Betão - Resistência
O modelo de betão implementado para cálculos de resistência no CSFM baseia-se nas hipóteses de dimensionamento à resistência da AASHTO LRFD de equilíbrio e compatibilidade de deformações. De acordo com a AASHTO LRFD (2024) Artigo 5.6.2.1, a resistência à tração do betão é desprezada.

A implementação do CSFM no IDEA StatiCa Detail não considera um critério de rotura explícito em termos de deformações para o betão à compressão (ou seja, após ser atingida a tensão de pico, considera-se um ramo plástico com εc0 com valor máximo de 5%, enquanto a AASHTO LRFD (2024) Artigo 5.6.2.1 assume uma deformação última inferior a 0,3%). Esta simplificação não permite verificar a capacidade de deformação de estruturas que rompem por compressão. No entanto, a resistência é corretamente prevista quando, além do fator de betão fendilhado (kc2 definido na (Fig. 57)), o aumento da fragilidade do betão à medida que a sua resistência aumenta é considerado através do fator de redução definido no Model Code 2010 da fib da seguinte forma:
onde:
α1 é o fator de redução da resistência à compressão do betão definido na AASHTO LRFD (2024) Artigo 5.6.2.2. Ao utilizar um diagrama tensão-deformação parábola-retângulo, é necessário reduzir a tensão de compressão máxima por este fator. Isto faz a média da distribuição de tensões na zona de compressão de tal forma que a resistência à compressão resultante seja inferior ou igual à resistência à compressão calculada utilizando um diagrama tensão-deformação com um ramo plástico decrescente.
Φc é o fator de resistência para o betão. O valor por defeito é definido de acordo com a AASHTO LRFD (2024) Artigo 5.5.4.2.
kc2 é o fator de redução devido à presença de fendilhação transversal.
f'c é a resistência do cilindro de betão (em MPa para a definição de ).
kc2 é um fator de redução baseado nas mesmas hipóteses do fator de eficiência do betão ν indicado na AASHTO LRFD (2024) 5.8.2.5.3a e na Tabela 5.8.2.5.3a-1, exceto que no CSFM, a presença de uma tensão principal de tração perpendicular à tensão principal de compressão é verificada para cada elemento finito (não apenas para os nós do modelo de Escora e tirante).
Betão – Serviço
A análise de serviço contém certas simplificações dos modelos constitutivos que são utilizados para a análise de resistência. O ramo plástico da curva tensão-deformação do betão à compressão é desprezado, enquanto o ramo elástico é linear e infinito. A lei de amolecimento à compressão não é considerada. Estas simplificações melhoram a estabilidade numérica e a velocidade de cálculo e não reduzem a generalidade da solução, desde que os limites de tensão do material resultante em serviço estejam claramente abaixo dos seus pontos de cedência. (consistente com a abordagem do estado limite de serviço da AASHTO LRFD). Portanto, os modelos simplificados utilizados para o serviço são apenas válidos se todos os requisitos de verificação forem cumpridos.

Efeitos a longo prazo
A lei constitutiva de longo prazo (a curva vermelha na Fig. 59) é utilizada para o cálculo da largura de fendas, deformação total e limitação de tensões de elementos pré-esforçados quando o efeito de longo prazo é selecionado na barra de ferramentas superior. Na aplicação IDEA StatiCa Detail, o módulo de elasticidade efetivo é utilizado para a verificação dos efeitos de longo prazo, conforme mencionado na AASHTO LRFD (2024) C5.12.5.3.6-1.
onde:
Ec é o módulo de elasticidade definido no artigo 5.4.2.4 da AASHTO LRFD (2024)
ψ é o coeficiente de fluência definido no artigo 5.4.2.3.2 da AASHTO LRFD (2024)
Os fatores de fluência são definidos pelo utilizador nas propriedades do material.
Efeitos a curto prazo
Para realizar verificações de curto prazo, é efetuado outro cálculo em que todas as ações são calculadas sem o fator de fluência. Ambos os cálculos para as verificações de longo e curto prazo estão representados na Fig. 59.
Armadura
Considera-se um diagrama tensão-deformação perfeitamente elastoplástico com um ponto de cedência definido para a armadura não pré-esforçada, ver AASHTO LRFD (2024) Artigo 5.4.3. A definição deste diagrama requer apenas o conhecimento das propriedades básicas da armadura – a resistência e o módulo de elasticidade.
O diagrama tensão-deformação da armadura também pode ser definido pelo utilizador, mas, neste caso, não é possível considerar o efeito de enrijecimento à tração (não é possível calcular a largura de fendas).

onde:
Φs é o fator de resistência para a armadura. O valor por defeito é definido de acordo com a AASHTO LRFD (2024) Artigo 5.5.4.2.
fy é a tensão de cedência da armadura
Es módulo de elasticidade da armadura
10% é selecionado como a deformação limite na qual o cálculo é interrompido. Isto é considerado seguro com base no Artigo 7 da ASTM A955/A955M-20c.
O enrijecimento à tração (Fig. 61) é contabilizado automaticamente através da modificação da relação tensão-deformação de entrada do varão de armadura isolado, de forma a captar a rigidez média dos varões embutidos no betão (εm).

