Projete os seus detalhes de betão estrutural com confiança
Regiões B, regiões D e limitações do Escora-e-tirante
O dimensionamento e a avaliação de elementos de betão são normalmente realizados ao nível seccional (elemento 1D) ou pontual (elemento 2D). Este procedimento está descrito em todas as normas de dimensionamento estrutural, por exemplo, em (EN 1992-1-1), e é utilizado na prática corrente de engenharia estrutural.
No entanto, nem sempre é do conhecimento geral — ou devidamente respeitado — que este procedimento só é válido nas zonas onde se aplica a hipótese de Bernoulli-Navier de distribuição plana de deformações (denominadas regiões B). As zonas onde esta hipótese não se aplica designam-se regiões de descontinuidade ou perturbadas (regiões D). São exemplos destas regiões as zonas de apoio, as zonas onde são aplicadas cargas concentradas, os locais onde ocorre uma variação brusca da secção transversal, as aberturas, etc. No dimensionamento de estruturas de betão, encontramos ainda muitas outras regiões D, como paredes, diafragmas de pontes, consolos, etc.
Apesar da evolução das ferramentas computacionais nas últimas décadas, o método Escora-e-tirante continua a ser bastante utilizado em cálculos manuais. A sua aplicação a estruturas reais é morosa, uma vez que são necessárias várias iterações e é preciso considerar múltiplas combinações de ações. Além disso, este método não é adequado para verificar critérios de estado limite de utilização (deformações, larguras de fenda, etc.).
O interesse dos engenheiros estruturais numa ferramenta fiável e rápida para dimensionar regiões D conduziu à decisão de desenvolver um método completamente novo que permite o dimensionamento e a avaliação automáticos de elementos de betão estrutural sujeitos a carregamento no plano. Tudo integrado numa aplicação de fácil utilização.
Em estreita colaboração com a universidade ETH Zurich, criámos e testámos exaustivamente um método denominado Método do Campo de Tensões Compatível (CSFM) para o dimensionamento de regiões de descontinuidade, implementando-o na aplicação IDEA StatiCa Concrete. O método baseia-se na Análise por Elementos Finitos e utiliza apenas os parâmetros básicos dos materiais empregues no dimensionamento corrente de betão estrutural. O CSFM supera as limitações das ferramentas de dimensionamento clássicas, mantendo as vantagens dos campos de tensões e dos modelos de Escora-e-tirante.
Leia mais sobre a comparação entre o método Escora-e-tirante e o CSFM.
Veja o Professor Kaufmann da ETH Zurich a explicar o CSFM
O CSFM foi testado durante anos
Para facilitar a adoção do CSFM na comunidade conservadora dos engenheiros estruturais, o método foi testado exaustivamente durante vários anos. Neste processo, a cooperação com a ETH Zurich desempenhou um papel fundamental. Foram realizadas centenas de ensaios analíticos para verificar a precisão de todas as verificações ULS e SLS exigidas por diversas normas.
Os resultados destes ensaios foram comparados com um vasto conjunto de soluções analíticas, normas de dimensionamento e resultados experimentais, revelando boa concordância com todos eles. Os resultados para a carga última (resistência) apresentam muito boa correspondência e situam-se ligeiramente do lado da segurança. Os resultados para as deformações são igualmente satisfatórios e o erro situa-se principalmente do lado da segurança.
Todos os principais ensaios e exemplos de verificação foram publicados no novo livro de verificação do CSFM. Pode adquiri-lo online em Payhip.com.
Para além da cooperação com a ETH Zurich, estão a ser realizados numerosos ensaios de verificação e validação com a Universidade de Tecnologia de Brno.
Fundamentos Teóricos para explicar os pressupostos
Para compreender melhor os princípios, pressupostos e limitações do CSFM, é definitivamente útil investir o seu tempo nos Fundamentos Teóricos para aplicações de betão. Estes apresentam as principais ideias do livro de verificação de forma mais condensada.
Poderá descobrir por si mesmo como o método trata o dimensionamento da armadura ou como implementa a abordagem por elementos finitos. Nos Fundamentos Teóricos, pode encontrar todas as verificações importantes do elemento estrutural para a análise do estado limite último e do estado limite de utilização. Assim, se pretender compreender como o CSFM trata a largura de fenda, as verificações de deformações ou o formato dos coeficientes de segurança, os Fundamentos Teóricos são o ponto de partida adequado.
Artigos de verificação que demonstram excelente concordância
Ambas as equipas universitárias, em cooperação com os especialistas da IDEA StatiCa, elaboraram e publicaram múltiplos artigos e publicações científicas com os resultados das suas experiências e ensaios. As suas conclusões foram apresentadas em diversos eventos internacionais.
Pode consultar exemplos de verificação e artigos de investigação no nosso Centro de Suporte para verificar por si mesmo.
IDEA StatiCa para todos os engenheiros que trabalham com betão
Os resultados de uma validação exaustiva do CSFM comprovam que o método é seguro, preciso e fiável. Os resultados dos ensaios estiveram em perfeita concordância com os modelos teóricos. O CSFM permite aos engenheiros estruturais dimensionar e avaliar qualquer estrutura de betão que possa ser modelada como um elemento bidimensional de forma mais fiável e eficiente do que com outros métodos de dimensionamento.
As verificações, os pressupostos de dimensionamento e os artigos estão publicados e disponíveis para a comunidade de engenharia. Encorajamo-lo a consultar toda a nossa documentação de validação e verificação, a contactar os nossos clientes e, por último mas não menos importante, a experimentar o software por si próprio.
Além disso, gostaríamos de lançar um desafio a todos os nossos utilizadores — ponha o nosso software à prova, compare os nossos resultados com os seus cálculos manuais ou com outras análises de software, e partilhe connosco as suas comparações, resultados e conclusões. A IDEA StatiCa tornará os seus fluxos de trabalho de dimensionamento mais rápidos, mais precisos e com a segurança sempre em primeiro lugar!
