Documento | Mestrado |
Área | Estruturas de Concreto e Alvenaria |
Data da defesa | 13/03/2006 |
Autor | SANTOS, Daniel dos |
Orientador | GIONGO, José Samuel |
Português | |
Título | Análise das vigas de concreto armado utilizando modelos de bielas e tirantes |
Resumo
O modelo de bielas e tirantes apresenta como uma de suas vantagens
a generalidade, ou seja, é capaz de representar, de modo aproximado, porém
realista e sistemático, grande parte dos elementos de concreto estrutural da
atualidade. Além disso, permite ao engenheiro fácil visualização físico-intuitiva
do comportamento do concreto estrutural. Por outro lado, o modelo ainda tem
um enorme potencial não aproveitado. Ainda não se tem um critério exato para
determinação dos nós e das seções transversais das bielas de alguns
elementos. Apesar de haver certas incertezas no caso de vigas-parede e
principalmente de blocos de fundação, nas vigas esses elementos do modelo
podem ser determinados sem grandes dificuldades. Possivelmente, a solução
seria variar as dimensões das bielas e as posições dos nós, ambas hipotéticas,
a fim de confrontar várias situações com resultados experimentais. Daí a
grande importância da difusão do modelo de bielas e tirantes: um maior
número de análises de modelagens e de resultados de ensaios levará a um
maior domínio sobre o modelo. Este trabalho consiste na análise de vigas de
concreto armado utilizando modelos de bielas e tirantes. São apresentados os
conceitos que levaram à concepção do modelo, desde a Analogia Clássica da
Treliça, chegando aos critérios para verificação dos elementos da treliça e às
recomendações atuais de normas e pesquisadores. Com o auxílio do programa
computacional CAST (2000), foram modeladas quatro vigas, sendo as três
primeiras biapoiadas sem descontinuidades e a quarta com balanço e descontinuidade geométrica (abertura na alma). A primeira viga biapoiada teve
algumas de suas características iniciais alteradas a fim de gerar o segundo e o
terceiro modelos, procurando-se estabelecer limites de carregamentos e
análises comparativas. Os resultados das modelagens permitiram
comparações com os resultados das verificações realizadas segundo os
critérios da NBR 6118:2003 e do MC CEB-FIP (1990) e, permitiram também,
identificar os aspectos de maior dificuldade na concepção de um modelo de
bielas e tirantes e os pontos críticos dos mesmos, nos quais há maior
possibilidade de falha nas verificações.
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Palavras-chave | Concreto armado. Modelo de bielas e tirantes. Viga |
English | |
Title | Analysis of reinforced concrete beams using strut and tie models. |
Abstract
One of the main advantages presented by the strut-and-tie model is
generality. This model is able to approximately represent, in a realistic and
systematic way, the majority of today’s reinforced concrete elements.
Furthermore, it allows the physics-intuitive visualization of the behavior
presented by structural concrete. On the other hand, its potentials are not fully
explored yet. Up to date, there is no accurate criterion for the determination of
nodes and transverse sections of some strut elements. Despite presenting
some uncertainties related to the determination of wall-beams (and mainly of
foundation blocks), the model can determine beams without major difficulties.
Probably, the key is to vary the dimensions of the struts and the positions of the
nodes, both hypothetical, in order to confront various situations with
experimental data. Hence, it is very important to diffuse the strut-and-tie model:
the bigger the number of modeling analysis and experimental data, the better
the comprehension of the model. This work aims to analyze reinforced concrete
beams employing the strut-and-tie model. Here are presented the concepts that
led to the development of the model, ranging from the Truss Classic Analogy to
the criteria employed to verify truss elements and the recommendations from
researchers and established standards (rules or norms). Four examples of
beams were modeled. Three of them were double-based and the fourth
presented balance and no geometric discontinuity (with an opening). Some of
the characteristics of the first double-based beam were altered in order to generate the second and the third model, thus establishing loading limits and
comparative analysis. The modeling allowed comparisons between the
verifications performed in accordance with the NBR 6118:2003 and MC CEBFIP
criteria. It also allowed the identification of major difficulties and critical
aspects related to the development of struts and ties, the ones that are most
prone to failure in the verification process.
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Keywords | Beam. Reinforced concrete. Strut and tie model |