Procedimento eficiente para análise de seções em concreto armado usando o modelo de treliça com amolecimento

Abstract

A presente dissertação trata sobre um problema recorrente em projetos de estruturas de concreto armado: determinar corretamente o comportamento de seções sujeitas à combinação de esforços seccionais de flexão, cortante e torção, tanto na situação de serviço como na capacidade resistência limite da peça. Para o estudo desse problema, é proposto um procedimento de análise baseado no modelo de treliça com amolecimento e combinação de solicitações. Essa técnica consiste em idealizar a seção como a associação de quatro painéis de concreto armado fissurados e, para a correta avaliação do comportamento em situações de serviço, considera o efeito do enrijecimento a tração. Ao contrário de técnicas de solução por tentativa e erro, tradicionais na utilização desse tipo de modelo, o procedimento proposto se baseia em estabelecer o problema como um sistema de equações não lineares, com restrições, e resolvê-lo utilizando algoritmos de otimização, onde são selecionadas variáveis primárias apropriadas de forma a beneficiar a eficiência do processo de solução. Como estimativa inicial para a resposta é considerado o comportamento obtido em um modelo elástico linear. Uma vez implementado o procedimento em linguagem MATLAB, o mesmo foi aplicado a diversos ensaios experimentais da literatura, para situações de torção pura e combinação desse esforço com cortante, onde foi constatada boa precisão. Além disso, foi aplicado o procedimento em um estudo de caso real de um pedestal de concreto armado, suporte de um tanque de armazenamento, onde ficou demonstrada a significativa influência do esforço cortante na redução da rigidez à torção da seção. O procedimento se mostrou uma opção vantajosa, pois, além da precisão dos resultados já comentados, também apresentou excelente eficiência computacional.