Análise e dimensionamento de vigas indentadas de betão armado utilizando modelos de escoras e tirantes

Abstract

A análise e o dimensionamento de estruturas de betão armado baseados em modelos de campos de tensões, ou em modelos de escoras e tirantes, que são um caso particular daqueles, constituem uma aplicação do princípio estático da análise limite. Esta metodologia é particularmente vantajosa para elementos estruturais de betão armado com geometria irregular. O presente estudo trata vigas de betão armado com envolvente externa irregular, cingindo-se ao caso das vigas indentadas, i.e. apresentando um ou dois apoios do tipo junta em dente, constando das seguintes etapas: 1- Avaliação da necessidade de utilizar juntas em dente no apoio de vigas e suas vantagens. Classificação dos tipos de indentação mais frequentes, considerando particularmente as suas dimensões relativas. Identificação das situações mais críticas, ou seja, em que a solução da viga indentada mais difere da solução da viga prismática similar, ou seja, com igual secção interior, especialmente no que respeita à quantidade e disposição da armadura. 2- Análise do efeito da indentação por comparação com a viga prismática similar, em função da esbelteza do dente, da esbelteza da viga. Análise detalhada da geometria do modelo de escoras e tirantes. 3- Estudo paramétrico de três tipologias típicas. 4- Procedimento com regras práticas para a concepção, dimensionamento e pormenorização deste tipo de elementos. 5- Estudo de exemplo de aplicação.

The analysis and design of concrete structures based on models of stress fields or strut and tie models, which are a special case of the former, constitute an application of the static principle of limit analysis. This method is particularly advantageous for structural elements with an irregular geometry. The present study deals with beams with an irregular exterior envelope or, more precisely, with half joints. It consists of the following steps: 1- Evaluation of the need for half joints and its advantages. Classification of most common types of half joints, particularly considering their relative dimensions. Identification of the critical situations, namely when their solution differs the most of that for the similar fully prismatic beam, especially with regard to the quantity and arrangement of the reinforcing bars; 2- Analysis of the effect of the half joints by comparison with similar prismatic beams, including the joint slenderness, the beam slenderness. Detailed analysis of the strut and tie model geometry used; 3- Parametric study of three typical types; 4- Procedure with practical guidelines for the design and detailing elements of beams with half joints; 5- Application to case study.