masterThesis
Interação torque – cortante : avaliação da NBR-6118 – 2014
Autor
OBEL, William
Institución
Resumen
O diagrama de interação Momento Torsor – Esforço Cortante tem sido utilizado para análise de seções de estruturas de concreto armado sujeitas a tal combinação. O uso desse diagrama permite a avaliação dos efeitos causados por essas solicitações na resistência da seção transversal. No entanto, a determinação desse diagrama constitui um importante desafio para o projetista devido à complexidade dos métodos e modelos de cálculo dos esforços resistente. Ademais, é sabido o problema de conservadorismo encontrado nos procedimentos de cálculo nos modelos indicados por algumas normas, o que torna o projeto oneroso, como também o problema de superestimação de resistências da seção transversal resultando em uma análise inconsistente. Com objetivo de alcançar o real comportamento das estruturas de concreto armado sobre essas solicitações, visando obter soluções tanto para resolver o problema de conservadorismo como também o problema de estabilidade, é apresentado nesse trabalho um roteiro de cálculo para a geração da curva de interação Torque – Cortante utilizando o método de Otimização no intuito de avaliar os procedimentos da NBR-6118 – 2014 em comparação com a AASHTO-LRFD – 2014. Os resultados de dois ensaios disponíveis na literatura e um modelo baseado na Treliça com Amolecimento e Ângulo Variável (CA-STM) foram escolhidos para fins de validação. Os resultados obtidos pelos procedimentos da AASHTO-LRFD foram satisfatórios. Os da NBR-6118 são consistentes para o ângulo de inclinação das bielas de concreto, θ, variável ou igual ao limite inferior de 30° segundo o modelo II da norma. Para θ igual a 45° conforme o modelo I da NBR-6118, os valores obtidos para a resistência ao momento torsor combinado com cortante são muito conservadores e isso torna o projeto oneroso. O roteiro proposto nesse trabalho é de caráter geral e pode ser implementado utilizando os procedimentos de cálculo de qualquer norma técnica destinada à análise de interação de esforços. Além disso, o método de otimização é a melhor opção para análise da interação torção – cortante segundo o modelo II da NBR-6118. CAPES Shear – Torsion interaction diagram has been used to analysis of sections of reinforced concrete structures subject to such combination. This diagram allows evaluation of the effects caused by these requests on the strength of section. However, to determine of this diagram poses a great challenge to designer because of complexity of methods and models of calculation of strengths. In addition also, it is known problem of conservatism found to generate procedures in the models indicated by some standards, which makes project onerous, as well problems of overestimation of strengths of section resulting in an inconsistent analysis. In order to achieve real behavior of reinforced concrete structures under these requests, and to obtain solutions both to solve conservatism problem and also stability problem, is presented in this work a workflow to generate shear – torsion interaction diagrams using Optimization methods in order to evaluate NBR-6118 – 2014 code provisions in comparison with AASHTO-LRFD – 2014 standard. Two tests of experimental results and a Combined-Action Softened Truss Model (CA-STM) were chosen for validation purposes. The results obtained by AASHTO-LRFD design procedures are of satisfactory accuracy. NBR-6118 provisions are consistent with experimental results when compression diagonals are inclined at an angle, θ, to longitudinal axis, equal to lower limit of 30 ° degrees or the angle which yields maximum strength in the case of variable angle according to model II. For θ equals to 45°, according to model I of the Brasilian code, the resulting strength to combined shear and torsion is excessively conservative. The proposed workflow is of a general nature and can be applied to any design standard for analysis of interaction between internal forces. Formulating the analysis of shear – torsion interaction as an optimization problem is the most direct and efficient option when applying model II of NBR-6118.