Análise de flechas imediatas e diferidas de vigas em concreto armado

Abstract

O cálculo dos deslocamentos em vigas de concreto armado é um procedimento efetuado pelos engenheiros estruturais com o objetivo de projetar estruturas que atendam às condições de serviço. De acordo com as normas de projeto, as estruturas devem satisfazer critérios, entre eles, o controle de deslocamentos excessivos, os quais possuem limites máximos estabelecidos. Diferentes métodos são encontrados na literatura para o cálculo dos deslocamentos, desde métodos simplificados com coeficientes de ajuste na consideração da não linearidade física, da fluência e retração, até métodos que envolvam elementos finitos e maiores esforços computacionais. Neste trabalho, o objetivo é analisar diferentes procedimentos de cálculo de flechas imediatas e flechas totais de vigas de concreto armado, com o intuito de avaliar os processos simplificados da NBR 6118 (2014) e propor sugestões para que considerações mais refinadas possam ser aplicadas mais facilmente em projeto. O procedimento em estudo utiliza diagramas momento fletor curvatura para considerar a não linearidade física no cálculo de flechas através de modelos constitutivos adequados para o concreto e aço. A consideração da resistência à tração do concreto pós-fissurado (tension stiffening) é implementada no diagrama momento fletor curvatura. Os efeitos de fluência e retração também são avaliados por diferentes métodos. Os resultados das flechas imediatas e flechas totais foram testados e comparados com resultados experimentais obtidos por outros trabalhos e com os obtidos pelo cálculo simplificado da NBR 6118 (2014). Diante da análise desenvolvida pôde-se concluir que os resultados dos modelos apresentados foram satisfatórios e podem ser empregados em situações de projeto para verificação do Estado Limite de Serviço. Além disso, foi possível fazer uma análise crítica dos resultados obtidos pelos procedimentos simplificados da NBR 6118 (2014).

Abstract: The calculation of displacements in reinforced concrete beams is a procedure performed by structural engineers with the objective of designing structures that meet the service conditions. According to the design standards, structures must meet criteria, including the control of excessive displacements, which have established maximum limits. Different methods are found in the literature for the computation of displacements, from simplified methods with adjustment coefficients in the consideration of physical nonlinearity, creep and shrinkage, to methods involving finite elements and higher computational efforts. In this work, the objective is to analyze different methods of calculation of instantaneous deflections and total deflections of reinforced concrete beams, with the purpose to evaluate the simplified processes of NRB 6118 (2014) and propose suggestions so that more refined considerations can be applied more easily in design. The procedure under study uses moment curvature diagrams to consider physical nonlinearity in the calculation of deflections through suitable constitutive models for concrete and steel. The consideration of the tension stiffening effect is implemented in the moment curvature diagram. The effects of creep and shrinkage are also evaluated by different methods. The results of the instantaneous deflections and total deflections were tested and compared with experimental results obtained by other works and those obtained by the simplified calculation of NBR 6118 (2014). In view of the analysis developed it can be concluded that the results of the presented models were satisfactory and can be used in project situations to verify the State Service Limit. In addition, it was possible to make a critical analysis of the results obtained by the simplified procedures of NBR 6118 (2014).