MODELAGEM NUMÉRICA DE VIGAS DE EQUILÍBRIO VIA MÉTODO DE BIELAS E TIRANTES
O método de bielas e tirantes tem se apresentado útil na resolução de problemas envolvendo regiões de descontinuidade (consolos, aberturas em vigas, viga Gerber) em concreto armado. Destas aplicações, vigas de equilíbrio com carga excêntrica apoiadas em estacas têm sido frequentes em projetos devido as edificações atingirem a divisa do terreno embora seus estudos não ocorram em mesma intensidade. Este trabalho visa modelar numericamente e comparar diversas topologias de bielas e tirantes para uma viga de equilíbrio sob mesmo carregamento através do programa CAST baseado nos dispositivos normativos nacionais. A interface gráfica do programa dispõe ao usuário a verificação de cada elemento da treliça. Contudo, nesta ferramenta não há geração automática da disposição ótima de bielas e tirantes, cabendo assim à experiência do projetista estrutural a escolha do modelo que mais se aproxima do comportamento da estrutura. Foram propostas, neste artigo, quatro modelos de treliças variadas para uma mesma viga com geometria e propriedades dos materiais constantes. Adotou-se como hipótese básica a mesma largura de biela para todos os modelos e escoamento da armadura antes do esmagamento da biela comprimida. São apresentados os resultados e comparados seus desempenhos e armadura requerida. A trajetória das cargas mobilizou diferentes elementos da treliça e, por vezes, tensões resistentes similares nas bielas comprimidas. Mediante análise dos resultados alcançados no CAST, obteve-se a topologia de treliça com desempenho satisfatório. Foram discutidas limitações e potencialidades do programa como otimização do cálculo pelo método de bielas e tirantes, possibilidade de verificação automática dos nós por análise simplificada e refinada além da didática da ferramenta para o ensino deste método.
MODELAGEM NUMÉRICA DE VIGAS DE EQUILÍBRIO VIA MÉTODO DE BIELAS E TIRANTES
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DOI: 10.22533/at.ed.5542225018
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Palavras-chave: Vigas de equilíbrio; método de bielas e tirantes; região de descontinuidades, topologia; concreto armado.
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Keywords: strut-and-tie, topology, overhanging beams, reiforced concrete, D-regions.
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Abstract:
The strut-and-tie model has been useful to solve problems involving D-regions (holes, dapped end beam) in reinforced concrete. On this approach, overhanging beams supported by pile foundation has been found frequently in building on the limit of land although its study does not follow the same intensity. This work aims to compare the performance of some struts and tie topology for a beam under predefined load through CAST based on Brazil Codes. The tool allows users an iterative process verifying each truss element. Nevertheless, there isn’t automatic optimum topology generation thus requiring an experience by the designer to choose the best model. It was proposed four varied layouts for a beam with constant geometric and materials properties. It was assumed as basic hypothesis the same width of strut for all models and tie yielding before crushing concrete strut. The results are presented comparing their reinforcement and limitations of layout. Some models reached equal maximum load working different members. The path of load took different elements of truss, and sometimes, near resistant stress. From the results, it was possible to define the beam with reasonable performance and their applicability in practical design. It was discussed the potentials of the program like teaching the strut-and-tie model and also automation in node verification.
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Número de páginas: 15
- João da Costa Pantoja
- Philipe Queiroz Rodrigues
