e dimensionamento de elementos de madeira reforçados por fibras. Nesse sentido, este trabalho visa avaliar a confiabilidade estrutural do dimensionamento de vigas de MLC da espécie Pinus taeda reforçadas com fibras de Vectran® via método dos elementos finitos. Simulações numéricas foram realizadas através do software ANSYS®, tendo como parâmetros de resistência e rigidez para a viga aqueles estabelecidos pela norma brasileira de estruturas de madeira e a teoria dos volumes para estimar os parâmetros físico-mecânicos para reforço com fibras. A probabilidade de falha do dimensionamento foi aplicando a simulação de Monte Carlo por meio de um programa implementado em linguagem Matlab®. A variação das propriedades mecânicas da madeira, adesivo e fibra foi considerada nessa simulação, bem como as correlações de Pearson entre elas. Constatou-se que a aplicação do reforço melhorou as capacidades de resistência nos estados limites últimos e de serviço. Além disso, os carregamentos médios limites produzidos pelos modelos normativos demonstraram-se mais conservadores quanto ao estado limite último, comparado ao método probabilístico.
Downloads
Referências
ALMEIDA, A. F. Projeto ótimo baseado em confiabilidade de pórticos planos de concreto armado. 2008. Tese (Doutorado) – Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2008.
ABNT. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, Rio de Janeiro. NBR 7190 - Projeto de estruturas de madeira. Rio de Janeiro, 1997.
BARBOSA, A. H.; FREITAS, M. S. da R.; NEVES, F. A. Confiabilidade estrutural utilizando o método de Monte Carlo e redes neurais. Revista Escola de Minas, v. 58, n. 3, p. 247–255, set. 2005.
BECT, J. et al. On the quantification of discretization uncertainty: comparison of two paradigms. In: WORLD CONGRESS ON COMPUTATIONAL MECHANICS, 14., 2021, Paris. Proceedings... Paris: IACM, 2021.
BERTOLINE, C. A. A. et al. Analysis of fiber reinforced laminated timber beams. Key Engineering Materials, v. 668, p. 100–109, 2016.
DEFILTRO, V. F.; GOMES, W. J. S. Análise de Confiabilidade Estrutural de Problemas Baseados na Mecânica dos Sólidos. Revista Eletrônica de Engenharia Civil, v. 12, n. 2, 4 jul. 2016.
DONADON, B. F. et al. Experimental investigation of glued-laminated timber beams with Vectran-FRP reinforcement. Engineering Structures, v. 202, p. 109818, jan. 2020.
FIORELLI, J.; DIAS, A. A. Glulam beams reinforced with FRP externally-bonded: theoretical and experimental evaluation. Materials and Structures, v. 44, p. 1431–1440, 2011.
GLIŠOVI?, I. et al. Numerical Analysis of Glulam Beams Reinforced with CFRP plates. Journal of Civil Engineering and Management, v. 23, n. 7, p. 868–879, 2017.
HERNANDEZ, R. et al. Strength and stiffness of reinforced Yellow-Poplar glued-laminated beams. Madison: Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory, 1997.
LEGCHENKO, A. et al. Joint use of singular value decomposition and Monte-Carlo simulation for estimating uncertainty in surface NMR inversion. Journal of Applied Geophysics, v. 144, p. 28–36, set. 2017.
MASCIA, N. T. et al. Numerical analysis of glued laminated timber beams reinforced by Vectran fibers. Ambiente Construído, v. 18, n. 3, p. 359–373, set. 2018.
MASCIA, N. T.; DONADON, B. F.; VILELA, R. Glued laminated timber beams reinforced with sisal fibres. International Journal of Structural and Civil Engineering Research, v. 8, p. 390-397, 2019.
NOWAK, A. S.; COLLINS, K. R. Reability of structures. Boston: McGraw-Hill, 2000.
RAFTERY, G. M.; HARTE, A. M. Low-grade glued laminated timber reinforced with FRP plate. Composites Part B Engineering, v. 42, n. 4, p. 724-735, 2011.
RIBEIRO, A. B.; MASCIA, N. T. Numerical and experimental study of shear stress behavior of NBR and ASTM standard test specimens for FRP-wood bonds. Composite Structures, v. 224, p. 111066, set. 2019.
SOLAROV, R.; GLISIC, M. Glulam beams reinforced with FRP strips and their application in architecture. Spatium, n. 32, p. 1-6, 2014.
SOUKHER, N. et al. Monte Carlo simulations in the case of several risk factors: Cholesky decomposition and copulas. International Journal of Computer Science Issues, v. 11, n. 2, p. 233-237, 2014.
VILELA, R. Desempenho estrutural de placas de cross laminated timber submetidas à flexão. 2020. Dissertação (Mestrado) – Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2020.
VILELA, R.; MASCIA, N. T.; DONADON, B. F. Avaliação numérica e experimental de vigas de madeira lamelada colada reforçada com fibras de vectran. In: CONGRESO LATINOAMERICANO DE ESTRUCTURAS DE MADERAS, 4., 2019, Montevideo. Anais... Montevideo: Universidad de la Republica Uruguay, 2019.
Downloads
Publicado
Edição
Seção
Licença
• O(s) autor(es) autoriza(m) a publicação do artigo na revista;
• O(s) autor(es) garante(m) que a contribuição é original e inédita e que não está em processo de avaliação em outra(s) revista(s), nem esteja publicado em anais de congressos e/ou portais institucionais;
• A revista não se responsabiliza pelas opiniões, ideias e conceitos emitidos nos textos, por serem de inteira responsabilidade de seu(s) autor(es). Opiniões e perspectivas expressas no texto, assim como a precisão e a procedência das citações, são de responsabilidade exclusiva do(s) autor(es), e contribuem para a promoção dos:
- Princípios FAIR (Findable, Accessible, Interoperable, and Reusable – localizável, acessível, interoperável e reutilizável);
- Princípios DEIA (diversidade, equidade, inclusão e acessibilidade).
• É reservado aos editores o direito de proceder ajustes textuais e de adequação do artigos às normas da publicação.
Responsabilidades dos autores e transferência de direitos autorais
Os autores devem declarar a originalidade do estudo, bem como o fato de que este não foi publicado anteriormente ou está sendo considerado para publicação em outro meio, como periódicos, anais de eventos ou livros. Ao autorizarem a publicação do artigo na Revista Principia, os autores devem também responsabilizar-se pelo conteúdo do manuscrito, cujos direitos autorais, em caso de aprovação, passarão a ser propriedade exclusiva da revista. A Declaração de Responsabilidades dos Autores e Transferência de Direitos Autorais deverá ser assinada por todos os autores e anexada ao sistema como documento suplementar durante o processo de submissão. Clique no link abaixo para fazer o download do modelo.
Esta revista, seguindo as recomendações do movimento de Acesso Aberto, proporciona seu conteúdo em Full Open Access. Assim os autores conservam todos seus direitos permitindo que a Revista Principia possa publicar seus artigos e disponibilizar pra toda a comunidade.
A Revista Principia adota a licença Creative Commons 4.0 do tipo atribuição (CC-BY). Esta licença permite que outros distribuam, remixem, adaptem e criem a partir do seu trabalho, inclusive para fins comerciais, desde que lhe atribuam o devido crédito pela criação original.
Os autores estão autorizados a enviar a versão do artigo publicado nesta revista em repositório institucionais, com reconhecimento de autoria e publicação inicial na Revista Principia.
