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https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/12284
Tipo: | Trabalho de Conclusão de Curso |
Título: | Avaliação da rigidez do concreto com smartphones: Validação de um método não destrutivo por vibração transversal |
Autor(es): | MATHEUS PEREIRA LIMA |
Primeiro orientador: | ANDRES BATISTA CHEUNG |
Resumo: | A determinação precisa do módulo de elasticidade (E_c) do concreto é crucial para a engenharia de estruturas, porém os métodos de ensaios padronizados são dispendiosos e restritos a ambientes laboratoriais. Este artigo propõe e valida uma metodologia não destrutiva e de baixo custo para a aferição do módulo de elasticidade dinâmico transversal (E_(cd,vt)) de uma viga de concreto armado, utilizando o acelerômetro de um smartphone. O método consiste em obter a frequência natural fundamental da viga por meio da análise de sua resposta à vibração livre, empregando a Transformada Rápida de Fourier (FFT), e, a partir dela, calcular o (E_(cd,vt)). Para a validação, os resultados foram comparados com o módulo estático (E_ce), determinado em corpos de provas cilíndricos sob compressão uniaxial, em idades de 3, 7, 14 e 28 dias. Embora tenha sido notada uma divergência nas magnitudes absolutas dos módulos, atribuída à diferença nos estados de tensão dos ensaios, a análise de regressão linear revelou uma correlação estatisticamente robusta entre os dois métodos, com um coeficiente de determinação (R²) de 0,997. Esse elevado grau de correlação permitiu o desenvolvimento de uma equação de calibração empírica que válida a abordagem proposta como uma ferramenta prática e confiável para a caracterização expedita da rigidez do concreto. A metodologia demonstra o potencial de dispositivos móveis para o controle de qualidade do concreto em canteiros de obras, alinhando a pesquisa acadêmica com as necessidades da indústria da construção. |
Abstract: | ABSTRACT The accurate determination of the modulus of elasticity (E_c) of concrete is crucial for structural engineering, however standardized testing methods are dispendious and restricted to laboratory environments. This paper proposes and validates a non-destructive and low-cost methodology for the assessment of the dynamic transverse modulus of elasticity (E_(cd,vt)). of a reinforced concrete beam, utilizing a smartphone's accelerometer. The method consists of obtaining the beam's fundamental natural frequency by analyzing its free vibration response, employing the Fast Fourier Transform (FFT), and subsequently calculating the (E_(cd,vt)). For validation, the results were compared with the static modulus of elasticity (E_ce), determined from uniaxial compression tests on cylindrical specimens at ages of 3, 7, 14, and 28 days. Although a divergence in the absolute magnitudes of the moduli was noted, attributed to the different stress states of the tests, the linear regression analysis revealed a statistically robust correlation between the two methods, with a coefficient of determination (R²) of 0,997. This high degree of correlation allowed for the development of an empirical calibration equation and validates the proposed approach as a practical and reliable tool for the expeditious characterization of concrete stiffness. The methodology demonstrates the potential of mobile devices for the quality control of concrete on construction sites, aligning academic research with the needs of the construction industry. |
Palavras-chave: | Módulo de elasticidade Vibração transversal Smartphone Concreto armado Ensaios não destrutivos (END) Acelerômetro Frequência natural Transformada Rápida de Fourier (FFT) Módulo de elasticidade dinâmico Correlação estatística. |
País: | |
Editor: | Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul |
Sigla da Instituição: | UFMS |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/12284 |
Data do documento: | 2025 |
Aparece nas coleções: | Engenharia Civil - Bacharelado (FAENG) |
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