Estudo comparativo do comportamento estrutural de vigas utilizando simulação de elementos finitos
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Monografia de especialização
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Pedro Vianna Pessoa de Mendonça
Resumo
Em edificações de concreto armado, as vigas são geralmente posicionadas de modo que sua face superior esteja alinhada à face superior das lajes, trazendo benefícios como economia de materiais, melhor distribuição de cargas e estética aprimorada. Isso implica em deslocar o eixo central da viga para baixo em relação ao eixo central das lajes. No entanto, nos escritórios de engenharia, é comum modelar as vigas em softwares de elementos finitos sem considerar esse deslocamento, tratando o eixo da viga alinhado ao eixo da laje. Nesse contexto, este trabalho apresenta um estudo sobre a influência desse deslocamento do eixo de ligação das vigas com as lajes na determinação dos esforços e deslocamentos de lajes e vigas maciças de concreto armado, utilizando dois programas de elementos finitos para verificar sua eficácia e comparar possíveis divergências. Além disso, é realizada uma comparação dos resultados obtidos com um cálculo manual simplificado. Antes da análise, é apresentada uma revisão bibliográfica que aborda definições, características dos materiais, critérios normativos e métodos simplificados para determinação dos esforços. Por fim, são apresentadas conclusões sobre a melhor abordagem para modelar uma estrutura, a fim de obter resultados mais precisos e realizar um dimensionamento eficaz, realista e econômico.
Abstract
In reinforced concrete buildings, beams are typically positioned so that their top face aligns with the top face of the slabs, bringing benefits such as material savings, improved load distribution, and enhanced aesthetics. This implies displacing the central axis of the beam downwards in relation to the central axis of the slabs. However, it is common in engineering offices to model beams in finite element software without considering this displacement, treating the beam axis aligned with the slab axis. In this context, this study presents an investigation into the influence of this displacement of the beam-to-slab connection axis on the determination of forces and displacements in reinforced concrete solid slabs and beams. Two finite element programs are used to assess their effectiveness and compare potential discrepancies. Additionally, a comparison is made between the results obtained and a simplified manual calculation. Before the analysis, a literature review is provided that covers definitions, material characteristics, normative criteria, and simplified methods for force determination. Finally, conclusions are drawn regarding the optimal approach for modeling a structure to obtain more accurate results and carry out effective, realistic, and cost-efficient dimensioning.
Assunto
Engenharia de estruturas, Lajes, Método dos elementos finitos, Simulação
Palavras-chave
Lajes, Deslocamento, Concreto armado, Simplificação, Dimensionamento
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