NUMERICAL MODEL FOR ANALYSIS OF REINFORCED CONCRETE BEAMS UNDER REPEATED CYCLIC LOADS

Resumen

This paper deals with the application of a numerical model for the simulation of the behavior of reinforced concrete beams submitted to cyclic repeated actions in service state. The model is based on existing models of technical literature for monotonic and reverse cyclic actions of high magnitude known as lumped dissipation models. An improved formulation is proposed for the limit function that controls the damage increase due to the loading cycles, adapting the model for the case of cyclic repeated loads. The efficiency of the formulation is evaluated through the comparison with experimental results from twelve reinforced concrete beams subjected to repeated loads and with the results obtained from the expression proposed by CEB-FIP Model Code 1990, which provides the increasing of the maximum deflection as a function of the number of applied cycles. Such comparisons have showed a good potential of the proposed numerical model in the prediction of the increase of deflections of reinforced concrete beams subjected to cyclic loads in service. KEYWORDS: cyclic loads, lumped damage mechanics, stiffness loss, reinforced concrete structures. MODELO NUMÉRICO PARA ANÁLISE DE VIGAS DE CONCRETO ARMADO SOB CARGAS CÃCLICAS REPETIDAS RESUMO Este trabalho trata da aplicação de um modelo numérico para a simulação do comportamento de vigas de concreto armado submetidas a ações cíclicas repetidas em regime de serviço. O modelo apresentado baseia-se em modelos existentes da bibliografia especializada aplicáveis para ações monotônicas e cíclicas alternadas de elevada intensidade, sendo tais conhecidos como modelos de dissipação concentrada. Uma formulação aprimorada é proposta para a função limite que controla a evolução do dano decorrente dos ciclos de carregamento, adaptando o modelo para o caso de cargas cíclicas repetidas. A eficiência da formulação é avaliada por meio de comparações com resultados experimentais de doze vigas de concreto armado submetidas a cargas cíclicas repetidas e com resultados obtidos a partir da expressão do CEB-FIP Model Code, a qual fornece o acréscimo de flecha em função do número de ciclos aplicados. Tais comparações mostraram o bom potencial do modelo numérico proposto na avaliação do aumento de flechas de vigas de concreto armado submetidas a cargas cíclicas em serviço. PALAVRAS-CHAVE: cargas cíclicas, mecânica do dano concentrado, perda de rigidez, estruturas de concreto armado.