Formulação e implementação computacional para verificação e composição de ábacos de seções de concreto armado submetidas à flexão oblíqua composta
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Gabriel de Oliveira Ribeiro
Claudia Maria de Oliveira Campos
Claudia Maria de Oliveira Campos
Resumo
Elementos estruturais submetidos à exão oblíqua composta são comuns em estruturas usuais em concreto armado, por exemplo, pilares de edifícios. Tal solicitação é caracterizada por uma força normal e um momento etor não coincidente com os eixos principais de inércia da seção transversal. Nestes casos, no dimensionamento de elementos de concreto armado, devido à interdependência entre as variáveis, o problema de se determinar a posição da linha neutra não apresenta uma solução explícita, assim, o cálculo da capacidade resistente de uma seção dá-se iterativamente, resultando em uma envoltória de ternos de esforços resistentes conhecido por diagrama de interação. O processo de obtenção desta superfície depende de algoritmos computacionais e, devido a constante atualização e mudanças das normas nacionais e internacionais de cálculo de estruturas de concreto armado, devem ser aprimorados, expandidos e em muitos casos refeitos. Neste cenário, este trabalho apresenta uma formulação e implementação computacional para o cálculo dos esforços resistentes e a composição de diagramas de interação de seções de concreto armado submetidas à exão oblíqua composta. Propõe-se também, a composição de ábacos de dimensionamento. A formulação generaliza o método de obtenção dos esforços resistentes, de modo que seja possível adotar seções com qualquer geometria e materiais com qualquer lei constitutiva, podendo ser incluído, por exemplo, os concretos de alta resistência conforme a versão de 2014 da norma brasileira para projeto de estruturas de concreto, concretos com bra de aço ou até mesmo seções de aço estrutural.
Abstract
Structural elements under axial load and biaxial bending are common in conventional reinforced concrete structures, in example, building columns. Such actionis characterized by a normal force and a bending moment that is not coincident with principal axes of inertia of the cross section area. In these cases, in design of reinforced concrete members, due to the interdependence between the variables, the determination of the neutral axes position does not present an explicit solution, thus, the calculation of the design capacity is given iteratively, resulting in a surface representing the cross section strength as know as the interaction diagram. The process of obtaining this surface depends on computational algorithms and, due to the constant updating and changes of national and international codes for design of reinforced concrete structures, it must be improved, expanded and in many cases redone. In this scenario, this work presents a formulation and computational implementation to calculate the load capacity and compose interaction diagrams of reinforced concrete cross sections under axial force and biaxial bending. It is also proposed, the composition of design charts. The formulation generalizes the load capacity obtention method, so that any cross-section and any constitutive law can be adopted, for instance, high strength concretes in accordance with 2014 version of the brazilian code for design of concrete structures, ber reinforced concrete or even structural steel.
Assunto
Flexão (Engenharia civil), Engenharia de estruturas, Concreto armado
Palavras-chave
Concreto armado, Diagrama de interação, Integração de tensões, Esforços resistentes, Flexão oblíqua composta, Lei constitutiva, Ábacos de dimensionamento