download completo - SET - USP

Análise de vigas de concreto armado utilizando modelos de bielas e tirantes
67
O processo do caminho de carga permite que se criem modelos analisando-se
os fluxos de tensões na estrutura. Utilizando métodos numéricos, como o método dos
elementos finitos, podem ser expressas as tensões elásticas e suas direções
principais, o que permite uma direta determinação do modelo. As bielas podem ter as
direções das linhas médias dos campos de compressão e os tirantes as direções das
linhas médias dos campos de tração. Um exemplo simplificado do processo do
caminho de carga, e suas etapas básicas, pode ser observado na viga-parede da
Figura 2.
Figura 2 - Processo do caminho de carga.
2.7 Princípios básicos do modelo de bielas e tirantes
Pode-se entender o modelo de bielas e tirantes como um modelo de treliça
mais abrangente. Esse modelo tem por base o mecanismo resistente das vigas de
concreto armado, resultando em representações dos campos de tração e compressão
das mesmas. Os campos comprimidos são as diagonais de concreto limitadas por
duas fissuras consecutivas e o banzo comprimido de concreto (banzo superior, no
caso de carregamento na face superior da viga), o qual pode apresentar barras de
aço no caso de vigas com armadura dupla. Os campos tracionados correspondem à
armadura transversal (pendurais ou montantes das treliças) e ao banzo tracionado
(banzo inferior, no caso de carregamento na face superior da viga), composto pela
armadura longitudinal da viga. O modelo propõe analisar a viga de concreto armado
como uma treliça, estrutura formada por barras, em que as bielas e os tirantes estão
ligados por nós, como mostrado na Figura 4 - b.
Em outras palavras, o modelo consiste na representação discreta dos campos
de tensão de tração e dos campos de tensão de compressão nos elementos
estruturais, sendo que as bielas representam os campos principais de compressão e
os tirantes representam os campos principais de tração. A tração pode ser absorvida
por uma ou mais camadas de armadura. As bielas e os tirantes são interligados por
elementos pontuais denominados de nós, os quais dão origem às regiões nodais.
Estas, por suas vezes, constituem um volume de concreto que envolve os pontos de
intersecção dos elementos do modelo. A Figura 3 apresenta um modelo de bielas e
tirantes aplicado a um apoio em dente de uma viga, com todos os seus elementos
básicos descritos.
Cadernos de Engenharia de Estruturas, São Carlos, v. 10, n. 46, p. 61-90, 2008