A análise estrutural é frequentemente baseada em suposições lineares para projeto simplificado e avaliação prática do comportamento mecânico. No entanto, problemas complexos surgem em estruturas de concreto armado, que exigem análise não-linear e demandam atenção especial. Portanto, este trabalho compreende um estudo do comportamento do modelo ortotrópico em membros de concreto armado e a implementação de algoritmos computacionais eficientes para análise não linear física usando o Método dos Elementos Finitos. O modelo matemático proposto é baseado em elementos triangulares quadráticos com reforço de aço embutido para análise numérica de problemas bidimensionais em concreto simples ou armado. As relações cinemáticas e constitutivas dependem do campo de deformação durante o processo de atualização das propriedades físicas. Estes cálculos fazem uso de um modelo ortotrópico para atualizar a matriz constitutiva, desacoplada através de um modelo multilinear de tensão-deformação do material. Além disso, este modelo está associado à abertura de fissura distribuída por elemento para simular o comportamento mecânico da resistência à tração do concreto na região pós-pico. Esses cálculos são computacionalmente intensivos. Assim, justifica-se o uso de uma linguagem de programação de alto desempenho, bem como o uso de matrizes explícitas de elementos finitos e estratégias computacionais para melhorar a eficiência do código. A validação do modelo numérico foi feita por comparações usando dados experimentais como referência. Os resultados numéricos estão em excelente concordância com testes experimentais. Finalmente, conclui-se que, em uma aproximação a nível de projeto, o modelo proposto pode simular adequadamente o comportamento mecânico não-linear de estruturas de concreto armado bidimensionais.Structural analysis is often based on linear assumptions for simplified design, and practical evaluation of mechanical behavior. However, complex problems arise in reinforced concrete structures, which require nonlinear analysis and demand special attention. Therefore, this work comprises a study of the orthotropic model behavior in reinforced concrete members and the implementation of efficient computational algorithms for physical nonlinear analysis using the Finite Element Method. The proposed mathematical model is based on quadratic triangular elements with embedded steel reinforcement for numerical analysis of bidimensional problems in plain or reinforced concrete. The kinematic and constitutive relations depend on the strain field during the process of updating the physical properties. These computations make use of an orthotropic model to update the constitutive matrix, decoupled through a multilinear tensile-strain model of the material. Moreover, this model is associated with element distributed crack opening to simulate the mechanical behavior of concrete tensile strength in the post-peak region. These calculations are computationally intensive. Thus, the use of a high-performance programming language is justified, as well as the use of explicit finite element matrices and computational strategies to improve code efficiency. The validation of the numerical model was made by comparisons using experimental data as a reference. The numerical results are in excellent agreement with experimental tests. Finally, it is concluded that in a design level approximation the proposed model can adequately simulate the nonlinear mechanical behavior of bidimensional reinforced concrete structures.