Modelling the SFRC flexural behavior using a stress-strain relationship

No presente trabalho foi desenvolvida uma estratégia numérica de forma a avaliar a possibilidade de ser definida uma lei tensão-extensão capaz de simular o comportamento fendilhado do betão de custo competitivo reforçado com fibras de aço (BRFA) concebido no âmbito de um projecto de investigação. Essa estratégia englobou dois modelos de complexidade distinta. O primeiro, designado por modelo de secção, foi utilizado para, com recurso a análise inversa e utilizando respostas força-flecha registadas em ensaios experimentais, se determinarem os parâmetros que definem uma lei trilinear tensão-extensão capaz de reproduzir as respostas experimentais com o rigor desejado. De seguida, esta lei foi utilizada para definir o modo I de fractura da lei constitutiva da fenda, no âmbito de um código computacional de análise não linear material de estruturas submetidas a estado plano de tensão, suportado no método dos elementos finitos, onde o processo de fendilhação é simulado por um modelo de fendilhação distribuída. Da aplicação dos dois modelos constatou-se que o modelo de secção não permite definir a lei tensão-extensão pós pico (lei de amolecimento) com o rigor necessário. Enquadrado numa análise inversa, o modelo baseado no MEF foi de seguida utilizado para se determinar a lei de amolecimento do BRFA, tendo-se constatado que essa lei não pode ser explicitada unicamente em função do conceito de resistência equivalente, tal como sugere o RILEM TC 162-TDF.To assess the post-cracking stress-strain relationship for a developed cost competitive steel fibre reinforced concrete (SFRC), a numerical strategy involving two numerical models of distinct complexity was carried out. Inserted into an inverse analysis framework, a cross-sectional-layer-model (CSLM) was used to evaluate the post-cracking stress-strain relationship able of reproducing, with the desired accuracy, the force-deflection relationship recorded in three-point bending tests carried out according to the RILEM TC 162-TDF recommendations. This relationship was used as the strain softening law of the fracture mode I crack constitutive law of a smeared crack model based on the strain decomposition concept, under the framework of the finite element method (FEM). Applying this model it was verified that the CSLM couldn't define a strain softening law able of simulating, with the necessary accuracy, the fracture mode I of the SFRC. Using an inverse analysis and the FEM model, the softening law for the SFRC analysed was evaluated. From the values obtained for the definition of this law it was concluded that this law cannot be exclusively dependent on the concept of equivalent flexural tensile strength, as RILEM TC 162-TDF recommends