O trabalho consiste no estudo e aplicação de um modelo constitutivo não-linear, baseado na Mecânica do Dano, para analise do comportamento de elementos estruturais em concreto. O modelo de dano isótropo adotado é analisado em todos os seus aspectos fundamentais, destacando-se suas hipóteses básicas, o critério de início de propagação de dado, a lei de evolução da variável escalar representativa do processo de deterioração e a correspondência entre cada parâmetro do modelo e o desenvolvimento da curva tensão-deformação uniaxial do material. A identificação dos parâmetros do modelo, e a determinação das propriedades do concreto, é realizada com base em testes de compressão uniaxial, além dos extensômetros externos usa-se um outro no interior do corpo de prova para melhor descrição do comportamento “pós-pico” da curva tensão-deformação. Quanto à implementação numérica do modelo matemático, segundo a técnica dos elementos finitos, destaca-se o uso e elementos isoparamétricos degenerados para o estudo tridimensional. Os resultados numéricos (análise bidimensional e tridimensional) fornecidos pelo modelo de dano são confrontados com os experimentais de vigas em concreto armado (bi apoiadas e com diferentes taxas de armadura).

This work comprises the studies and application of a non-linear constitutive model based on Continuum Damage Mechanics for analyzing the behavior of concrete structural elements. The isotropic damage model adopted is analyzed in all of its fundamental aspects, emphasizing the basic hypothesis, the damage threshold, the law of evolution of the scalar variable representative of the degradation process and the relationship between each parameter of the model and the unixial stress-strain curve development. The identification of the parameters and the determination of concrete properties is performed on the basis of unixial and dimetral compression tests. Aiming to have a better description of the stress-strain curve at softening region, the uniaxial compression test is developed using three strain gauges, two external and one internal to the specimen. On what concerns to the numerical implementation of the mathematical model, according to the finite element technique, it must be emphasized the use of degenerate isoparametric elements for the three-dimensional studies. The numerical results (bidimensional and three-dimensional analysis) supplied by the damage model are compared with the experimental results obtained from reinforced concrete beams (simply supported and with different reinforcement rates).