Análise e dimensionamento de lajes de concreto armado de pontes pelo Método de Rüsch / Analysis and design of reinforced concrete bridges slabs by using Rüsch Method

Pontes e viadutos são importantes nas dinâmicas sociais e econômicas de uma nação, além de serem elementos importantíssimos nos sistemas de transportes. Apesar da heterogeneidade dos veículos reais que trafegam em pontes e viadutos, as diferentes normas, nacional e internacionais, de cargas móveis para pontes e viadutos rodoviários possuem seus respectivos trens-tipo para o dimensionamento de tais estruturas. Dentre as verificações e os dimensionamentos que se realiza em pontes, as lajes de concreto armado apresentam grande importância. Baseado nisso, este artigo abordará as etapas para análise e dimensionamento de lajes de concreto armado de pontes pelo método de Rüsch. Para tanto, um exemplo numérico no qual serão determinados os momentos atuantes nas lajes da ponte, tanto nas lajes em balanço quanto nas lajes centrais. Ao fim, os momentos atuantes nas lajes, as áreas de aço na flexão e a verificação à fadiga são abordados.

Calibration of Concrete Damaged Plasticity Model parameters for shear walls

Reinforced concrete structures are relatively complex to analyze, with nonlinear effects like cracking, crushing, steel yielding, aggregate interlock, dowel effect, concrete-rebar interaction and so on. The concrete damaged plasticity CDP model is a consolidated smeared-crack model which accounts for multiaxial behavior with good agreement to experimental results. One particular relevant application which benefits greatly from such feature is the shear wall, as shear stress significantly influences its overall behavior, therefore multiaxial constitutive models and three-dimensional finite elements usage consist in a fitting modeling approach. Reinforced concrete shear walls are structures especially useful for lateral force-resisting systems, as they provide ductility, stiffness and strength. Albeit CDP is widely applied, its parameters are not consensus in the literature, which represents a relevant research gap. The present work considers and compares CDP parameters from relevant literature, in order to calibrate those parameters for the case of reinforced concrete shear walls. To this purpose, four wall experiments related in the bibliography are modeled using solid finite elements for concrete and trusses for rebars using commercial package ABAQUS. All walls are flexure-controlled with aspect ratio greater than 2.0. By varying those parameters and comparing obtained force vs. displacement curves and interesting values attained, like yield lateral force and displacement, stiffness and maximum lateral force, it is settled a set of parameters with acceptable response focusing in the post-peak response based on the lower estimated error of displacement capacity. Those parameters agree reasonably with literature, although it is possible that obtained calibration is restricted to flexure controlled shear walls scope. It is possible that usage of trusses to represent reinforcement does not consider dowel effect, so a suggestion for future studies is to change trusses for elements with transverse stiffness, like beams or solids.Keywords: calibration, concrete damaged plasticity, concrete constitutive model, shear walls.

Caracterização experimental da relação momento-rotação de ligação viga-pilar em concreto pré-moldado

No presente artigo, apresenta-se o resultado de uma investigação experimental sobre o comportamento semirrígidode ligações típicas viga-pilar em estruturas pré-moldadas de concreto armado, projetadas para resistirao momento fletor negativo por meio de armadura de continuidade solidarizada no local passante em bainhascorrugadas com preenchimento de graute em pilar central. O programa experimental envolveu 6 ensaios deprotótipos cruciforme de ligações viga-pilar em escala real, onde o detalhamento da armadura negativa foimantido igual para todos os modelos, mas variou-se o detalhamento das ligações positivas n o apoio da vigasobre o consolo, sendo 2 modelos com almofadas de elastômero e chumbadores verticais, 2 modelos comjunta grauteada e chumbadores verticais e 2 modelos com chapas soldadas positivas. Com base nos resultadosexperimentais, observou-se que o detalhamento na ligação positiva apresentou influência secundária sobrea rigidez secante negativa da ligação viga-pilar, onde a rigidez média obtida nos modelos com chapassoldadas foi cerca de 11% superior à rigidez média obtida nos modelos com almofadas de elastômero. Portanto,pode-se concluir que a rigidez secante negativa é fortemente associada com o mecanismo de deformaçãopor alongamento da armadura negativa, com escorregamento aço-concreto nas posições fissuradas daregião da ligação anterior ao escoamento da armadura, com intensificação deste mecanismo com a aberturana interface viga-pilar a partir do arrancamento parcial de graute de preenchimento na bainha corrugada.Considerando uma viga de concreto armado com rigidez secante (EcI)sec = 0,5EcI e comprimento virtual L =12h (h = altura da viga), obteve-se um coeficiente médio de engastamento parcial em torno de 65%.Palavras-chave: Estruturas pré-moldadas, ligações viga-pilar, rigidez, metodologia experimental

Fatigue design in reinforced concrete bridges according to Brazilian code

There has been an increase in the flow of freight vehicles commuting on Brazilian highways. Then, special attention to the structural performance of bridges regarding the fatigue in beams is needed. Brazil has neither normative metrology to study real data flow of vehicles, nor specific fatigue load train models and coefficients to the analysis and design of road bridges. The same load train that is used for general dimensioning, TB 450, is used for the fatigue verification. Hence, this work aims to verify if the current TB 450 is representative of the freight heavy vehicles with 2 to 9 axles concerning the effects of fatigue in the longitudinal reinforcement of beams of theoretical reinforced concrete bridges with two, three, and five beams. This verification is performed analyzing the stress variations found in the longitudinal reinforcement of vehicles with 2 to 9 axles and the TB 450. Based on the results, the longitudinal steel reinforcement was more susceptible to fatigue\u27s effects. Freight vehicles with 5, 6, 8 and 9 axles presented the most significant stress, therefore, they tend to cause more deleterious effects. Hence, the adoption of a Brazilian normative fatigue specific load train and coefficients is necessary to analyze pre-existing road bridges and design new ones most accurately

Momentos Hiperstáticos de Protensão em Lajes Lisas Protendidas/Hyperstatic Prestressing Moments in Prestressed Flat Slabs

Os chamados momentos hiperestáticos de protensão compõem um dos assuntos mais interessantes e de difícil entendimento no meio técnico, e essa dificuldade de entendimento motiva a realização deste trabalho. Quando se projeta uma viga protendida de uma ponte, é muito comum que essas vigas sejam projetadas com a vinculação bi-apoiada, mas existe também a possibilidade de torná-las hiperestáticas principalmente quando se tem vigas contínuas. Na protensão dessas vigas hiperestáticas surgem esforços adicionais na estrutura que devem ser levados em consideração. Um esforço particular são os momentos hiperestáticos de protensão. Embora nas pontes em gerais, é comum, utilizar apoios elásticos como neoprene, isso faz com que o tabuleiro da ponte não tenha uma ligação com os pilares, mas isso não é comum em lajes de edifícios do tipo lisa, em que há ligação da laje com os pilares, ficando mais evidentes os momentos hiperestáticos de protensão. Em lajes lisas os pilares já geram na laje momentos negativos, que precisam ser combatidos com protensão, e isso faz com que surjam esforços adicionais que necessitam ser estudados e compreendidos com mais precisão. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é usar uma laje lisa simples como modelo de cálculo, realizar o pré-dimensionamento, demonstrar como são encontrados os momentos hiperestáticos, e realizar uma análise da fissuração da laje na combinação rara de serviços comparando com o momento de fissuração conforme a NBR6118:2014 e realizar a análise da seção com sua inércia equivalente, e verificando  ase o momento hiperestático sobre os pilares sofre alguma variação significativa considerando a laje com a concretagem “in loco”. A estrutura será lançada e analisada no SAP2000® software de elementos finito

Dimensionamento de vigas protendidas contínuas pelo método das cargas equivalentes

O concreto protendido objetiva reduzir ou anular os efeitos de tração (fissuração) em um elemento de concreto. Considerando elementos isostáticos, o equacionamento e cálculo considera a adição de um momento fletor oriundo da aplicação do esforço de protensão à uma excentricidade do centro de gravidade da peça. Todavia, em estruturas hiperestáticas, o equacionamento e o cálculo são mais complexos, pois há consideração dos hiperestáticos de protensão oriundos da restrição do deslocamento no apoio. Portanto, é usual a representação pela superposição de efeitos de um sistema isostático protendido sob os efeitos dos esforços hiperestáticos oriundos da protensão. Dentre as metodologias de cálculo existentes, tem-se o método da carga equivalente convencional proposto por Lin (1963). Neste contexto, o presente estudo objetivou apresentar as considerações da literatura referentes ao momento hiperestático de protensão considerando este método, em que foi calculada a armadura de protensão no estado limite último de uma viga protendida contínua proposta por Kuchler (1993). Para tanto, apresenta-se também a determinação das as perdas de protensão imediatas e ao longo da vida útil no cabo equivalente considerado. Ao final, a armadura de protensão obtida se assemelha ao exposto por Kuchler (1993), atestando a veracidade da metodologia empregada.</p

Dimensionamento de vigas protendidas contínuas pelo método das cargas equivalentes

O concreto protendido objetiva reduzir ou anular os efeitos de tração (fissuração) em um elemento de concreto. Considerando elementos isostáticos, o equacionamento e cálculo considera a adição de um momento fletor oriundo da aplicação do esforço de protensão à uma excentricidade do centro de gravidade da peça. Todavia, em estruturas hiperestáticas, o equacionamento e o cálculo são mais complexos, pois há consideração dos hiperestáticos de protensão oriundos da restrição do deslocamento no apoio. Portanto, é usual a representação pela superposição de efeitos de um sistema isostático protendido sob os efeitos dos esforços hiperestáticos oriundos da protensão. Dentre as metodologias de cálculo existentes, tem-se o método da carga equivalente convencional proposto por Lin (1963). Neste contexto, o presente estudo objetivou apresentar as considerações da literatura referentes ao momento hiperestático de protensão considerando este método, em que foi calculada a armadura de protensão no estado limite último de uma viga protendida contínua proposta por Kuchler (1993). Para tanto, apresenta-se também a determinação das as perdas de protensão imediatas e ao longo da vida útil no cabo equivalente considerado. Ao final, a armadura de protensão obtida se assemelha ao exposto por Kuchler (1993), atestando a veracidade da metodologia empregada