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Análise probabilística de pilares de concreto armado submetidos a cargas de curta duração através do método dos elementos finitos
Daniel dos Santos Cunha, Leandro Candido de Lemos Pinheiro

Última alteração: 14-12-2018

Resumo


O concreto é um dos materiais mais impactados pelo avanço tecnológico na atualidade, o que possibilita que suas resistências tornem-se cada vez maiores. Isso permitiu que estruturas se tornassem mais esbeltas, das quais destacam-se os pilares que, dentre os elementos estruturais, foram os mais impactados por estes fatores. Isso deve-se a utilização de concretos de alta resistência que possibilitam a redução da seção transversal, elevando o índice de esbeltez e aumentando a possibilidade da ocorrência de fenômenos relacionados à instabilidade lateral. Logo, torna-se indispensável a realização de análises e estudos que visem melhor entendimento dos pilares de concreto armado, a fim de colaborar com o aprimoramento das técnicas de projeto e dimensionamento de estruturas. Assim, o presente trabalho tem por objetivo desenvolver modelos computacionais de pilares de concreto armado, projetados de acordo com a NBR 6118:2014, e determinar os índices de confiabilidade a partir de uma análise paramétrica. A modelagem computacional das estruturas foi feita através do software ANSYS. O elemento finito utilizado para a modelagem do concreto foi o BEAM189, um elemento de viga quadrática constituído por três nós em seis graus de liberdade por nó, adequado para estruturas esbeltas e relativamente robustas. O modelo constitutivo do concreto é o elastoplástico apresentado no Código Modelo fib 2010 e tem como parâmetros de entrada a resistência característica a compressão, o coeficiente de Poisson e o parâmetro relativo ao tipo de agregado utilizado. Em relação às armaduras, utilizou-se o elemento finito REINF264, elemento do tipo reforço, que admite uma aderência perfeita entre concreto e aço, permitindo, assim, que os deslocamentos da armadura coincidam com os do elemento de concreto que o envolve. O modelo constitutivo do aço é elastoplástico bilinear e tem como parâmetros de entrada a resistência a tração, o modulo de elasticidade e o coeficiente de Poisson do aço. A validação do modelo foi obtida a partir de comparações com resultados experimentais obtidos em outros estudos. Por fim, a determinação dos índices de confiabilidade de cada caso foi realizada através da ferramenta Probabilistic Design do software ANSYS. Finalmente, dos pilares submetidos à flexo compressão normal, apenas 26% apresentaram-se abaixo do índice de confiabilidade alvo, demonstrando, assim, soluções satisfatórias sob o ponto de vista da confiabilidade estrutural. Entretanto, com relação aos pilares submetidos à flexo compressão oblíqua, 47% dos pilares apresentaram índices de confiabilidade abaixo do alvo, ou seja, aproximadamente metade dos pilares não coincidem aos índices de confiabilidade esperados para este estudo.

 


Palavras-chave


Análise probabilística; Concreto armado; Pilares; Confiabilidade; Método dos elementos finitos

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