Desenvolvimento e análise de modelos de escoras e tirantes planos para ligações viga-pilar

Abstract

O método de análise baseado em modelos de escoras e tirantes constitui uma forma prática, fundamentada na mecânica e extremamente intuitiva para o dimensionamento de estruturas de betão armado. As ligações viga-pilar em estruturas porticadas de betão armado são frequentemente consideradas através de modelos excessivamente simplistas, tanto para efeitos de análise como de dimensionamento. A falta de conhecimento acerca do seu comportamento traduz-se em modelos pouco rigorosos e inadequados. Como zonas de descontinuidade que são, estes elementos estruturais podem ser analisados de forma eficaz recorrendo a modelos de escoras e tirantes. Este documento reflecte o estudo efectuado sobre a aplicação do método de escoras e tirantes exclusivamente a ligações viga-pilar. Nele estão contidas informações essenciais à compreensão da temática, instruções relativas aos processos de modelação mais adequados e avaliação dos principais componentes de resistência, e também da rigidez, das ligações. A análise numérica é efectuada com recurso ao software de análise estrutural EvalS e incide sobre um espécime real ensaiado por Roeser (2002). A análise de resultados obtidos, bem como a possibilidade de uma comparação sólida com resultados experimentais oferecem noções importantes sintetizadas num conjunto de regras práticas para a concepção de modelos deste tipo.

The strut-and-tie method is a practical, mechanically sound and extremely intuitive way to design reinforced-concrete structures. Beam-column connections in reinforced concrete frame structures are often considered by overly simplistic models, both for analysis and design. The lack of knowledge about their behaviour is responsible for inaccurate and inadequate models. Beam-column connections can be classified as zones of discontinuity, which makes strut-and-tie models particularly appropriate for their effective analysis. This document reflects the study on the application of the strut-and-tie method exclusively to beam-column connections. It contains essential information to understand the thematic, instructions for the most appropriate modelling procedures and assessment of the main components that provide strength, and also stiffness, to the connections. The numerical analysis is performed using the structural analysis software, EvalS, and it is applied to an actual laboratorial specimen tested by Roeser (2002). The analysis of the results obtained as well as the possibility of a solid comparison with experimental results provide important concepts synthesized on a set of practical rules for designing such models.