Sistemas Administrativos
Escola de Engenharia de São Carlos
SET Contribuições ao projeto de dentes de concreto arm...
Documento Mestrado
Área Estruturas de Concreto e Alvenaria
Data da defesa 02/07/2025
Autor SANTOS, Larissa Oliveira
Orientador EL DEBS, Mounir Khalil
Português
Título Contribuições ao projeto de dentes de concreto armado mediante modelagem numérica.
Resumo
Os dentes de concreto são elementos estruturais essenciais no projeto de estruturas pré- moldadas, particularmente em ligações do tipo viga-viga e viga-pilar. Quando o dimensionamento e o detalhamento das armaduras não são adequadamente executados, tornam- se pontos críticos, suscetíveis à ruína. No entanto, ainda há incertezas quanto ao comportamento estrutural e aos critérios de dimensionamento e detalhamento desses elementos. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo contribuir ao projeto de dentes de concreto armado por meio de modelagem numérica no software ABAQUS. Foram investigadas: i) a influência do espalhamento da armadura de suspensão no comportamento estrutural dos dentes; ii) a eficácia das armaduras de costura na resistência e na ductilidade dos elementos; e iii) a verificação das tensões de compressão no concreto. O modelo numérico proposto foi calibrado com base em resultados experimentais disponíveis na literatura e, inicialmente, apresentou razão média entre a força numérica e a força experimental igual a 1,23, com coeficiente de variação de 31%. Observou-se, contudo, sensibilidade ao parâmetro de cisalhamento experimental Fexp/(b ∙ d ∙ fc), sendo que, após correção relacionada a esse parâmetro, o erro foi ajustado para 1,00, com coeficiente de variação reduzido para 14%. Em comparação aos principais modelos analíticos utilizados nas práticas de projeto, o modelo numérico corrigido apresentou melhor aderência aos resultados experimentais, destacando-se especialmente nos casos de ruptura por compressão. Verificou-se que o espalhamento da armadura até 0,33dviga não compromete a capacidade resistente dos dentes. Quanto à armadura de costura, sua presença foi fundamental no controle da propagação de fissuras, embora ganhos expressivos de resistência e ductilidade tenham ocorrido apenas para maiores parâmetros de cisalhamento. Para tensões de cisalhamento de 0,20fc , as tensões alcançadas nos modelos numéricos foram limitadas, em média, a 0,17fc . Validou-se, ainda, metodologia da literatura para verificação das tensões de compressão no concreto, a qual apresentou boa compatibilidade com os resultados numéricos (razão média de 1,18 e coeficiente de variação de 27%).
Palavras-chave Dentes de concreto. Abaqus. Armadura de suspensão. Armadura de costura. Recomendações de projeto.

English
Title Contributions to the design of reinforced croncrete dapped end beams through numerical modeling.
Abstract
Dapped-end beams are essential structural elements in the design of precast concrete buildings, particularly in beam-to-beam and beam-to-column connections. When reinforcement design and detailing are not properly executed, these regions become critical points, susceptible to failure. Besides, uncertainties remain regarding their structural behavior and the criteria for their design and detailing. In this context, this work aims to contribute to the design of reinforced concrete dapped-end beams through numerical modeling using ABAQUS software. The following aspects were investigated: (i) the influence of hanger reinforcement spreading on structural behavior; (ii) the effectiveness of horizontal secondary reinforcement in improving strength and ductility; and (iii) the verification of compressive stresses in concrete. The proposed numerical model was calibrated using experimental data from the literature and initially showed an average ratio of numerical to experimental peak load of 1.23, with a coefficient of variation of 31%. The model showed sensitivity to the experimental shear parameter Fexp/(b ⋅ d ⋅ fc); after applying a correction based on this parameter, the error was adjusted to 1.00, with the coefficient of variation reduced to 14%. Compared to common analytical models used in design practice, the corrected numerical model showed better agreement with experimental results, particularly in compression failure cases. It was found that spreading the hanger reinforcement up to 0.33dbeam does not compromise the load capacity of the dapped-end beams. Regarding secondary horizontal reinforcement, its presence was crucial in controlling crack propagation, although significant gains in strength and ductility were observed only for higher shear parameters. For shear stresses of 0.20fc , the stresses reached in the numerical models were limited, on average, to 0.17fc . Furthermore, a methodology from the literature for verifying concrete compressive stresses was validated, showing good compatibility with numerical results (average ratio of 1.18 and coefficient of variation of 27%).
Keywords Dapped-end beam. Abaqus. Hanger reinforcement. Horizontal secondary reinforcement. Design recommendations.