Descrição geral dos resultados ULS na aplicação Detail

Nesta secção, focamo-nos na Resistência e na Ancoragem (verificações ULS). Note que surge um novo separador (Resultados) na faixa superior após selecionar uma das verificações ULS. 

No lado esquerdo, pode escolher se pretende apresentar os resultados para um extremo automático, uma combinação ULS específica ou incrementos. Recorde que é utilizado um cálculo não linear (são permitidas deformações plásticas para o aço e para o betão). Apenas são consideradas combinações ULS ou casos de carga individuais.

Os botões seguintes servem para alternar entre os resultados atuais.

Os últimos botões no separador Resultados são utilizados para editar a saída gráfica (desenho da malha, escala da vista ou apresentação do extremo).

Betão

Podemos observar seis resultados possíveis. Vejamo-los um a um. 

Valor de verificação de tensão 

O primeiro valor apresenta o nível de utilização do material em relação à resistência do betão. Por outras palavras, mostra a razão entre a tensão no betão e a resistência do betão. Leia sobre como os valores limite são determinados no seguinte artigo. 

• Análise do estado limite último

Tensão de compressão no betão

A opção seguinte permite apresentar a distribuição da tensão no betão σ_c para uma parcela aplicada da carga. Também conhecida como tensões principais σ₂. 

Deformação de compressão no betão

Ao premir o terceiro ícone no separador de resultados, é apresentada a deformação do betão ε_c para uma parcela aplicada da carga. Também conhecida como deformações principais ε₂. 

Deformação plástica de compressão do betão

Para observar a ocorrência de comportamento plástico no betão, avance para a Deformação plástica de compressão do betão. Pode apresentar as zonas onde o betão se encontra no ramo plástico do diagrama tensão-deformação.

Direção das tensões principais

Esta funcionalidade mostra a direção das tensões principais. Como a tração no betão é excluída, apenas os vetores de compressão são apresentados.

Fator de redução da resistência à compressão

A sexta opção mostra a distribuição da redução da resistência à compressão do betão devido à deformação transversal. Este é o efeito de amolecimento à compressão. Este fenómeno (k_c2), juntamente com o aumento da fragilidade do betão com a resistência, é tido em conta através do fator k_c.

Para saber mais, leia o artigo: Modelos de material (EN).

Armadura

Para o aço, à semelhança do betão, existem mais opções para apresentar os resultados. Em geral, é possível apresentar a tensão e a deformação na armadura, bem como a razão entre a tensão ou deformação e os valores limite.

Razão entre tensão ou deformação e os valores limite

Os dois primeiros ícones permitem verificar a razão entre a tensão e a deformação e os respetivos valores limite. O terceiro ícone mostra uma comparação entre a tensão e a tensão de cedência. Por outras palavras, pode ver o nível de utilização do material. 

Tensão e deformação

Para além das opções mencionadas acima, existe a possibilidade de apresentar a deformação (ε_s) ou a tensão (σ₂) da armadura. No separador de dados, pode observar as barras individuais uma a uma. Ou pode verificar o modelo e a visão geral na janela principal.  

Ancoragem

A ancoragem é o último resultado disponível para ULS.

Para compreender de onde provêm as forças que entram no cálculo, discutamos primeiro os componentes individuais.

Tensão de aderência

A tensão de aderência 𝜏_b (tensão na superfície da barra de armadura) é calculada a partir da deformação do elemento de aderência que representa a ligação entre o betão (elemento 2D) e a armadura (elemento 1D). Esta relação é expressa pela função tensão-deformação, conforme a figura abaixo.

Note que o deslizamento é permitido.

f_bd*  - tensão de aderência de cedência
f_bd    - tensão de aderência limite
G_b - rigidez ao corte na parte elástica
R_f - Coeficiente de endurecimento
δ_{u, max} - Deslizamento último

Quando o ramo plástico é atingido - 𝜏_b = f_bd*, a tensão (𝜏_b) deixa de aumentar tanto em comparação com a deformação (δ_u). Nesse ponto (𝜏_b = f_bd*), obtém-se uma verificação da razão de tensão de aderência (𝜏_b/f_bd) acima de 99 %. A verificação é satisfeita até que a deformação limite δ_{u, max} seja atingida.

Força de ancoragem 

A força transmitida pela mola que representa o tipo de ancoragem selecionado da armadura designa-se força de ancoragem. A força de ancoragem máxima* é calculada de acordo com a seguinte fórmula - F_au=β⋅A_s⋅f_yd, ​onde:

β             o coeficiente de ancoragem baseado no tipo de ancoragem,

A_s            a secção transversal da barra de armadura,

f_yd           o valor de cálculo da tensão de cedência da armadura.

*A força máxima pode ser atingida na armadura com utilização total. Na prática, a força transmitida pela mola F_a será calculada a partir da tensão real na armadura e será posteriormente reduzida pela força retida ao longo do comprimento da armadura, dependendo do modelo de aderência (coesão) entre o betão e a armadura. 

Para saber mais sobre a teoria subjacente à ancoragem e compreender o modelo de aderência, leia o seguinte artigo: 

• Tipos de elementos finitos

Força total

A força total F_tot é um resultado da análise pelo Método dos Elementos Finitos e pode ser definida de duas formas.

\[F_{tot}=A_{s}\cdot \sigma_{s}\]

onde A_s é a área da barra de armadura e σ_s é a tensão na barra.

Valor de verificação da tensão de aderência

É apresentada a razão entre a tensão de aderência (𝜏_b) e a resistência de aderência última para o(s) grupo(s) de barras selecionado(s). Mostra o nível de utilização em relação à resistência de aderência última entre a barra de armadura e o betão adjacente. 

Valor de verificação da força

O valor de verificação da força é a razão entre a força total (F_tot) na barra e o valor limite. O valor limite da força é calculado como o mínimo de dois valores:

• A força é calculada como a soma da força de ancoragem última e a força desenvolvida desde a extremidade da barra até ao ponto de interesse, assumindo a resistência de aderência última
• A resistência última da barra

Por outras palavras, F_lim é a força última na armadura, considerando a força de ancoragem última e a resistência última da barra de armadura.

Saiba mais sobre F_tot e F_lim no seguinte artigo:

• Análise do estado limite último